Mikołaj Chmura

GPON a DOCSIS 3.1 - co

lepsze?

Agenda

� DOCSIS 3.1 – co się zmienia, co zyskujemy

� GPON – co mamy na dziś

� Migracja sieci GPON:

� NGPON1: XGPON1, XGPON2

� NGPON2: TWDM-PON, WDM-PON

Więcej pasma: 4K TV i konkurencja na pasmo 100M–1GZapotrzebowanie: 4K TV & kontent，100Mbps staje się coraz popularniejszą ofertąZapotrzebowanie: 4K TV & kontent，100Mbps staje się coraz popularniejszą ofertą

100M

W 2014 FIFA World

Cup transmitowano w 4K.

4K TV = 3840 x 2160 (60 FPS) wymagane pasmo: 40–120M

Netflix i Amazon wprowadza coraz

więcej oryginalnych produkcji w 4K.

VRP V8

0.98M0.98M

2013 2016

11.0M11.0M

3.9M3.9M

7.2M7.2M

20152014

~23 modele

telewizorów 4K dostępne w

wielu sklepach

Marketing & Konkurencja wymusza: 1Gbp przyciąga, daje pozycję No. 1 w paśmieMarketing & Konkurencja wymusza: 1Gbp przyciąga, daje pozycję No. 1 w paśmie

1G

Google launches 1G broadband

and fiber TV services.

So-net launches 2G Internet

service in Japan.

Plany dla polityki rozwoju dostępu do sieci w Chinach

2015 2020

Obszary miejskie 20M 50M

Metropolie 100M 1000M

Obszary wiejskie 4M 12M

Duże firmy i

instytucje> 100M > 1000MGoogle uruchamia usługi 1G

oparte o światłowód

So-net uruchamia usługi

2G w Japonii

DOCSIS 3.1

� DOCSIS® 3.1 został stworzony z myślą o wysokich wymaganiach na

pasmo, tak żeby zaspokoić wymagania użytkowników co najmniej do

dekady 2020

� 10+ Gbps DS & 2+ Gbps US

� DOCSIS® 3.1 znacząco zwiększa wydajność sieci HFC poprzez

zastosowanie:

� Rozszerzenie pasma DS

� Rozszerzenie pasma US

� Nowoczesne PHY – OFDM/OFDMA

� Nowoczesny FEC – LDPC

� Wysokie modulacje

DOCSIS 3.1 – zysk pasma w DS

DS

Spectrum

(MHz)

Plant

SNR

(dB)

SNR after

MSO Margin

(dB)

D3.1

QAM

Bits

D3.1 DS

Throughput

(Gbps)

D3.0 DS

Throughput

(Gbps)

Gain %

108-1000 36.4 32.4 11 8.3 5.8 43

108-1000 39 35 12 9 5.8 55

108-1000 41 37 12.5 9.4 5.8 62

108-1794 36.4 32.4 11 15.7 5.8 171

108-1794 39 35 12 17.1 5.8 195

108-1794 41 37 12.5 17.8 5.8 207

DS Analysis Assumptions:

• MSO SNR Margin = 4 dB (without FEC)

• D3.0 DS spectral efficiency = 6.4676 bps/Hz (QAM256, 0.90 FEC (RS/TCM), Annex B symbol shaping)

• D3.1 DS FEC rate = 0.889

• D3.1 DS OFDM efficiency = 95% (CP, pilots, symbol shaping, etc.)

DOCSIS 3.1 – zysk pasma w US

US

Spectrum

(MHz)

Plant

SNR

(dB)

SNR after

MSO Margin

(dB)

D3.1

QAM

Bits

D3.1

FEC

Rate

D3.1 US

Throughput

(Gbps)

D3.0 US

Throughput

(Gbps)

Gain %

5-85 33 29 10 0.848 0.64 0.38 68

5-85 35 31 11 0.889 0.68 0.38 79

5-85 38 34 11 0.889 0.74 0.38 95

5-204 33 29 10 0.848 1.6 0.38 321

5-396 33 29 10 0.848 3.15 0.38 729

5-204 35 31 10 0.889 1.68 0.38 342

5-396 35 31 10 0.889 3.3 0.38 768

5-204 38 34 11 0.889 1.85 0.38 387

5-396 38 34 11 0.889 3.63 0.38 855

US Analysis Assumptions:

• MSO SNR Margin = 4 dB (without FEC)

• D3.0 US spectral efficiency = 4.8 bps/Hz (QAM64, no FEC (high SNR), 25% symbol shaping)

• D3.1 US OFDM efficiency = 95% (CP, preamble, probes, symbol shaping, etc.)

