Технология PON (Passive Optical Network или пассивная оптическая сеть) - это технология широкополосного доступа, использующая оптоволоконный кабель для передачи данных от провайдера к конечным пользователям. Общим компонентом всех PON-сетей являются оптическое волокно и пассивные (не требующие питания) элементы - сплиттеры, сумматоры, и.т.д. Таким образом, ключевым преимуществом PON сетей является отсутствие необходимости использования на участке OLT (Станционное оборудование)↔ONT (Пользовательское оборудование) активных элементов (усилителей, повторителей сигнала), требующих дополнительного питания. При этом дальность подключения ONT от OLT через распределительную оптическую сеть PON может составлять 20-40 километров.
Существует несколько технологий, базирующихся на PON. Наиболее распространенной на сегодняшний день является технология GPON, описанная в рек. ITU-T G.984.x. Однако с развитием технологий повышается спрос к требуемой полосе пропускания у конечных пользователей, что приводит к развитию технологий доступа, в том числе и PON. В данном случае развитием GPON являются технологии 10G-PON, включающие XG-PON (рек. G.987.3) и XGS-PON (рек. G.9807.1).
Важные аспекты и тенденции в развитии 10G-PON технологий обсуждаются в статье на официальном сайте Eltex, которую можно прочитать здесь.
Факторы, способствующие развитию технологии 10G-PON
Рост потребления широкополосного трафика
Современные домохозяйства потребляют в десятки раз больше трафика, чем 10 лет назад — видеостриминг в 4K и 8K, облачные игровые платформы, видеоконференции и AR/VR-сервисы требуют стабильных многогигабитных подключений. Кроме того увеличение требований к пропускной способности обуславливается развитием технологий беспроводного доступа, таких как Wi-Fi6 и Wi-Fi7.Миграция к облачным вычислениям
Для бизнеса и госсектора всё чаще критична низкая задержка и симметричная полоса пропускания — именно такие параметры обеспечивает XGS-PON. Это делает её ключевой технологией для поддержки SaaS, VDI, IoT и edge-инфраструктуры.Стандартизация и зрелость оборудования
С введением стандартов ITU-T G.9807 и благодаря разнообразным решениям Combo PON, технологии XGS-PON стали более доступными и надежными в эксплуатации. Операторы получают возможность минимизировать затраты на внедрение.- Увеличение численности абонентов
Более высокий коэффициент деления (количество ONT, подключаемых на одно оптическое волокно).
Техническая архитектура XGS-PON
Архитектурно XGS-PON, как и её предшественники, строится по принципу точка-многоточка, где:
OLT (Optical Line Terminal) — активное оборудование в центральном узле оператора.
ODN (Optical Distribution Network) — полностью пассивная инфраструктура (кабели, сплиттеры).
ONT (Optical Network Terminal) или ONU (Optical Network Unit) — клиентское оборудование.
Сравнительная таблица технологий GPON и 10G-PON
Характеристики | GPON | 10G-PON | ||
|---|---|---|---|---|
| XG-PON | XGS-PON | |||
| Длина волны | Upstream | 1290-1330 нм | 1260-1280 нм | 1260-1280 нм |
| Downstream | 1480-1500 нм | 1575-1580 нм | 1575-1580 нм | |
| Несущая длина волны | Upstream | 1310 нм | 1270 нм | 1270 нм |
| Downstream | 1490 нм | 1577 нм | 1577 нм | |
| Максимальная скорость | Upstream | 1.244 Гбит / c | 2.488 Гбит / с | 9.953 Гбит / с |
| Downstream | 2.488 Гбит / с | 9.953 Гбит / с | 9.953 Гбит / с | |
| Максимальная дальность передачи | до 60 км | до 40 км | до 20 км | |
| Поддержка абонентов на порт | до 128 | до 128 | до 256 | |
Линейка XGS-PON оборудования Eltex
Линейка оборудования XGS-PON Eltex включает линейные терминалы серии LTX:
- LTX-8 – станционный терминал OLT, имеющий в своем составе 8 PON портов, способных работать в режиме GPON или XGS-PON.
- LTX-16 – станционный терминал OLT, имеющий в своем составе 16 PON портов, способных работать в режиме GPON или XGS-PON.
- LTX-8C – станционный терминал OLT, имеющий в своем составе 8 combo PON портов, способных работать одновременно и в режиме GPON и в режиме XGS-PON.
