pasivne optičke mreže s valnim multipleksom

Pasivne optičke mreže s valnim multipleksom

Hrvoje Habljak

Mentor: Prof.dr.sc. Zvonimir Šipuš

Sadržaj

• Pristupne komunikacijske mreže Triple Play usluga Digitalne pretplatničke linije Optičke pristupne mreže

• Pasivna optička mreža Arhitektura i komponente PON‐a TDM‐PON Ograničenja sustava

• Pasivne optičke mreže s valnim multipleksom Arhitektura WDM‐PON‐a Tehnike bezbojnih izvora u WDM‐PON‐u Ekonomski aspekt WDM‐PON‐a

• Rezultati mjerenja• Zaključak

Pristupne komunikacijske mreže• Jezgrena mreža povezana s krajnjim korisnicima• Kabelski modemi, satelitski pristup, fiksni bežični pristup, optički bežični

pristup• pristup bakrenim paricama POTS → N‐ISDN → DSL, pristup optičkim nitima• Triple Play usluga

DANAS USKORO

VoIP 100 kbps 2xVoIP 200 kbps

Video konferencija 1 Mbps simetrično 2xVideo konferencija 2 Mbps simetrično

Širokopojasni

pristup internetu

8 Mbps silazno Širokopojasni pristup

internetu

20 Mbps silazno

1 Mbps uzlazno 10 Mbps uzlazno

SDTV (MPEG‐4) 1.5 ‐ 3 Mbps 2xSDTV (MPEG‐4) 3 – 6 Mbps

HDTV (MPEG‐4) 6.5 ‐ 8 Mbps 2xHDTV (MPEG‐4) 13 – 16 Mbps

Pristupne komunikacijske mreže

• xDSL tehnologije 90‐ih god. prošlog stojeća, alternativa ISDN‐u Simetrične (HDSL, HDSL2, SDSL, SHDSL, ESHDSL) Asimetrične (ADSL, ADSL2, ADSL2+, VDSL, VDSL2) – bolja

standardizacija, najatraktivnije korisnicima

xDSLMaksimalna

silazna brzina

Maksimalna

uzlazna brzina

Maksimalni

domet (m)Standard

ADSL 8 Mbps 640 kbps 5486 DA

ADSL2 12 Mbps 1 Mbps 5486 DA

ADSL2+ 24 Mbps 1.4 Mbps 1372 DA

VDSL 56 Mbps 13 Mbps 1372 NE

VDSL2 100 Mbps 100 Mbps 350 NE

Pristupne komunikacijske mreže

• Optičke pristupne mreže širi frekvencijski pojas,

veći kapacitet, veće udaljenosti FTTH, FTTB, FTTC, FTTN točka‐točka, točka‐višetočka (AON, PON)

Pasivna optička mreža

• Arhitektura Istovremeni dvosmjerni prijenos

Silazno 1480 nm do 1550 nm

Uzlazno 1260nm do 1360 nm O

LT

• Komponente• OLT (O/E pretvorba,

sinkronizacija)

• 1:N djelitelj snage

• ONU/ONT


• TDM‐PON najpopularnija metoda, korisniku odsječak vremena, rangiranje,

mogućnost dinamičke alokacije (DBA), standardizacija (ITU‐T i IEEE) APON/BPON

o početkom 90‐ih, ATM protokol, brzine 56 Mbps →155.52 Mbps→622.08 Mbpso dodatna valna duljina 1550nmo dijeljenje 1:16 (20 km) ili 1:32 (10 km), brzina po korisniku 20‐30 Mbps

EPONo Ethernet protokol, samo dvije valne duljine (1310 nm i 1550 nm)o simetrični prijenos od 1.25 Gbps, 1:16 dijeljenje, 10 km ili 20 km udaljenostio nije implementirana enkripcija ni dinamička dodjela pojasa

GPON o najrobustniji standardo brzine 2.5 Gbps/1.25 Gbps, dijeljenje 1:32 do 1:128, udaljenosti do 20 kmo isključivo jednomodni laseri, lavinske fotodiode umjesto PIN prijemnikao očekivani daljnji razvoj (10G PON)


• Ograničenja– dijeljena prijenosna brzina (npr. 2.5 Gbps/64 korisnika = cca. 40 Mbps)

– negativni efekti u vlaknu (prigušenje, disperzija) ograničavaju udaljenost

– proračun za EPON 20 km standard, uz korištenje G.652 svjetlovoda i valnu duljinu 1310 nm:

