10G-PON
10G-PON (หรือที่รู้จักกันในชื่อXG-PONหรือG.987 ) เป็น มาตรฐาน เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ปี 2010 สำหรับลิงก์ข้อมูลซึ่งสามารถส่งมอบ อัตรา การเข้าถึงอินเทอร์เน็ต แบบใช้ร่วมกันได้ สูงสุดถึง 10 Gbit/s (กิกะบิตต่อวินาที) ผ่านใยแก้วนำแสงนี่คือมาตรฐานรุ่นต่อไปของITU-T ที่พัฒนาต่อจาก GPONหรือ PON ที่รองรับกิกะบิต ใยแก้วนำแสงถูกใช้ร่วมกันโดยผู้ใช้จำนวนมากในเครือข่ายที่เรียกว่าFTTxในลักษณะที่รวมศูนย์ อุปกรณ์ โทรคมนาคม ส่วนใหญ่ ซึ่งมักจะแทนที่สายโทรศัพท์ทองแดงที่เชื่อมต่อสถานที่กับชุมสายโทรศัพท์ สถาปัตยกรรม เครือข่ายใยแก้วนำแสงแบบพาสซีฟ (PON) ได้กลายเป็นวิธีที่คุ้มค่าในการตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพในเครือข่ายการเข้าถึงและบางครั้งก็ใช้ในเครือข่ายท้องถิ่นใยแก้วนำแสงขนาดใหญ่สำหรับไฟเบอร์ไปยังโต๊ะทำงานด้วย[ 1 ]
เครือข่ายออปติคอลแบบพาสซีฟใช้สำหรับการเชื่อมต่อไฟเบอร์ถึงบ้านหรือไฟเบอร์ถึงสถานที่ในระยะสุดท้ายโดยใช้ตัวแยกสัญญาณที่เชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณกลางแต่ละตัวกับผู้ใช้งานจำนวนมาก ความจุร่วม 10 Gbit/s คือความเร็วดาวน์สตรีมที่กระจายไปยังผู้ใช้ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับ PON เดียวกัน และ ความเร็วอัปสตรีม 2.5 Gbit/s ใช้เทคนิคการมัลติเพล็กซ์เพื่อป้องกันไม่ให้เฟรมข้อมูลรบกวนซึ่งกันและกัน ผู้ใช้แต่ละรายมีอุปกรณ์เครือข่ายที่แปลงระหว่างสัญญาณออปติคอลและสัญญาณที่ใช้ในระบบสายไฟของอาคาร เช่นอีเธอร์เน็ตและบริการโทรศัพท์แบบอนาล็อกแบบ มีสาย XGS-PON เป็นเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องซึ่งสามารถส่งความเร็วอัปสตรีมและดาวน์สตรีม (สมมาตร) ได้สูงสุดถึง 10 Gbit/s (กิกะบิตต่อวินาที) ได้รับการอนุมัติครั้งแรกในปี 2016 ในชื่อ G.9807.1 [ 2 ] [ 3 ] XGS-PON ใช้การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา (TDM) และการเข้าถึงแบบหลายผู้ใช้แบบแบ่งเวลา (TDMA) [ 4 ]
มาตรฐาน
ITU-T G.987 เป็นมาตรฐานสำหรับ 10G-PON [ 5 ]
10G-PON แบบไม่สมมาตรถูกกำหนดให้เป็น XG-PON1: ความเร็วในการดาวน์โหลด 10 Gbit/s และ ความเร็วในการอัปโหลด 2.5 Gbit/s (อัตราความเร็วสายส่งปกติ 9.95328 Gbit/s ดาวน์โหลด และ 2.48832 Gbit/s อัปโหลด)
นอกจากนี้ ยังมีการเสนอมาตรฐาน 10G-PON แบบสมมาตรในชื่อ XG-PON2 ที่มี ความเร็วในการส่งข้อมูล ขาขึ้น 10 Gbit/s แต่จะต้องใช้เลเซอร์ แบบ burst-mode ที่มีราคาแพงกว่า บนอุปกรณ์ปลายทางเครือข่ายออปติคอล (ONT) เพื่อให้ได้ความเร็วในการส่งข้อมูลขาขึ้นดังกล่าว อีกมาตรฐานหนึ่งของ 10G-PON แบบสมมาตรคือ XGS-PON (ITU-T G.9807.1 ได้รับการอนุมัติเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2016)