- LTX-16C – станционный терминал OLT, имеющий в своем составе 16 combo PON портов, способных работать одновременно и в режиме GPON и в режиме XGS-PON.
- MA5160 – станционный терминал OLT большой емкости, имеющий модульный форм-фактор. Крейт устройства имеет 2 слотоместа для установки процессорных плат и 16 слотомест для установки линейных плат. Существует несколько типов линейных плат, порты которых способны работать в разных режимах: только GPON, GPON или XGS-PON, Combo GPON+XGS-PON. Все типы линейных плат содержат по 16 PON интерфейсов. На текущий момент устройство находится на стадии разработки.
Так же линейка оборудования XGS-PON Eltex включает абонентские терминалы:
- NTX-1 – абонентский терминал ONT, работающий по технологии XGS-PON и имеющий в своем составе 1G и 10G ethernet RJ-45 порты.
- NTX-1F – абонентский терминал ONT, работающий по технологии XGS-PON и имеющий в своем составе 1G RJ-45 ethernet порт и 10G ethernet порт SFP+.
Вся линейка оборудования XGS-PON Eltex и полные технические спецификации представлены на нашем официальном сайте.
OLT Eltex LTX — станционные устройства нового поколения для XGS-PON
Развитие технологий PON и увеличение объемов обрабатываемого на участках сетей доступа трафика безусловно требуют увеличения производительности устройств, устанавливаемых на уровне доступа. В сравнении с предыдущим поколением GPON OLT Eltex, XGS-PON OLT Eltex имеет увеличение не только в плане скорости интерфейсов, но и более совершенную и более производительную архитектуру в целом.
Ключевые параметры XGS-PON OLT Eltex LTX-8/16, LTX-8/16C
| Количество портов Uplink | Максимальное количество ONT XGS-PON / GPON | Производительность коммутатора | Емкость таблицы MAC | Поддерживаемые стандарты | |
|---|---|---|---|---|---|
| LTX-8 rev.B | 2 × 100/40GE (QSFP28/QSFP+), 2 × 25/10/1GE (SFP28/SFP+/SFP) | 2048/1024 | 300 Гбит/с | 64K записей | ITU-T G.988 PON |
| LTX-16 rev.B | 4096/2048 | ||||
| LTX-8C | 2048+1024 | ||||
| LTX-16C | 4096 +2048 |
ONT Eltex NTX-1 и NTX-1F — абонентские устройства нового поколения для XGS-PON
Технология XGS-PON предоставляет значительно более высокие скорости передачи данных по сравнению с традиционным GPON, что ведет к увеличению требований к оборудованию на стороне пользователей. Для обеспечения этих скоростей необходимы оптические терминалы унифицированного доступа (ONU) с LAN-портами, которые поддерживают прием и передачу трафика на скоростях до 10 Гбит/с. В ассортименте компании Eltex представлены два вида терминалов — NTX-1 и NTX-1F, которые идеально подходят для реализации решений на базе XGS-PON, обеспечивая пользователей необходимыми ресурсами для стабильного и быстрого подключения. Ключевой особенностью NTX-1F, является то, что один LAN-порт имеет интерфейс Ethernet 10 GbE (SFP+).
Ключевые параметры XGS-PON ONT Eltex NTX-1 и NTX-1F
Категория | Параметры
| |
|---|---|---|
PON-интерфейс | 1× XGS-PON (SC/APC, ITU-T G.9807.1) | |
Скорость передачи (TX/RX) | До 9953 Мбит/с симметрично | |
Длина волн | TX — 1270 нм, RX — 1577 нм | |
Чувствительность приёмника | –28 дБм | |
BER | ≤ 1.0×10⁻¹⁰ | |
NTX-1 | NTX-1F | |
Ethernet LAN | 1 х 10/100/1000BASE-T (RJ-45) | 1 х 10/100/1000BASE-T (RJ-45) |
| Скорость передачи | LAN1 — Автоопределение, 100/1000/10000/2500/5000/10000 Мбит/с, дуплекс/полудуплекс | LAN1 — 10GE(SFP+)/1GE(SFP) LAN2 — Автоопределение, 10/100/1000 Мбит/с, дуплекс/полудуплекс |
| Поддержка стандартов | IEEE 802.3i 10BASE-T Ethernet | IEEE 802.3i 10BASE-T Ethernet IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae 10GBASE-T 10Gigabit Ethernet IEEE 802.3x Flow Control IEEE 802.3 NWay auto-negotiation IEEE 802.3z Fiber Gigabit Ethernet |
Combo PON и совместимость с GPON
Отдельно следует отметить возможность использования действующей оптоволоконной инфраструктуры для обеспечения работы как действующих GPON абонентов, так и для подключения новых XGS-PON абонентов. Поскольку для операторов важно минимизировать CAPEX (capital expenditure) при переходе на новую технологию. Именно поэтому Combo PON — OLT-порты, поддерживающие одновременную работу GPON и XGS-PON на одной оптической линии — могут быть ключевым элементом миграции.