PRX = PTX – LTX – LRX – Ls – Lf – R (dB),

‐27 = 4 – 0.7 – 0.7 – 13.6 – 0.4 ∙ l ‐3, ‐27 = ‐14 – 0.4 ∙ l

l = 32.5 km


• Arhitektura jedna nit, valnim multipleksiranjem

ostvarena logička PtP veza, nema djeljenja snage

potrebno više OLT primopredajnika (mogućnost zasebne nadogradnje)

problem uzlaznog slanja tj. problem bezbojnosti ONT‐ova

Rešetka

Područja slobodna propagacije• AWG multipeksor/demultipleksor

manji gubici nego na djelitelju (8‐10 dB < 17.5 dB), problem zamjene na terenu

Free Spectral Range ‐ svojstvo cikličnosti

Problem zbog temperaturne ovisnosti (održavanje temperature ili atermalni AWG)


• Tehnike bezbojnih izvora u WDM‐PON‐u radi isplativosti potrebno smanjiti cijenu sustava

četiri tehnike za realizaciju bezbojnosti korištenje podesivih lasera – najintuitivnija metoda, vanjsko podešavanje ONT‐a (OLT signal) ili samopodešavanje (pilot signal), najbolje karakteristike, ali preskupa opcija za korištenje

ponovna upotreba silaznog signala – uz modulirani signal i dio kontinuiranog signala ili RSOA u zasićenju za poništenje modulacije, proširuje se broj korisnika, ali vrlo kompleksna metoda


• bezbojnost rezanjem spektra – isti izvori u ONT‐u (SLED, RSOA, FP‐LD), svakom korisniku djelićspektra, mogućnost modulacije vanjskog signala OLT‐a, veliki gubitak snage (ograničena brzina i udaljenost)

AWG

AWG

AWG

• bezbojnost poticanjem i zaključavanjem valne duljine –RSOA ili redizajnirana FP‐LD unutar ONT‐a, vanjski širokopojasni signal (SLED), djelićspektra zaključava određenu valnu duljinu, samopticanje refleksijom djelića uzlaznog signala, puno veće iskorištenje snage


• Ekonomski aspekt WDM‐PON‐a sigurnost mreže (redudantna nit ili

dvostruka oprema), pouzdanost mreže, cijena komponenti, instalacija (gradsko ili ruralno područje), postotak pretplatnika

trošak po korisniku (EPON 1457 $ grad, 2158 $ ruralno)

trošak po korisniku/Mbps (WDM‐PON brzina neosjetljiva na broj korisnika, 21 $/Mbps grad, 32 $/Mbps ruralno)

Rezultati mjerenja• Mjerenja su obavljena na ADC PONy Express sustavu, prvom PON komercijalnom

rješenju s DWDM multipleksiranjem• Glavne mogućnosti PONy Expressa:

podrška za točka‐točka arhitekturu do 1 Gbps dvosmjerne brzine po korisniku do 16 korisnika ista nit koristi se za komunikaciju u oba smjera bezbojni izvori u ONT i OLT uređajima

• Komponente SLED širokopojasni izvori za bezbojnost ONT‐ova i OLT‐a AWG djelitelji modificirane FP‐LD u predajnicima optičke niti

Rezultati mjerenja

• Komponente – OLT sa 16 primopredajnika, AWG djelitelji, dijelitelj snage 1:99, ONT uređaj, optički preklopnik, optički analizator spektra

• Mjerenje 1. ‐ obavljeno je u silaznom smjeru te analizira signal silaznog širokopojasnog izvora (bijela svjetlost)

FP-LD

Rx

ONT

OLT

Analizator OLT spektra

1:99

Rezultati mjerenja

• Mjerenje 2. – bijela svjetlost uz signale dva OLT predajnika

FP-LD

Rx

ONT

OLT


1:99

Rezultati mjerenja

• Mjerenje 3. – bijela svjetlost uz signale svih OLT predajnika

FP-LD

Rx

ONT

OLT


1:99

Rezultati mjerenja

• Mjerenje 4. – spektar ONT predajnika prije zaključavanja valne duljine

AW

G

Rezultati mjerenja

• Mjerenje 5 –spektar ONT predajnika nakon zaključavanja valne duljine

Rezultati mjerenja

• Mjerenje 6 – dijagram oka

AWG

Rezultati mjerenja

• Mjerenje 7 – dijagram oka uz upotrebu frekvencijskog filtra potreban radi optimiziranja omjera signal/šum

Zaključak

• FTTx ‐ zamjena parične infrastrukture optičkim nitima

• Način implementacije leži na operaterima

• Najatraktivnija rješenja: TDM‐PON ili WDM‐PON

• Velike mogućnosti daljnjeg razvoja WDM‐PON‐a

HVALA NA POZORNOSTI!

pasivne optičke mreže s valnim multipleksom

Documents