Rozwój technologii GPON

Huawei liderem standaryzacji

Udział w zakresie

technologii dostępowych

w ITU-T za 2012 rok

Frank

Effenberger Luo Yuanqiu

Wei Dong

Duane Remein

Q2 Chair

Huawei

Q2 Chair

Huawei

GPON

Huawei

ZTE

GPON

Huawei

ZTE

XG-PON1

Maintain

Huawei, ALU, ZTE

XG-PON1

Maintain

Huawei, ALU, ZTE

NG-PON2

Huawei, ALU, NSN

NG-PON2

Huawei, ALU, NSN

G.Multi

Huawei, NTT

G.Multi

Huawei, NTT

BBF FTTDp

(WT-301)

BBF FTTDp

(WT-301)

Co-editor

ALU

Co-editor

ALU

Co-editor

Huawei

Co-editor

Huawei

Q4aChair

ALU

Q4aChair

ALU

legacy DSL maintain

ALU

legacy DSL maintain

ALU

PLOAM

BCM

PLOAM

BCM

Line test

Ikanos

Line test

Ikanos

G.Fast

Huawei

G.Fast

Huawei

IEEE P802.3bn Chair

BCM

IEEE P802.3bn Chair

BCM

Chef-editor

Huawei

Chef-editor

Huawei

PHY link ad hoc

Chair: BCM

PHY link ad hoc

Chair: BCM

MMP ad hoc

Chair

Comcast

MMP ad hoc

Chair

Comcast

Channel model ad hoc

Chair

Huawei

Channel model ad hoc

Chair

Huawei

Les Brown

Fiber

Copper

Cable

Architecture

9

~2010 ~2012 ~2015

Power splitter wykorzystywany dla Giga PON(brak konieczności wymiany/ brak konieczności rozbudowy)

Splitter dlaNG-PON2

(power splitter lub coś nowego)

G-PON

Opcja WDM aby umożliwić zwielokrotnienie

overlay/multiple XGPON

“Koegzystencja

” umożliwia stopniową

migrację w ramach tej

samej sieci ODN

NG-PON2Np.: Higher-rate TDM,

DWDM, CDM, OFDM, etc.

NG-PON1 zawiera opcje long-reach

Wydajność

XG-PON(Up: 2.5G lub 10G, Down:

10G)

Projekty R&D komponentów wspierających NG-PON2

FSAN NG-PON roadmapa technologii

Pasmo częstotliwości GPON

1260 1360 1460 1530 1565 1625 1675

E-band S-band C-bandO-band L-band U-band

OTDR

1550-15601480-15001290~1330 or 1300~1320

1575-15801260~1280

RF Downstream of 10G GPONDownstream of GPONUpstream of 10G GPON Upstream of GPON

GPON vs. XG-PON1

GPON XG-PON1

Downstream 2500 Mbps 10000Mbps

Upstream 1250 Mbps 2500MBps

Max. podział 1:64/128 1:128/256

Symetryczność DS / US 2 / 1 4/1

Efektywność pasmowa 92% 92%

Security AES AES

Zasięg 20km/60km 20km/60km

Długości fali [nm]

DS / US 1490 / 1310 1575-1580

1260-1280

Koszt dużej przepływności niski Bardzo niski

GPON vs. XG-PON2

GPON XG-PON2

Downstream 2500 Mbps 10000Mbps

Upstream 1250 Mbps 10000MBps

Max. podział 1:64/128 1:128/256

Symetryczność DS / US 2 / 1 1/1

Security AES AES

Max budżet optyczny 32dB 32dB

Długości fali [nm]

