WDM-PON dla domu i biznesu

Zaproponowana w drugiej połowie lat 90. architektura WDM-PON początkowo nie uzyskała akceptacji operatorów i przez lata nie była stosowana w komercyjnych wdrożeniach nie tylko z powodów ekonomicznych. Wynikało to również ze stosowania niedojrzałej wtedy jeszcze technologii transportowej, braku seryjnie produkowanych i zminiaturyzowanych elementów optycznych oraz tanich podzespołów. Powodem opóźnienia był również niedostatek odpowiednich protokołów sieciowych z oprogramowaniem do obsługi takiej architektury. Po latach badań sytuacja zmieniła się, a wielofalowa technologia WDM-PON zyskała status obiecującego rozwiązania, o znacznie większych możliwościach dla przyszłych aplikacji - będąc jednocześnie upgradem istniejących rozwiązań TDM-PON.

W typowych instalacjach WDM-PON każdy abonent (ONU, ONT) ma przypisaną mu parę (up/down) dedykowanych kanałów optycznych o różnych długościach fal lambda (λ). Dzięki temu system może bezkolizyjnie obsłużyć jednym światłowodem wiele długości fal w jednym kierunku bądź dwukierunkowo poprzez jedno lub dwa włókna WDM. Takie podejście zapewnia, że każdy dedykowany tej aplikacji węzeł centralowy OLT, oprócz prostoty obsługi (optyczne transmisje typu punkt-punkt), ułatwia przyłączanie kolejnych abonentów z wymaganą przez nich szybkością i protokołem, wraz z gwarancją QoS oczekiwaną przez odbiorców.

Struktury WDM-PON mają jedną specyficzną cechę, wyróżniającą ten sposób transmisji od innych systemów pasywnych. Wielofalowa struktura WDM-PON nie wyklucza bowiem korzystania z tradycyjnej technologii TDM-PON (takich jak EPON czy GEPON), instalowanej w poszczególnych parach falowych kanałów optycznych. Pozwala to na wydzielanie i elastyczne skalowanie transportu dla mniejszych przepływności (nawet poniżej 1 Gb/s), a także bardziej ekonomiczne wykorzystanie zasobów optycznych konkretnego łącza szerokopasmowego. Zamiast rezerwować każdemu z abonentów pełną przepustowość kanału lambda i "marnotrawić" niewykorzystaną przez użytkownika nadwyżkę, można ją dedykować innym sieciom logicznym (np. EPON), działającym na wspólnej infrastrukturze. Skuteczność wykorzystania istniejących zasobów transmisyjnych sieci PON może być wtedy znacząco wyższa.

Przykładowo, w jednym włóknie można standardowo zaimplementować do 32 szerokopasmowych kanałów falowych, działających w zasięgu 20 km (nawet 64, ale do 10 km), z których każdy może obsłużyć 32 urządzenia odbiorcze ONU (abonentów) w klasycznej technologii TDM. Łącznie daje to dwukierunkowy przekaz do 1024 użytkowników - udostępniany w oddzielnych pasmach optycznych - zwykle przez jedno włókno (najwyżej dwa) na całej trasie między użytkownikami ONU (ONT, NT) a węzłem rozdzielczym OLT operatora. Ponieważ zapotrzebowanie pojedynczego abonenta sieci szerokopasmowej prawdopodobnie nigdy nie przekroczy 100 Mb/s (obecnie 25-50 Mb/s), korzyści finansowe z takiego zintegrowanego rozwiązania WDM-PON mogą być ogromne.

Taniej z CWDM-PON

Kanały optyczne WDM-PON najpierw przystosowano do transmisji z rzadkim zwielokrotnieniem falowym CWDM (wg ITU G.695), o stosunkowo dużym odstępie 20 ns między sąsiednimi kanałami optycznymi. Tak duży dystans międzykanałowy pozwala na ulokowanie we włóknach bez "piku wodnego" standardowo 18 kanałów CWDM (pasmo od 1271 nm do 1611 nm), ale do precyzyjnego dostrojenia częstotliwości świetlnych w tym systemie wcale nie są potrzebne dokładne lasery stabilizowane temperaturowo. Oszacowano, że w porównaniu z gęstym DWDM, rozwiązanie to pozwala zredukować koszt współpracującego z włóknem sprzętu optycznego CWDM o ok. 40%.