Технически, Combo PON использует:
Два приемопередатчика в составе одного SFP модуля, подключаемого к OLT: GPON (1490/1310 нм) и XGS-PON (1577/1270 нм).
Оптический мультиплексор для объединения сигналов на одном выходе порта.
Особенности настройки GPON ONT и XGSPON ONT на одном PON-дереве для OLT Eltex LTX-8C, LTX-16C приведены в нашей Базе Знаний и описаны в статье.
Миграция с GPON на XGS-PON
OLT серии LTХ-8/LTX-16 или LTX-8C/LTX-16C от Eltex поддерживают работу в режиме XGS-PON и GPON, что делает их удобными как для поэтапной миграции с GPON на XGS-PON, так и для одновременного подключения ONT, работающих по технологиям GPON и XGS-PON на постоянной основе. Ниже рассмотрим несколько возможных сценариев перехода на XGS-PON:
- Сценарий 1. Разделение по PON-портам: независимая работа GPON и XGS-PON;
- Сценарий 2. Параллельное сосуществование GPON и XGS-PON на одном сплите (WDM);
- Сценарий 3. Полная миграция с GPON на XGS-PON.
Для сценариев 2 и 3 предварительно на этапе планирования миграции рекомендуем выполнить оценку текущего состояния оптической сети для понимания того как изменятся уровни сигналов после осуществления миграции и для понимания необходимости корректировки оптического бюджета ВОЛС еще до перехода на XGS-PON OLT. Оценку рекомендуем проводить в несколько этапов.
- Сбор информации о текущих уровнях сигнала для для всех действующих ONT. Желательно зафиксировать список уровней сигнала от ONT к OLT – RSSI, а так же список уровней сигнала, принимаемых каждым ONT от OLT – Rx power на лазере ONT (данный параметр так же может быть запрошен с OLT). Полученную информацию можно свести в отдельную таблицу для удобства.
- Сбор информации о классах установленных в OLT GPON SFP модулей. SFP модули разного класса будут иметь разные характеристики мощности передатчика и чувствительности приемника. Учитывая что при переходе класс модуля для работы с GPON может измениться, эти показатели следует учесть. Существующие классы для приемопередатчиков GPON определены стандартом.
Класс SFP Минимальная мощность
на выходе, dBmМаксимальная мощность
на выходе, dBmМаксимальная чувствительноcть
на входе, dBmМинимальная чувствительноcть
на входе, dBmClass B+ +1,5 +5 -8 -28 Class C+ +3 +7 -12 -32 Class C++ +7 +10 -12 -33 - Расчет изменения текущих уровней сигнала GPON после миграции. Здесь требуется учесть изменения уровней в случае если класс SFP изменится. Например, SFP модули используемые в Combo имеют два класса – класс GPON и класс XGS-PON (в XGS-PON классы отличаются). Если GPON класс SFP, на который будет осуществлено переключения отличается, необходимо рассчитать как изменятся уровни. Так же здесь необходимо учесть затухание, которое будет вноситься дополнительными пассивными элементами, которые могут быть установлены, например, сумматором. таким образом при необходимости нужно внести корректировки в оптический бюджет.
- Далее необходимо определить будет ли оптическая распределительная сеть соответствовать требованиям к затуханиям на XGS-PON и будут ли лежать уровни сигнала от ONT и OLT в необходимых для корректной работы диапазонах. Следует учитывать что в XGS-PON классы приемопередатчиков и их входные / выходные характеристики отличаются от GPON и имеют следующий вид.
Класс SFP Минимальная мощность
на выходе, dBmМаксимальная мощность
на выходе, dBmМаксимальная чувствительноcть
на входе, dBmМинимальная чувствительноcть
на входе, dBmNominal1 class
(N1 class)+2 +5 -5 -26 Nominal2 class
(N2 class)+4 +7 -7 -28 Extended1 class
(E1 class)+6 +9 -9 -30 Extended2 class
(E2 class)+8 +11 -11 -32 - По результатам анализа необходимо определить требуются ли какие-либо корректировки на ВОЛС для обеспечения корректной работы терминалов обеих технологий в рамках одного и того же PON дерева.