DS / US 1490 / 1310

1575-1580

1260-1280

Algorytmy DBA 5 typów >5 typów

QoSrozbudowany, również na poziomie

warstwy PON

rozbudowany, również na poziomie

warstwy PON

Page 13

OLT

ONT

ONT

ONT

ONT

1490nm

GPON

GPON ONT

Teraźniejszość

OLTGPON

ONT

ONT

ONT10G GPON

10 GPON ONT

Przyszłość

ONTONT

10G GPON

card

� Wykorzystanie tej samej sieci ODN

� Typ światłowodu i budżet optyczny

dla 10G GPON kompatybilne z

GPON ODN

Ta sama sieć ODN

OLT ONT

ONT

ONT

GPON

10G GPON

� GPON ONT z WBF do filtrowania

fali 10G GPON.

� 10G GPON ONT z WBF do

filtrowania fali GPON

Te same ONT

GPON

ONT

WBF

10G GPON

ONT

WBF

� Wykorzystanie tego samego EMS

z tym samym GUI i NBI

� Minimalizacja kosztów operacyjnych

i modyfikacji provisioningu

Ten sam EMS

10 GPON ONT

ONT

ONT

ONTONT

GPON ONT

OLT

�Chassis i karta kontrolna

kompatybilna z kartą 10G GPON

� Użycie WDM1r do zsumowania

sygnałów GPON i 10G GPON

To samo OLT

G

P

O

N

10

G

P

O

N

OLT

WDM 1r

WDM1r

System 10G GPON od HUAWEI jest w pełni kompatybilny z rekomendacjami ITU-T G.987 i 988

Płynna migracja z GPON do NG-GPON1

WDM-PON

Technologia TWDM-PON

WDM MuX

GPON

ONU

�TWPON

�ONU

TWPON

ONU

10G PON

splitter

�TWPON

�ONU

TWPON

ONU

10GGPON

ONU

�20km

�40G OLT平台

�1:6410G

10G

�10G

�10G

GPON

�TWDM-PON

�OLT

�λ1~ λ4

�λa~ λd

� 40G TWDM-PON :

� 4 długości fal po 10Gb/s dla DS, 4 długości fal po 2.5Gb/s dla US

� ODN bez zmian podczas upgrade

� Brak nakładania się fal, GPON &10G GPON mogą koegzystować z 40G

TWDM-PON

� 40G TWDM-PON :

� 4 długości fal po 10Gb/s dla DS, 4 długości fal po 2.5Gb/s dla US

� ODN bez zmian podczas upgrade

� Brak nakładania się fal, GPON &10G GPON mogą koegzystować z 40G

TWDM-PON

�40G TWDM-PON OLT �40G TWDM-PON MDU

� Założenia do prototypu Huawei:

• 38db, split 1:512 @20km

• Wykorzystanie istniejącej platformy

MA5600T & EMS

• Wykorzystanie istniejących MDU

� Założenia do prototypu Huawei:

• 38db, split 1:512 @20km

• Wykorzystanie istniejącej platformy

MA5600T & EMS

• Wykorzystanie istniejących MDU

1st 40G-PON Test

Sept. 2012FiberPON

� Pierwszy test TWDM-PON z

Slovak Telecom, FT, DT, VDF

� Potwierdzona płynna migracja

z GPON do TWDM-PON

TWDM-PON: Open Access

WM+CEx

ODN

TWDM-PON / λ1

TWDM-PON / λ3

Użytkownik ISP4

TWDM-PON / λ2

Użytkownik ISP3

Użytkownik ISP2

Użytkownik ISP1

� Dzięki multipleksacji fal w TWDM-PON, operatorzy mogą udostępniać sieć różnym ISP, co może poprawić ROI

� Różni operatorzy ISP mogą podłączać swoje OLT do tej samej sieci ODN wykorzystując różne długości fal

� W takiej architekturze operatorzy ISP są odizolowani od siebie, w bezpieczny i niezawodny sposób