การจัดเฟรมเป็นแบบ "G-PON" แต่ใช้ความยาวคลื่นที่แตกต่างจาก G-PON (โดยใช้WDM เพื่อแยกความยาวคลื่นเหล่านั้น ) [ 6 ]เพื่อให้ผู้ใช้ G-PON สามารถอัปเกรดเป็น 10G-PON ได้ทีละน้อย ในขณะที่ผู้ใช้ GPON ยังคงใช้เทอร์มินัลสายออปติคอล (OLT) เดิมต่อไป มาตรฐาน G-PON คือG.984 [ 7 ] ซึ่งเทียบได้กับ มาตรฐาน IEEE 802.3avสำหรับ10G-EPONที่ใช้Ethernetซึ่งมีอัตราการอัปโหลดมาตรฐานทั้ง 1 Gbit/s และ 10 Gbit/s [ 8 ]ความยาวคลื่น 10 กิกะบิต PON (1577 nm ลง / 1270 nm ขึ้น) แตกต่างจาก GPON และ EPON (1490 nm ลง / 1310 nm ขึ้น) ทำให้สามารถใช้งานร่วมกันบนไฟเบอร์เดียวกันกับ PON กิกะบิตใดก็ได้[ 9 ]
จี.987
ข้อแนะนำ ITU-T G.987 เป็นกลุ่มข้อแนะนำที่กำหนดมาตรฐานเครือข่ายการเข้าถึงนี้ (เรียกว่า XG-PON) โดยประกอบด้วยข้อแนะนำสี่ข้อ:
- G.987 : ระบบเครือข่ายออปติคอลแบบพาสซีฟที่รองรับความเร็ว 10 กิกะบิต (XG-PON): คำจำกัดความ คำย่อ และอักษรย่อ, 2010
- G.987.1 : ข้อกำหนดทั่วไปของระบบ 10G-PON (อนุมัติเมื่อ 13 มกราคม 2010)รวมถึงตัวอย่างของบริการ อินเทอร์เฟซเครือข่ายผู้ใช้ (UNIs) และอินเทอร์เฟซโหนดบริการ (SNIs) ตลอดจนการกำหนดค่าการใช้งานหลักที่ผู้ให้บริการเครือข่ายร้องขอ
- G.987.2 : ข้อกำหนดชั้นสื่อทางกายภาพที่ขึ้นอยู่กับสื่อ (PMD) (อนุมัติเมื่อ 13 มกราคม 2010 ปรับปรุงเมื่อ 7 ตุลาคม 2010)อธิบายถึงเครือข่ายการเข้าถึงใยแก้วนำแสงที่ยืดหยุ่น ซึ่งแสดงถึงการพัฒนาต่อยอดจาก G.984.2 โดยมีความไม่สมมาตรเฉพาะในเวอร์ชันปัจจุบันเท่านั้น
- G.987.3 : ข้อกำหนดการรวมสัญญาณส่ง (TC) (อนุมัติเมื่อ 7 ตุลาคม 2553 )
จี.988
นอกจากนี้ยังมีมาตรฐาน ITU-T ที่เกี่ยวข้องซึ่งกำหนดอินเทอร์เฟซการจัดการและการควบคุมสำหรับการบริหารหน่วยเครือข่ายใยแก้วนำแสง ซึ่งอ้างอิงอยู่ในข้อแนะนำ G.987
- G.988 : ข้อกำหนดอินเทอร์เฟซการจัดการและควบคุม ONU (OMCI) (อนุมัติเมื่อ 7 ตุลาคม 2010 )
อุปกรณ์ ONU
หน่วยเครือข่ายใยแก้วนำแสง (ONU) ทำหน้าที่ส่งสัญญาณเครือข่ายจาก PON ไปยังสถานที่ของลูกค้าโดยเชื่อมต่ออุปกรณ์ในสถานที่ของลูกค้าเช่น เกตเวย์บ้านหรือไฟร์วอลล์สำนักงานเทอร์มินัลเครือข่ายใยแก้วนำแสง (ONT) คือ ONU ที่ทำหน้าที่เป็นจุดแบ่งเขตให้บริการแก่ผู้ใช้รายเดียว เช่น บ้านพักอาศัยหรือสำนักงาน อุปกรณ์ ONU ให้บริการอีเธอร์เน็ต และอาจรวม ถึงบริการอื่นๆ แก่ผู้ใช้ ไม่ว่าจะโดยตรง (โดยการเชื่อมต่อแบบบริดจ์ ) หรือผ่านอุปกรณ์เกตเวย์ เช่นเกตเวย์บ้านไฟร์วอลล์และ/หรือเราเตอร์ สัญญาณ POTS , CATVสำหรับอาคารที่ติดตั้งสายวิดีโอ RF และบางรุ่นอาจเข้ากันได้กับมาตรฐานเครือข่ายบ้านG.hn ที่กำลังพัฒนา
ONU รับข้อมูลขาลงจากอินเทอร์เน็ตหรือเครือข่ายส่วนตัว และยังใช้ช่วงเวลาที่จัดสรรโดย OLT เพื่อส่งข้อมูลขาขึ้นในโหมดเบิร์สต์ ช่วงเวลา TDMAช่วยป้องกันการชนกันของข้อมูลขาขึ้นจากผู้ใช้รายอื่นที่ใช้ PON ทางกายภาพเดียวกัน