Входные данные:
OLT: Eltex GPON OLT (LTP-4/8X, MA4000-PX, LTP-8/16N);
Имеется построенная оптическая распределительная сеть, работающая на GPON;
На стороне абонентов установлены GPON ONT.
Далее рассмотрены возможные сценарии перевода существующих участков сети GPON на технологию XGS-PON.
Сценарий 1. Разделение по PON-портам: независимая работа GPON и XGS-PON
В рамках данного сценария осуществляется логическое и физическое разделение инфраструктуры GPON и XGS-PON. Каждая технология работает на отдельных PON-портах OLT.
Последовательность действий:
Подготовка к модернизации:
- Оценка оптического бюджета на предмет соответствия требованиям технологий GPON / XGS-PON.
Анализ текущей конфигурации сети на базе OLT LTP-X/MA4000-PX, определение списка PON-портов с подключёнными абонентами GPON.
Выгрузка и сохранение конфигурации для дальнейшей адаптации под новую платформу LTX-8/16.
Замена активного оборудования:
Производится физическая замена OLT LTP-8X на LTX-8/16. Устройство LTX-8/16 поддерживает одновременную работу в режимах GPON и XGS-PON на разных портах.
Настройка портов:
Те PON-порты, к которым были подключены существующие абоненты GPON, переводятся в режим работы GPON.
Для новых абонентов, которым планируется установка XGS-PON ONU, выделяются отдельные свободные PON-порты и конфигурируются в режиме XGS-PON.
Преимущества подхода:
Чёткое логическое разделение технологий упрощает управление и диагностику.
Сохраняется стабильность для существующих абонентов.
Возможность поэтапного наращивания XGS-PON без влияния на текущую инфраструктуру.
Сценарий 2. Параллельное сосуществование GPON и XGS-PON на одном сплите (WDM)
Данный подход позволяет использовать одну пассивную оптическую инфраструктуру (сплиттеры, оптоволокно) для одновременного предоставления услуг как по технологии GPON, так и XGS-PON. В зависимости от того, какие XGS-PON OLT планируются к использованию данный сценарий может быть реализован несколькими способами. Для реализации данного сценария рекомендуем выполнить предварительный расчет изменений оптического бюджета чтобы убедиться, что оптический бюджет линии удовлетворяет требованиям обеих технологий. Подготовка к переключению для данного сценария в общем виде выглядит аналогично первому сценарию.
- Оценка оптического бюджета на предмет соответствия требованиям технологий GPON / XGS-PON.
- Анализ текущей конфигурации сети на базе OLT LTP-X/MA4000-PX, определение списка PON-портов с подключёнными абонентами GPON.
- Выгрузка и сохранение конфигурации для дальнейшей адаптации под новую платформу LTX.
Переход с использованием XGS-PON combo OLT Eltex LTX-8/16C
При условии что подготовительные этапы выполнены и характеристики ВОЛС соответствуют требованиям XGS-PON, переход будет заключаться в простом переключении ВОЛС из GPON OLT в combo XGS-PON OLT. Принцип логического распределения GPON и XGS-PON ONT по интерфейсам в пределах OLT описан в статье в Базе Знаний.
Переход с использованием XGS-PON OLT Eltex LTX-8/16 и WDM сумматора
Графическая интерпретация схемы подключения для данного сценария при использовании не-combo OLT выглядит следующим образом.
То есть в отличие от переключения на combo OLT, где для подключения дерева с ONT обеих технологий используется один физический порт, здесь ВОЛС будет подключаться одновременно к двум разным физическим портам OLT через WDM сумматор. Один порт в этом случае работает в режиме GPON и на нем видны все GPON ONT данного дерева. Другой порт работает в режиме XGS-PON и на нем видны все XGS-PON ONT.
Техническое описание:
Принцип работы:
GPON и XGS-PON используют различные длины волн:
GPON — 1490/1310 нм, XGS-PON — 1577/1270 нм.Для мультиплексирования и демультиплексирования длин волн на оптическом уровне используется WDM-сумматор (Wavelength Division Multiplexer).
Необходимые действия:
На OLT LTX-16 выделяются два соседних PON-порта: один настраивается в режим GPON, второй — в режим XGS-PON.
