WDM-PON、GPON、XG-PON、それぞれの違い

WDM-PONとXG-PONとは何ですか？

WDM-PONは、キャリア・インフラストラクチャを大幅に変更する可能性のあるアクセスネットワーク技術です。WDM-PONは、物理的なポイントツーマルチポイントファイバトポロジ上に波長ベースの論理ポイントツーポイントアーキテクチャを作成します。WDM多重化/逆多重化技術を使用して、建物や家屋に接続された個々の発信信号にデータ信号を分割することができます。このハードウェアベースのトラフィック分離は、セキュアでスケーラブルなポイントツーポイント波長リンクの利点をお客様に提供しますが、キャリアには非常に少ないファイバ数を保持できるため、運用コストが大幅に削減されます。

XG-PONは10GPONとも呼ばれ、10Gbitsのユーザーと2.5Gbitsのユーザーの信号を取得するための移行メカニズムを定義しています。XGPONユーザの信号は、1575nmから1580nmの範囲で定義され、ユーザ信号は、1260nmから1280nmとして定義されます。同じファイバ上でのXGPONとGPON技術の共存のために、中央には、ユーザー用の信号とビデオ信号を組み合わせたWDMフィルターが必要です。関連記事：「PONの仕組み：OLT、ONU、ONTおよびODNについて」

WDM-PONとGPONとXG-PON

ここでは、GPON、WDM-PON、およびXG-PONの技術的なパフォーマンスをまとめました。

GPON（10Gbit/sダウン/2.5Gアップ）—ITU-T G.984, 2008. ギガビット対応のGPON規格では、いくつかのビットレートの選択肢が許されていますが、業界では、ダウンストリーム帯域幅が2.488ギガビット/秒（Gbit/s）、アップストリーム帯域幅が1.244ギガビット/秒に収束しています。

XG-PON（10Gダウン/2.5Gアップ）—ITU G.987, 2009. XG-PONは基本的にGPONのより高い帯域幅のバージョンです。 GPONと同じ機能を持ち、GPONを使用して同じファイバ上に共存することができます。XG-PONはこれまで最小限に導入されています。

WDM-PON（10Gダウン/2.5Gアップ）—2012, 波長分割多重化PONまたはWDM-PONは、各ONUが独自の波長しか受信しないため、プライバシとスケーラビリティが優れています。これは、顧客あたり最大20km、40チャネル、1 Gbpsのアプリケーションに最適化されています。100kmを超える距離に達するために、増幅器、分散補償、遠隔ASEシード源が使用されました。

 

データ容量：GPONとWDM-PON

WDM-PONのユーザあたりの容量は簡単に評価されます。各エンドユーザには1つの波長しか割り当てられません。一般に、GbE信号は各波長で送信され、すべてのエンドユーザにわずか1.25Gbpsの容量が割り当てられます。信号の領域が純粋なブロードキャスト（例えば、従来のIP-TV）によって構成されている場合、WDM-PONは特に有益ではありません。ブロードキャスト信号は、各波長でOLTによって複製され、各ユーザに独立して送信される必要がある。XGPONの評価として各ユーザのGPON容量の評価は、主にユーザに提供されるサービスバンドルに依存し、多くの要素を考慮する必要があるため、単純ではありません。

 

システムリーチ：WDM-PONとXGPON

XGPONの場合のシステム到達範囲は分割によって決定されます。 例えば、32スプリットと28dBのリンクバジェットの場合、通常は約20kmに相当します。WDM-PONの場合、AWGは通常のパワースプリッタ（50kmが実現可能）よりもずっと低い損失を示します。XG-PONとWDM-PONの両方を、ミッドスパンリーチエクステンダを導入することにより、長距離シナリオに適合させることができます。XG-PONでは、OEO（光電気光学）またはSOAエクステンダのいずれかを使用して、最大60kmまで到達できます（GPONプロトコルによって制限されます）。C/LバンドのWDM-PONでは、EDFA（エルビウム添加光ファイバ増幅器）を使用して100kmまで到達することができます。

 

光ファイバ利用：WDM-PONとGPON

双方向伝送はGPONの場合に使用されるのに対して、WDM-PON単方向伝送の例では、ファイバインフラストラクチャは明らかにGPONを通じてより有効に活用されます。一方向伝送はWDM-PONで使用することができるが、コストがかかる。実際、十分な分岐比を達成するためには、DWDMが必要であり、例えば、100GHzのチャネル間隔を有する32チャネルが必要とされます。可能な設計は、上流と下流で使用される2つの異なる帯域幅を個別化することができます。それらは、反射からの破壊的な干渉を避けるために、約800GHzのギャップによって分離されてもよい。このようにして、16の分岐比を達成することができます。

しかし、100GHzのチャネル間隔は、冷却されたDFBレーザがONUおよびOLTの両方で使用されることを必要とします。この事実は、MUX/DeMUXのコストが高いことに加えて、明らかにシステムのコストに影響します。この問題に対処するために、単一の広帯域ノイズ源のフィルタリングから導出されたWDMコムの使用が提案されているが、実際のコスト優位性が達成されるかどうかはまだ不明です。

 

光リンクの予算：WDM-PONとXGPON

WDM-PONの伝送方式は非常に単純です。減衰は、MUX/DeMUXの損失とファイバ伝搬（アクセスインフラストラクチャに存在する可能性のある他の信号損失要素とともにコネクタ、パッチパネルを考慮して）によって与えられます。CWDM-PONに焦点を合わせると、標準のCWDM光学系は0dBmの送信電力を保証することができますが、受信感度は使用する検出器に依存します。PINを利用すると、1.25Gbit/s（GbEが送信されることを前提とする）の感度は約-18dBmになります。この数は、APDを使用して約-28dBmに増加します。

標準化では、GPON B+とGPON Cに適した到達範囲を確保するのに十分なリンク予算であるXG-PON1が規定されています。XG-PON1波長がGPON波長に対して実験した若干高い損失GPONとXG-PON間の伝送ラインでは、GPON B+またはGPON Cとの比較に応じて29と31 dBの予算が発生します。この処方箋はXWDM-PONでは存在しません。実際の電力予算は、最初の工業製品が量産された後にのみ利用可能になります。