การเชื่อมต่อไฟเบอร์ไปยังสถานีฐาน ( Fibre-to-the-cell site ) เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่กำลังได้รับความนิยม แต่มีข้อกำหนดด้านการซิงโครไนซ์เพิ่มเติมหน่วยเชื่อมต่อเครือข่ายเซลลูลาร์ (CBU) เฉพาะทางสามารถให้บริการ PON สำหรับเครือข่ายเซลลูลาร์ได้
OLT และโหนดการเข้าถึง
OLT ( Optical Line Terminal ) ทำหน้าที่เชื่อมต่อ PON กับ ลิงก์ อัปฮอล แบบรวมกลุ่ม จัดสรรช่วงเวลาให้ ONU และ ONT ส่งข้อมูลอัปสตรีม และส่งข้อมูลดาวน์สตรีมที่ใช้ร่วมกันในโหมดบรอดแคสต์ผ่าน PON ไปยังผู้ใช้ เนื่องจาก 10GPON ถูกออกแบบมาให้ทำงานร่วมกับอุปกรณ์ GPON ได้ การเปลี่ยนไปใช้ความสามารถ 10GPON จึงสามารถทำได้โดยการอัปเกรด OLT แล้วจึงอัปเกรด ONU แต่ละตัวตามความจำเป็น
โดยปกติ OLT จะอยู่บนการ์ดที่เสียบเข้ากับตัวเครื่อง OLT ที่ศูนย์กลางการสื่อสาร (CO) ซึ่งใช้การ์ดอัปลิงก์พิเศษสำหรับ การเชื่อมต่อ อีเธอร์เน็ตไปยังเครือข่ายของผู้ให้บริการโทรคมนาคมและอินเทอร์เน็ต การ์ดอัปลิงก์บนอุปกรณ์เข้าถึงน่าจะใช้พอร์ตอีเธอร์เน็ตหลายพอร์ต แม้ว่าจะยังไม่แน่ชัดว่าผู้ผลิตจะเสนอความเร็วในการอัปลิงก์เท่าใดเพื่อรองรับการเข้าถึง 10GPON การติดตั้ง OLT ใน ตู้ ภายนอกอาคารอาจเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการขยายระยะการครอบคลุมเพื่อลดจำนวนศูนย์กลางการสื่อสารในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นของประชากรต่ำ
ITU และ IEEE กำลังวางแผนที่จะรวมข้อกำหนดของพวกเขาที่เลเยอร์ทางกายภาพใน 10G ซึ่งจะช่วยให้สามารถใช้ชิป ออปติก และแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ร่วมกันได้ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนสำหรับผู้ผลิตฮาร์ดแวร์[ 10 ]
เครือข่ายกระจายแสง
เครือข่ายกระจายสัญญาณแสง PON ใช้ใยแก้วนำแสงแบบซิงเกิลโหมดในส่วนภายนอกอาคารตัวแยกสัญญาณแสงและเฟรมกระจายสัญญาณแสงแบบดูเพล็กซ์ เพื่อให้ทั้งขาขึ้นและขาลงใช้ใยแก้วนำแสงเส้นเดียวกันบนความยาวคลื่นที่แยกจากกัน 10G-PON ก็เช่นกัน โดยมีระยะการส่งสัญญาณใกล้เคียงกับมาตรฐานก่อนหน้า แต่รองรับอัตราส่วนการแบ่งสัญญาณที่สูงขึ้น คือ 128 ผู้ใช้ต่อ PON หรือมากกว่านั้นหากใช้ตัวขยายสัญญาณ/เครื่องขยายกำลังส่งสัญญาณ ตัวแยกสัญญาณแสงที่สร้าง โทโพโลยี แบบจุดต่อหลายจุดก็ใช้เทคโนโลยีเดียวกันกับที่ใช้ในระบบ PON อื่นๆ ซึ่งหมายความว่าเครือข่าย PON ใดๆ ก็สามารถอัปเกรดได้โดยการเปลี่ยนเทอร์มินัล ONT และ OLT ที่ปลายแต่ละด้าน โดยไม่ต้องเปลี่ยนใยแก้วนำแสง เว้นแต่จะเลือกใช้ตัวเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน
"เครือข่ายกระจายสัญญาณแสง (ODN) ที่ติดตั้งในปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะต้องรองรับ PON สี่รุ่นขึ้นไปตลอดอายุการใช้งานที่คาดไว้ 30–40 ปี... ไฟเบอร์ควรมีความยืดหยุ่นสูงสุดเพื่อรองรับเทคโนโลยี PON ใหม่ที่อาจเกิดขึ้นได้ ควรได้รับการปกป้องด้วยสายเคเบิลที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเชื่อถือได้ ทำให้ติดตั้งง่ายและเชื่อถือได้ และควรเชื่อมต่อด้วยการเชื่อมต่อขั้นสูงที่ใช้แรงงานน้อยและมีการสูญเสียต่ำ ต้นทุนของวัสดุ ODN (ไฟเบอร์ สายเคเบิล และการเชื่อมต่อ) เพียงประมาณ 8% คิดเป็นสัดส่วนที่น้อยอย่างน่าประหลาดใจของต้นทุนเครือข่ายทั้งหมด" [ 9 ]
เพื่อให้สามารถขยายขอบเขตการใช้งานโดยรองรับสมาชิกได้ถึง 128 ราย มาตรฐานนี้จึงรองรับงบประมาณทางแสงได้หลากหลายตั้งแต่ 29 dB ถึง 31 dB ร่างการปรับปรุงมาตรฐานคาดว่าจะขยายขอบเขตนี้ไปถึงการจำแนกงบประมาณที่ 33 dB และ 35 dB PON ที่มี งบประมาณทางแสง 35 dB สามารถครอบคลุมระยะทาง 25 กม. หรือมากกว่านั้น และสามารถใช้งานร่วมกันได้ถึง 128 สมาชิก[ 11 ] XGS-PON ยังรองรับอัตราส่วนการแบ่งสูงสุดถึง 1:128 อีกด้วย[ 12 ]
ONT บางตัวสามารถรับสเปกตรัมแสงได้หลากหลายช่วงตั้งแต่ 1480 นาโนเมตรถึง 1580 นาโนเมตร ทำให้สัญญาณดาวน์สตรีม 10G-PON สามารถมองเห็นได้โดยตัวรับ G-PON ดังนั้น ONT จึงต้องบล็อกสัญญาณดาวน์สตรีมที่ไม่ต้องการด้วยตัวกรองบล็อกความยาวคลื่น (WBF) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ออปติคอลแบบพาสซีฟขนาดเล็ก[ 11 ]
การทดลองภาคสนาม
- ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2553 Portugal Telecom รายงานการทดลองภาคสนามที่ประสบความสำเร็จของ 10G-PON โดยส่งเนื้อหา 3D-TV โดยใช้ความสามารถของ XG-PON1 [ 13 ]
- นอกจากนี้ Verizonยังประสบความสำเร็จในการทดสอบภาคสนามของ XG-PON2 (synchronous 10G-PON) ซึ่งเป็นมาตรฐานก่อนหน้า ที่สามารถส่งมอบ การเชื่อมต่อบรอดแบนด์ 10 Gbit/s ทั้งดาวน์โหลดและอัปโหลด ในเดือนตุลาคม 2553 การทดสอบ XG-PON2 ได้ดำเนินการที่ธุรกิจของลูกค้า Verizon ในเมืองทอนตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ โดยใช้ใยแก้วนำแสงเดียวกันกับที่ให้บริการเครือข่าย FiOS ที่มีอยู่เดิมของธุรกิจนั้น
- BT ในสหราชอาณาจักรกำลังให้บริการบรอดแบนด์ความเร็ว 10 Gbit/s แบบทดลองแก่ลูกค้าธุรกิจในคอร์นวอลล์โดยใช้เทคโนโลยี XGPON โดยประกาศเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2012 [ 14 ]
- Chorus ในนิวซีแลนด์กำลังให้บริการบรอดแบนด์ความเร็ว 10 Gbit/s แบบทดลองแก่ลูกค้าโดยใช้เทคโนโลยี XGS-PON โดยประกาศเมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน 2019 [ 15 ]
- OpenFiber (ผู้ให้บริการ FTTH แบบขายส่งเท่านั้นในอิตาลี) ได้ทดลองให้ บริการ 10 Gbit ร่วมกับ GPON บนไฟเบอร์เดียวกันสำเร็จ โดยใช้เทคโนโลยี XGS-PON จาก ZTE เมื่อวันที่ 14 มีนาคม 2019 ร่วมกับ ISP Fibra.city [ 16 ] [ 17 ]