Эти два порта подключаются к WDM-сумматору, который объединяет их сигналы в одном волокне, ведущем к оптическому сплиттеру.
К сплиттеру подключаются как существующие GPON ONU, так и новые XGS-PON ONU.
Дополнительные рекомендации:
Порты GPON и XGS-PON, участвующие в одной линии, должны располагаться рядом на OLT — это упрощает трассировку и минимизирует длину патч-кордов.
При миграции с GPON на XGS-PON с использованием сумматора, нужно учитывать затухание, которое вносит используемый WDM-сумматор. Оно может варьироваться в зависимости от его конструкции, качества компонентов и длины волны. Обычно затухание WDM-сумматоров составляет от 1 до 5 дБ. Точную информацию о вносимом сумматором затухании можно найти в даташите на определенный сумматор. Например, при использовании сумматора Genzhi WDM Coexistence Element (CEx) вносимое затухание будет составлять ~0,5..1dB. При проектировании оптической сети важно учитывать это, чтобы обеспечить необходимые для корректной работы уровни сигнала на выходе.
Из преимуществ обоих способов перехода на XGS-PON для данного сценария можно выделить:
- Отсутствие необходимости замены или перемонтажа пассивной части сети.
- Плавный и малозатратный переход к XGS-PON.
Сценарий 3. Полная миграция с GPON на XGS-PON
Наиболее радикальный, но и самый простой с точки зрения поддержки и унификации подход. Предполагает одномоментный переход всей сети на XGS-PON.
Шаги миграции:
Подготовка к миграции:
Инвентаризация всех абонентских ONU.
Планирование сроков замены оборудования у абонентов.
Оценка оптического бюджета на предмет соответствия XGS-PON.
Аппаратные изменения:
Заменяется OLT LTP-8X на более производительную модель LTX-16.
Все PON-порты новой OLT конфигурируются в режиме XGS-PON.
Абонентская часть:
Одновременно производится замена всех GPON ONU на XGS-PON ONU.
Проверяется и при необходимости модернизируется оконечное оборудование (роутеры, медиаконвертеры).
Преимущества:
Единая технология по всей сети.
Повышение пропускной способности и качества услуг.
Упрощение эксплуатации и технической поддержки.
Недостатки:
Высокая нагрузка на технические службы в моменте.
Существенные капитальные затраты на абонентские устройства.
Будущее: 25G/50G/100G-PON
XGS-PON — мост к сетям следующего поколения. ITU-T уже стандартизирует:
- 25G-PON (G.9804.2) — совместимость с XGS-PON через WDM.
- 50G-PON (G.9804.3) — высокая плотность подключения, виртуализация каналов.
- 100G-PON — использование когерентной передачи и многоволновых решений.
Архитектура XGS-PON учитывает будущее расширение спектра и развитие WDM-PON на магистральном уровне. Это зрелая технология, готовая к массовому внедрению, она позволяет реализовать мультигигабитный доступ уже сегодня, сохранить инвестиции в GPON и обеспечить готовность к будущим поколениям PON.
Заключение
Миграция с GPON на XGS-PON становится объективной необходимостью для операторов связи, стремящихся обеспечить высокоскоростной доступ к сети в условиях стремительно растущего трафика, количества подключаемых устройств и развития цифровых сервисов (IPTV в 4K/8K, облачные игры, видеоконференции, IoT).
Выбор стратегии перехода зависит от масштаба сети, состояния пассивной инфраструктуры, финансовых возможностей и темпов абонентского роста. Использование оборудования Eltex, в частности OLT серии LTX-16, позволяет реализовать все ключевые сценарии миграции:
Поэтапный переход с разделением портов для сохранения совместимости с действующими GPON-абонентами,
Совместную работу технологий GPON и XGS-PON на одном сплите с помощью WDM,
А также полную миграцию с полной унификацией платформы доступа.
Особое внимание при переходе должно уделяться сохранению качества обслуживания текущих абонентов, обеспечению совместимости оборудования и корректной настройке оптического бюджета. Гибкость архитектуры и мультипротокольная поддержка современных OLT позволяют адаптировать миграцию под реальные условия сети и плавно внедрять XGS-PON с минимальными простоями.
Операторы, начавшие внедрение XGS-PON уже сегодня, получают технологическое преимущество: они готовы к обслуживанию «абонента будущего» — требовательного к скорости, надежности и низкой задержке. Это стратегическое вложение в конкурентоспособность и устойчивое развитие бизнеса на ближайшие 10 лет.