SuperPON ein PON der nächsten Generation. Michael Rasztovits-Wiech

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1 SuperPON ein PON der nächsten Generation Michael Rasztovits-Wiech Siemens AG

2 Der Weg zum SuperPON Einführung zu PONs SuperPON Ziele Technische Herausforderungen SuperPON Realisierungsansatz 2

3 Passives optisches Netz (PON) Triple play = Daten, VoIP und Video auf einer Glasfaser 3

4 Derzeitige PON-Verfahren: Überblick Typ Format Max. Datenrate max. Splittingfaktor Reichweite BPON ATM 0,6 GBit/s up 1,2 GBit/s down 1:64 20 km GEPON Ethernet 1,2 GBit/s up & down 1:16 20 km GPON G ,5 GBit/s up & down 1:64 20 km Downstream Daten: 1550nm oder 1490nm USA, Japan: Broadcast-Video (analog, DVB): 1550nm Upstream Daten: 1310nm 4

5 Der Weg zum SuperPON Einführung zu PONs SuperPON Ziele Technische Herausforderungen SuperPON Realisierungsansatz 5

6 Hauptziel: starke Reduktion der Netzelemente ONTs OLT BRAS OLT ONTs OLT OLT ONTs OLT OLT OLT ONTs 6

7 SuperPON Ziele: Idee: Nutzen: Reichweiten bis zu 100km Hohe Nutzeranzahl (Splittingfaktor) Datenrate auf 10Gbit/s erhöhen Erprobte Technik einsetzen Basis ist erprobte TDM-basierte GPON-Technik Technik aus Transportnetzen Optimierte Systemkosten Mbit/s Datenraten für tausende Nutzer 7

8 Der Weg zum SuperPON Einführung zu PONs SuperPON Ziele Technische Herausforderungen SuperPON Realisierungsansatz 8

9 Der optische Splitter Selber Splitter für Up- und Downstream! (Billige) Schmelzkoppler Standard, Breitband und Multiband verfügbar Einfluss auf Wellenlängenplan und Preis 3dB Verlust (+ Toleranz) pro Faktor 2 in beiden Richtungen Kleine Toleranz hoher Preis Beispiel: 1:512 ~ 23-32dB 1:1024 ~ 26 36dB Verlust 9

10 10Gbit/s in PONs Neu bei PONs!! Intensitätsmodulation (NRZ) Einflüsse Einfluss der Dispersion ~ (Datenrate) 2 100km schwer erreichbar Nichtlinearitäten Polarisationsmodendispersion 10

11 Optische Schnittstellen / 10Gbit/s 10Gbit/s Sender EAM oder MZ Modulatoren Ausgangsleistung unter 10dBm 10Gbit/s Empfänger Optische Eingangsleistung ~ Datenrate Erhältlich (back-to-back): -21dBm (APD) / -14dBm (pin) Empfindlichkeitsverluste zu berücksichtigen Budget < 25dB 11

12 Abhängigkeit von Splittingfaktor und Reichweite 160 Reichweite [km] optischer Verstärker 60 db 50 db 30 db 20 db Link Budget Dämpfung: Splitter: 3,5dB pro Faktor Faser: 0,25 db / km Split 12

13 Einsatz optischer Verstärker Verteilnetz ist nicht mehr rein passiv Arten DFA (dotierte Faserverstärker) SOA (Halbleiterverstärker) Andere (Raman, nichtlin. Mischer,...) 13

14 Optische Verstärker: EDFA EDFA: Erbium-dotierter Faserverstärker ~ nm (C-band Typ), ~ nm (L-band Typ) Verstärkung ~ 20 40dB, Ausgangleistung (1000) mw Ausgangsleistung durch Nichtlinearität begrenzt Spontane Emission (ASE-Rauschen) Ungewöhliche dynamische Eigenschaften 14

15 Optische Verstärker: EDFA Einfluss der ASE N ASE ~ G*F G... gain, F... Rauschzahl OSNR [db/0.1nm] = ~58dBm F [db] + P in [dbm] Neue Rauschterme durch EDFA: Mischterm Signal-ASE Mischterm ASE-ASE OSNR-Anforderung für 10Gbit/s: Typisch: OSNR > 21dB/0.1nm für BER <

16 10 Gbit/s / Zusammenfassung: Upstream Signal ist kritischer! Einfügedämpfung des Splitter ONT - Komponentenkosten Burst-förmiges Signal Optionen (FEC), z.b. 5dB OSNR-Gewinn mit RS(255,238) Elektrische Entzerrung, Dispersionskompensation 10Gbit/s in optisch verstärkten XL-PONs ist möglich!! 16

17 Der Weg zum SuperPON Einführung zu PONs SuperPON Ziele Technische Herausforderungen SuperPON Realisierungsansatz 17

18 Datenraten und Technologien 10Gbit/s für Downstream Signal 2.5Gbit/s für Upstream Signal mit RS (255,238) FEC 512 Splittingfaktor für Demonstrator Max. 70km zwischen OLT and Splitter Max. 30km zwischen Splitter und ONT Wellenlängenmultiplex zwischen OLT und Splitter Transponder für Upstream-Signal nötig 18

19 SuperPON Überblick ONT #1 Max. 30 km Metro Access Point (MAP) Max. 70 km ONT #512 10Gbps / 2.5Gbps EDFA (Transponder) (OADM) MAP #n OLT RRA ONT #1 Splitter #512 EDFA (Transponder) (OADM) ONT MAP #m Eine Glasfaser für alle MAPs 19

20 Zusammenhang Reichweite / Anzahl der MAPs M AP - Anzahl 20 Gesamtreichweite Reichweite [km] OLT - MAP MAP - ONT

21 Zusammenfassung SuperPON ermöglicht effiziente Hochgeschwindigkeits-Zugangsnetze ONTs ONTs durch 10Gbit/s Datenrate ONTs OLT Optische Verstärker ONTs Wellenlängenmultiplex ONTs ONTs Versorgung eines großen Gebiets mit hunderten Nutzern Einsparung von Betriebskosten 21