WDM-PON vs GPON vs XG-PON

La direction de l'évolution du PON est une question clé pour l'industrie des télécommunications. Les réseaux GPON, XG-PON et WDM-PON sont trois types de réseaux optiques passifs qui fournissent de nombreuses applications telles que des bandes passantes améliorées et des capacités de prise en charge des services, ainsi que des performances améliorées des nœuds d'accès et des équipements de support sur leurs réseaux PON existants. Cet article présentera principalement les différences entre WDM-PON, GPON et XG-PON.

Présentation de GPON, XG-PON et WDM-PON

Les normes GPON pour le réseau optique passif est un type de réseau d'accès d'un point à multipoint. Sa caractéristique principale est d'utiliser les splitters passifs dans le réseau de distribution de fibre optique, ce qui permet à une seule fibre d'alimentation depuis le bureau central du fournisseur de desservir plusieurs maisons et petites entreprises.

WDM-PON est une technologie de réseau d'accès capable de modifier considérablement les infrastructures de l'opérateur. WDM-PON permet de crée une architecture point à point logique basée sur la longueur d'onde sur une topologie de fibre physique point à multipoint. Cette technologie de multiplexage/démultiplexage WDM permet de diviser les signaux de données en signaux de sortie individuels connectés à des bâtiments ou à des habitations. Cette séparation du trafic basée sur le matériel offre aux clients les avantages d'une liaison de longueur d'onde point à point sécurisée et évolutive, et permet à l'opérateur de conserver un nombre de fibres très bas, ce qui réduit considérablement les coûts d'exploitation. Pour le réseau actuel, WDM-PON est également une technologie importante dans la construction fronthaul 5G.

XG-PON, également connu sous le nom de 10GPON, est un mécanisme de migration qui permet d’acquérir un signal pour les utilisateurs de 10 Gbits et 2,5 Gbits. Le signal de l'utilisateur XGPON est défini entre 1575 et 1580 nm et le signal de l'utilisateur entre 1260 et 1280 nm. Le 10G-PON a une architecture point-à-multipoint (P2MP) similaire à GPON et est capable de prendre en charge divers scénarios d'accès, tels que la fibre jusqu'au domicile (FTTH), la fibre jusqu'à la cellule (FTTCell), la fibre jusqu'au bâtiment (FTTB), la fibre jusqu'au point de concentration (FTTCurb) et la fibre jusqu'à la baie (FTTCabinet).

WDM-PON vs GPON vs XG-PON

Nous avons résumé les performances techniques de GPON, 10G-PON et WDM-PON dans le tableau ci-dessous. Plus de détails seront discutés dans les textes suivants.

GPON vs XG-PON

Pour améliorer la vitesse de transmission et continuer à utiliser le système de fibre existant pour réduire les coûts, XG-PON a été introduit pour répondre à ces exigences. Le XG-PON a une structure réseau similaire à celle du GPON avec des longueurs d'onde amont et aval différentes. Le XG-PON peut coexister sur la même fibre avec GPON pour protéger l'investissement des opérateurs de réseau.

GPON vs WDM-PON

Les différences entre GPON et WDM-PON résident principalement dans la capacité et l'utilisation de la fibre.

La capacité par utilisateur d'un WDM-PON est facilement évaluée : une seule longueur d'onde est dédiée à chaque utilisateur final. En général, un signal GbE est transmis sur chaque longueur d'onde, attribuant une capacité de seulement 1,25 Gbps à chaque utilisateur final. Il est sans importance que le WDM-PON n'ait pas d'avantage particulier si la partie du signal consiste d'une diffusion pure (par exemple, une télévision IP conventionnelle) : le signal de diffusion doit être reproduit sur chaque longueur d'onde et envoyé indépendamment à chaque utilisateur. L’évaluation de la capacité GPON par utilisateur n’est pas si simple, car elle dépend essentiellement de l’ensemble des services fournis aux utilisateurs et de nombreux éléments doivent être pris en compte.

Parce que la transmission bidirectionnelle est utilisée dans le cas GPON alors que dans notre exemple de la transmission unidirectionnelle WDM-PON, l'infrastructure de fibre optique est clairement mieux exploitée à travers le GPON. La transmission unidirectionnelle peut être utilisée dans WDM-PON, mais a un coût.

WDM-PON vs XG-PON

Le budget de liaison optique a une grande différence entre WDM-PON et XG-PON. Le schéma de transmission de WDM-PON est assez simple: l'atténuation est donnée par la perte du MUX/DeMUX et de la propagation de la fibre (en prenant en compte des connecteurs, panneaux de brassage et autres éléments de perte de signal présents dans l'infrastructure d'accès). En se basant sur CWDM-PON, les optiques CWDM standard peuvent assurer une puissance d’émission de 0 dBm, tandis que la sensibilité du récepteur dépend du détecteur utilisé. En utilisant un code PIN, la sensibilité à 1,25 Gbit/s (en supposant qu'un GbE soit transmis) pourrait être d'environ -18 dBm.

Alors que pour le XG-PON, la normalisation prescrit pour le XG-PON1 un budget de liaison suffisant pour posséder une portée adaptée aux GPON B + et GPON C. Compte tenu des pertes légèrement plus importantes subies par les longueurs d'onde XG-PON1 par rapport à la longueur d'onde GPON dans la ligne de transmission entre GPON et XG-PON, un budget de 29 et 31 dB, en fonction de la comparaison avec GPON B + ou GPON C, donne des résultats positifs.

De plus, à côté OLT, en utilisant son port OLT partagé, le XG-PON présente des avantages en termes de consommation d'énergie par rapport au WDM-PON qui nécessite un port OLT dédié par abonné. Cependant, comme le WDM-PON a généralement un budget de puissance inférieur (en raison d'une perte beaucoup plus faible du splitter), la consommation d'énergie par émetteur peut être inférieure à celle du XG-PON. Et l'intégration (matrices Tx, Rx) ainsi que les ports OLT inutilisés qui pourraient être désactivés peuvent également aider le WDM-PON à économiser de l'énergie. Du côté ONT (la zone principale de la consommation d'énergie), le XG-PON en économise car il n'a pas besoin de refroidir les lasers, tandis que le WDM-PON peut utiliser des composants à basse vitesse et à budget de puissance inférieur.

Conclusion

Les utilisateurs demandent plus de bandes passantes dans l'accès FTTx avec l'explosion de consommation de bande passante. Le besoin de plus en plus de capacité pour l'accès des utilisateurs finaux et les réseaux de transport est une réalité. Le WDM-PON peut offrir une bande passante et une portée plus élevées et des avantages supplémentaires dans ses applications. En utilisant son canal de longueur d'onde dédié par abonné, le WDM-PON est souvent considéré comme un choix plus sûr. Alors que les avantages du XG-PON résident dans la standardisation, la maturité, le coût et la consommation d'énergie.