TWDM-PON / λ4

splitter

λ1~ λ4

λa~ λd OLT3

OLT2

OLT1

OLT4

ISP1

ISP2

ISP3

ISP4

ODN

GPON ONT

Reuse ODN

U2000

G

P

O

N

CE = Instance of co-existance element

WM = wavelength multiplexer

OLT

G

P

O

N

X

G

P

O

N

Aktualizacja NMS1

2Aktualizacja

oprogramowania,

instalacja kart

TWDM-PON

T

W

D

M

3Konfiguracja

TWDM-PON

WM+CEx

4Wymiana WDM1r na WM+CEx , i przełączenie

odpowiednich złącz światłowodowych

TWDM-PON ONU

5Dodanie nowego

TWDM-PON

ONUTWDM-PON channel group

XG-PON ONU

Migracja z GPON/XG-PON do TWDM-PON

WDM1r

Porównanie 10GPON/TWDM-PON/WDM-PON

10G GPON (XGPON1)NG-PON2

TWDM-PON WDM-PON

Prędkość Ds: 10Gbit/s; Us: 2.5Gbit/s40G Asymetryczne: Ds: 4*10Gbit/s; Us: 4*2.5Gbit/s

40G Symetryczne: Ds: 4*10Gbit/s; Us: 4*10Gbit/s

Prototyp: Ds/Us Symetryczne 16*2.5Gbit/s

Przyszłość: Ds/Us Symetryczne 16*10Gbit/s

Pasmo max per ONT Ds: 10Gbit/s; Us: 2.5Gbit/s Ds: 10Gbit/s; Us: 10Gbit/s Ds: 10Gbit/s; Us: 10Gbit/s

Zalety

Dojrzały standard i dostawcy przygotowani do

pełnej komercyjnej implementacji.

Koegzystencja z TWDM-PON, Płynna ewolucja

Kupuj długości fal według potrzeb - „pay as you

grow”

Ds/Us Symetryczne 10G

Wysoka pojemność, 40/80G per grupa

Współdzieli ODN z XG-PON, brak przebudowy.

Każdy użytkownik wykorzystuje dedykowaną

długość fali, bezpieczeństwo i niezawodność.

SWsparcie dla symetrycznego Ds/Us 10G

Krótkie opóźnienia, wysoka pojemność,

odpowiednie CPRI dla mobile fronthaul.

WadyBrak wsparcia dla symetrycznego 10G dla Ds/Us,

ograniczona możliwość implementacji

Obecnie brak możliwości wdrożenia technologii na

dużą skalę – na rok 2018 szacowana jest

odpowiednia gotowość dostawców (G.989.3

jeszcze nie opublikowany, brak chipsetu ASIC

GMAC)

Obecnie brak możliwości wdrożenia technologii na

dużą skalę

Potrzebna niewielka zmiana ODN - trzeba dodać

MUX/DeMUX, co powoduje ~4dB straty

optycznego sygnału.

ScenariuszeZaspokaja komercyjne potrzeby po erze GPON:

• Home, office, mobile

Większość sieci NG po XG-PON：

• Office, mobile backhaul, agregacja

FTTC/B/D, Open Access

• Specyficzne scenariusze z

zapotrzebowaniem na symetryczne pasmo.

Dla specjalnych zastosowań:

• Dedykowane linie z wysokim poziomem SLA.

• CPRI mobile fronthaul.

Przyszłość sieci PON - pełna konwergencja

Vector/G.FAST

XG-PON

GPON

TWDM PON

SP

L

RSP1

RSP2

RSP3

WM+CEx

GPON/

XG-PON

XG-PON/

TWDM-PON

Mini-OLT

GE/10GE

10G EPON

EPON/

10G EPON

GE/10GEFTTC/B/D

OLT

AGG

SP

L

+

GPON/EPON

SP

L

WDM PONAWG

WDM PON

RRU

Move

Office

Home

Smart NG-OLT

DOCSIS3.0/3.1

CMC MA5633GPON

Rozwój sieci GPON w przeciągu dekady

Rok

Pasmo

2016~2018 2018~2025

20M

1G

10G

40G

100G

500M

Pasmo Użytkownika

Port Usługowy

Port Uplink

2014

Trend: dostęp 40GPON i

uplink 100GE

Dziękuje za uwagę