Introducción a la tecnología PON 10G

Si bien los estándares 10G EPON y 10G GPON y la cadena industrial aún no están consolidados, y su implementación comercial a gran escala está lejos, ambas tecnologías han despertado gran interés entre los operadores que construyen redes de banda ancha de próxima generación. Este artículo analiza 10G EPON y 10G EPON desde un punto de vista técnico, analizando el progreso de su estandarización, los parámetros técnicos relacionados con el desarrollo de la fibra óptica y la eliminación progresiva del cobre, así como el proceso de la cadena industrial.

Avances en la estandarización de PON 10G

La madurez del estándar es un requisito previo para determinar la comercialización de una tecnología. En esta etapa, numerosas organizaciones internacionales de estandarización, como IEEE, UIT-T, FSAN, etc., han estado trabajando en la estandarización de las tecnologías 10G EPON y 10G GPON. Dado que la tecnología 10G EPON comenzó antes que la 10G GPON, su proceso de estandarización actual es ligeramente más rápido.

EPON de 10G

Los estándares 10G EPON son definidos principalmente por el IEEE como el estándar 1G EPON. El IEEE ratificó el estándar internacional 802.3av, el 12 de septiembre de 2009. Este estándar se centra en la investigación de la capa física de la tecnología 10G EPON y sigue el protocolo MPCP del estándar 1G EPON tradicional. El estándar IEEE 802.3av aumenta el ancho de banda de subida y bajada. Para garantizar que los operadores puedan migrar de 1G EPON a 10G EPON sin problemas, también define los parámetros del estándar ONU 10G EPON, lo que permitirá su coexistencia con ONU 1G EPON en la misma red ODN.

Además, el estándar IEEE 802.3av admite dos parámetros de capa física. Uno es el modo asimétrico, que implica 10 G en la dirección de bajada y 1 G en la dirección de subida. El otro es el modo simétrico, que opera a una velocidad de datos de 10 G en ambas direcciones. El modo asimétrico se considera una forma de transición del patrón simétrico. Inicialmente, se utilizó cuando los usuarios tenían menos demanda de ancho de banda de subida y un costo limitado. Con el desarrollo de los negocios y el progreso tecnológico, se desarrollará gradualmente hacia un modo simétrico.

GPON de 10G

Según los planes de estudio de la UIT-T, NGPON experimentará dos fases estándar. La primera fase es XG-PON, que coexiste con GPON y reutiliza la ODN GPON. Esta fase incluye dos modelos: XG-PON1 asimétrico de enlace ascendente y descendente, y XG-PON2 simétrico. La segunda etapa es NGA2, que construye completamente la nueva ODN. La tecnología de Multiplexación por División de Longitud de Onda - Red Óptica Pasiva (WDM-PON), de gran interés, pertenece a esta segunda etapa. Esta tecnología logra la expansión de la red de acceso mediante el uso de múltiples longitudes de onda en una fibra. Sin embargo, la ruptura no es posible en algunas tecnologías complejas, como la CWDM en modo ráfaga, los transceptores ONU incoloros y los dispositivos WDM sintonizables. WDM-PON aún se encuentra en fase de prueba.

En la sesión plenaria del SG 15 de la UIT-T celebrada a finales de septiembre de 2009, el Grupo de Trabajo Q2 lanzó oficialmente el texto de la primera etapa del estándar NG-PON, es decir, la demanda general (G.987.1) y las especificaciones de la capa física (G.987.2) para los sistemas PON de próxima generación, y también elaboró ​​un programa para publicar estándares relevantes sobre la capa de convergencia de transmisión (G.987.3) y la interfaz de control de gestión (G.988) a mediados de 2010.

Parámetros técnicos de 10G PON

Tanto el conjunto de protocolos IEEE 802.3av como el ITU-T G.987 han definido detalladamente los parámetros técnicos relevantes de 10G PON, el índice de capa física y el presupuesto de potencia óptica. Sin embargo, debido a los diferentes puntos de partida de las dos principales organizaciones de normalización, los indicadores técnicos también presentan algunas diferencias.