- ประกาศวางจำหน่ายผลิตภัณฑ์ OpenStream (การเข้าถึงบิตสตรีม) ในเชิงพาณิชย์เมื่อวันที่ 26 มีนาคม 2021 [ 18 ]
- Telecom Italia เริ่มทดลองใช้อุปกรณ์ XGS-PON จาก Nokia ในศูนย์แลกเปลี่ยน 3 แห่งในอิตาลี ทั้งกับลูกค้าปลีกและลูกค้าขายส่ง[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
- ในช่วงกลางปี 2025 Octotelในแอฟริกาใต้เริ่มทดลองการเชื่อมต่อมัลติกิกะบิตโดยใช้เทคโนโลยี XGS-PON [ 22 ]
ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตบ้าน
อิตาลี–ทิม; [ 23 ]บรรจบกัน[ 24 ]
เนเธอร์แลนด์– DELTA, [ 25 ] KPN [ 26 ]
ญี่ปุ่น–โซเน็ต[ 27 ]
มาเลเซีย–เวลา[ 28 ]
ฮ่องกง– PCCW-HKT [ 29 ]
สิงคโปร์– ซิงเทล[ 30 ] M1 [ 31 ]
สวิตเซอร์แลนด์– Swisscom, Salt Fiber, [ 32 ] Sunrise, Quickline
โปแลนด์–อิเนีย[ 33 ]
นิวซีแลนด์–คณะนักร้องประสานเสียง[ 34 ]
เซอร์เบีย–โอไรออน เทเลคอม[ 35 ]
สโลวาเกีย– Antik Telecom [ 36 ]
สเปน– Digi, [ 37 ] Movistar, Orange [ 38 ] [ 39 ]
โรมาเนีย–ดิจิ โรมาเนีย, [ 40 ] FiberX [ 41 ]
ศรีลังกา– SLT
สหราชอาณาจักร– Virgin Media, CityFibre, toob, G.Network, Community Fibre, YouFibre, Fibrus, FullFibre
โครเอเชีย–เทเลมาค
สหรัฐอเมริกา– AT&T, [ 42 ] Cox Communications, Frontier Communications, [ 43 ] Lumen (หรือที่รู้จักกันในชื่อ CenturyLink และ Quantum Fiber), [ 44 ] Sonic, [ 45 ] Glo Fiber, [ 46 ] Summit Broadband , Ziply Fiber, [ 47 ] Google Fiber [ 48 ]
แคนาดา–เบลล์[ 49 ]โรเจอร์ส[ 50 ]เทลัส[ 51 ]ทีเบย์เทล[ 52 ]ไฟเบอร์เทล[ 53 ]บีนฟิลด์[ 54 ] เทลแม็กซ์ อิงค์ [ 55 ] เทลเคล [ 56 ] เทคเซฟวี่ โซลูชั่นส์ [ 57 ]เฮย์คอมมิวนิเคชั่นส์[ 58 ] - บัลแกเรีย - วีวาคอม[ 59 ]
ไอร์แลนด์– SIRO [ 60 ]
ฝรั่งเศส–บูยเกส เตเลคอม, [ 61 ] SFR, [ 62 ]ออเรนจ์[ 63 ]
ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตเชิงพาณิชย์
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- FTTH Council Europe - คู่มือธุรกิจ FTTH (เก็บถาวรเมื่อ 9 ตุลาคม 2011 ที่Wayback Machine ) (อัปเดตเมื่อ 24 สิงหาคม 2011)
- สภา FTTH แห่งยุโรป - คู่มือ FTTH ฉบับที่สี่ (ปรับปรุงล่าสุด 24 สิงหาคม 2554)
- สรุปมาตรฐาน ITU-T GPON
- เบนจามิน เรบูล, สภา FTTH APAC, “ภาพรวมทั่วโลกของ FTTH”, การประชุมประจำปีของสภา FTTH APAC, 25 พฤษภาคม 2010 (สืบค้นเมื่อ 8 พฤศจิกายน 2010)
- การเปรียบเทียบ PON ความเร็ว 10 Gbit/s กับ WDM-PON
- คู่มือเทศบาลและสาธารณูปโภค
- เทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้เครือข่ายใยแก้วนำแสงแบบพาสซีฟ (PON) - ยูกิโอ นาคาโนะ
- ลูกไม้หล่นไม่ไกลต้น: ข้อกำหนดของระบบ ความท้าทาย และมาตรฐานสำหรับ PON รุ่นต่อไป