EPON de 10G

Hay cuatro puntos clave de la tecnología 10G EPON:

1. La EPON 10G define seis presupuestos de potencia óptica, considerando los modos asimétricos PRX10, PRX20 y PRX30, así como los modos simétricos PR10, PR20 y PR30. Estos seis modelos de presupuesto de potencia óptica satisfacen básicamente las necesidades de construcción de la red de los operadores.

2. Al tiempo que logra la compatibilidad futura con el EPON 1G convencional en la capa de protocolo de control multipunto (MPCP), la tecnología EPON 10G también extiende el tipo de mensaje original para informar el tiempo de conmutación del equipo terminal óptico (OLT) y ONU para cumplir con los requisitos del sistema EPON 10G.

La EPON 3.10G utiliza el método de codificación FEC (255, 223). Este código se basa en la codificación FEC implementada en la EPON 1G, pero su alta ganancia de codificación permite soportar la menor sensibilidad del receptor óptico.

La EPON 4.10G ha reprogramado las longitudes de onda de los enlaces ascendente y descendente. El enlace descendente utiliza una longitud de onda de 1268-1280 nm, mientras que el enlace ascendente reutiliza la longitud de onda original de la EPON 1G (1575-1580 nm). Para evitar conflictos de longitud de onda, la EPON 10G solo puede usar el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) en el enlace ascendente.

GPON de 10G

El estándar G.987.1 publicado definió los requisitos técnicos generales y la arquitectura del sistema del 10G GPON, y este estándar claramente propuso que el sistema 10G GPON debería soportar completamente los servicios de telecomunicaciones tradicionales y todos los negocios emergentes mientras aseguraba una buena QoS. Al mismo tiempo, el estándar declaró que el contenido relacionado, como el algoritmo dinámico de Asignación de Ancho de Banda (DBA), ahorro de energía, autenticación y cifrado, debería heredar la tecnología 1G GPON original. Por el contrario, el G.987.2 se centró en la estandarización de los parámetros de la capa física del 10G GPON, incluyendo la velocidad de enlace descendente, el presupuesto de energía ODN, la relación de división, el rango de longitud de onda de enlace ascendente y descendente y la codificación de línea, etc. Aunque el rango de longitud de onda de enlace ascendente y descendente del 10G GPON es el mismo que el del 10G EPON, la longitud de onda de enlace ascendente y descendente no está en conflicto con el 1G GPON. Por lo tanto, el enlace ascendente y descendente del 10G GPON utilizan la manera de acceso múltiple por división de longitud de onda (WDMA).

Desarrollo de  la cadena industrial PON 10G

Normalmente, una cadena industrial PON completa consta de tres eslabones: chip, módulos ópticos y equipos. Para analizar la cadena industrial PON, es necesario analizar el estado de desarrollo y las tendencias de estos tres eslabones, respectivamente. Actualmente, 10G EPON y 10G GPON aún no cumplen con los requisitos de las aplicaciones comerciales a gran escala. Si bien algunos fabricantes de equipos han introducido recientemente productos 10G EPON o 10G GPON, estos aún se encuentran en fase de prueba, por lo que no son lo suficientemente fiables para su uso en el ámbito comercial.

Conclusión

La tecnología 10G PON satisface las necesidades de las redes de acceso de alta capacidad, ya que permite aumentar la velocidad de datos, soportar una mayor tasa de división y cubrir a un mayor número de suscriptores. Por lo tanto, 10G PON se convertirá sin duda en la tecnología clave para que los operadores de telecomunicaciones logren un desarrollo sostenible de redes con alto ancho de banda e implementen fibra óptica para reemplazar el cobre en el futuro. En este contexto, esta tesis analiza principalmente tres expectativas de la tecnología 10G PON: la estandarización de 10G EPON y 10G GPON (dos de las principales tecnologías de 10G PON), los parámetros técnicos relacionados y el desarrollo de la cadena industrial de 10G PON.

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