PASİF OPTİK AĞLAR VE WDM-PON GELİŞİMİ Merve Yıldız, Özgür Can Turna, Muhammed Ali Aydın İstanbul Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

İÇERİK Neden Optik Erişim Ağları ? Optik Erişim Ağ Çeşitleri Pasif Optik Erişim Ağ Standartları WDM-PON Mimarisi Yeni Nesil Ağ Yapısı Çalışmaları AB2011 - 162

NEDEN OPTİK ERİŞİM AĞLARI ? Fiber kablolar taşınabilecek veri miktarında şuan kullanılan teknolojiler bakımından en yüksek kapasiteyi sağlamaktadır. Fiber kablolarla çok uzak mesafelere veri taşınabilmektedir. (ör: 100km) Bakım maliyetleri elektronik sistemlere oranla daha azdır. Diş ortam parametrelerinden az etkilenirler. AB2011 - 162

NEDEN OPTİK ERİŞİM AĞLARI ? DSL SİSTEMLERİN MESAEYE GÖRE KAPASİTELERİ (Mbit / Km ) AB2011 - 162 Kaynak : wikipedia.org

ÜLKELERE GÖRE GENİŞBANT KULLANİCİ YOĞUNLUĞU DAĞİLİMİ AB2011 - 162 Kaynak OECD Broadband Statistic

OPTİK ERİŞİM AĞ ÇEŞİTLERİ P2P (Noktadan Noktaya Bağlantılar) Her kullanıcıya ayrı fiber hat Yüksek kapasite Yüksek maliyet P2MP-Active Star(Aktif Yıldız Bağlantılar) Aktif ara eleman var Fiber paylaşımı Ara elemanın bakım maliyeti yüksek P2MP-Passive Star(Pasif Yıldız Bağlantılar) Aktif ara eleman yerine pasif bir dağıtıcı eleman Ara elemanın bakım maliyeti düşük AB2011 - 162

PASİF OPTİK ERİŞİM AĞLARI Merkezi birim (OLT), Optik ayraç, Son kullanıcı birimi (ONU) ve bunların arasındaki fiber kablolardan oluşur. Son kullanıcı noktasında FTTC, FTTB , FTTH yapıları kullanılabilir. Aşağı yönde veri iletimi yayım şeklinde yapılır. Yukarı yönde veri iletimi çoklu erişim yöntemleri ile sağlanır. Zaman Bölmeli Çoklu Erişim (TDMA) Dalgaboyu Bölmeli Çoklu Erişim (WDMA) AB2011 - 162

PON STANDARTLARI APON – BPON Veri iletimi için ATM mekanizması kullanır. 622Mbit/s İndirme, 155Mbit/s yüklemeye imkan verir. EPON – GEPON – 10G EPON Veri iletimi için Ethernet Paket yapısını baz alır. Ethernet Paketleri bölünmeden OLT tarafından atanmış çerçeveler içerisinde iletilir. 10GPON standartı ile 10Gbps indirme ve 10 veya 1Gbps yükleme hızlarına imkan verir. GPON Veri iletimi için özel bir kapsülleme mekanizması kullanır. Standart içerisinde veri şifreleme, hat yedekleme gibi özellikleri de barındırır. 2.488Gbs İndirme, 1.244Gbs yüklemeye imkan verir. AB2011 - 162

DALGA BOYU BÖLMELİ PASİF OPTİK ERİŞİM AĞLARİ (WDM-PONS)

WDM-PON MİMARİLERİ Ayarlanabilir Lazer Bölünmüş Genişbant Kaynağı Yansıtımlı Mimari Enjeksiyon Kilitli Fabry-Perot Lazer ile Spektral Dilimleme Tek Kutuplu Yansıtımlı Yarıiletken Optik Yükselteç(RSOA) Kutupsuz Yansıtımlı Yarıiletken Optik Yükselteç Yansıtımlı Electro-Absorption Modulator (REAM) AB2011 - 162

WDM-PON MİMARİLERİ Ayarlanabilir Lazer ONU içersinde ayarlanabilir lazer kullanılır. Dağıtım noktalarında ayraç, merkez ofiste seçim filtresi kullanılarak daha fazla kişiye hizmet verilir. Maliyet yüksektir Karmaşık lazer sistemleri gereklidir.

WDM-PON MİMARİLERİ BÖLÜNMÜŞ GENİŞBANT KAYNAĞİ AB2011 - 162 ONUlar geniş optik spektrumlu vericiler içerir (ışık yayıcı diyotlar).Daha fazla optik çıkış gücü elde edilir. Ayraç olarak WDM cihazı (AWG) kullanılır.

WDM-PON MİMARİLERİ Yansitimli Mİmarİler AB2011 - 162 In this class of schemes a separate sliced source is used to seed the return path modulators within the customer’s ONU. This has the advantage over the previous non-seeded scheme because the optical power produced by the ONU transmitter is now all within the required spectral channel and so none is wasted. A second advantage with some schemes is that the excess intensity noise produced by the slicing process can be reduced by gain saturation effects. Fabry-Perot Lazer Şeması

YENİ NESİL PON ÇALIŞMALARI Temel amaç erişim mesafesini ve kullanıcı sayısını arttırmaktır. Yüksek erişim mesafesi ve kullanıcı kapsamı sayesinde merto ağlar ortadan kaldırılması planlanmaktadır. 100km mesafeye erişebilecek bir PON sistemi kurularak var olan erişim ve metro ağların yerini alacak bir sistem kurulması amaçlanmaktadır. Var olan standartların erişebileceği mesafe 20km Kullanılan ayrışma oranları BPON:16, EPON:32, GPON:64 Daha çok kullanıcı için ayrıştırma oranının arttırılması gerekir. Optik sinyal gücü ayrıştıkça azalmaktadır. Yüksek ayrıştırma oranlarına çıkabilmek için optik yükselteçlere ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca merkez ofisle olan mesafenin artması da optik yükselteçlerin kullanılmasını gerektirir. AB2011 - 162

YENİ NESİL PON ÇALIŞMALARI Geliştirilmiş Optik Yükselteç Sistemleri GPON Genişletme Kutusu Yarıiletken Optik Yükselteç (SOA) Praesodminum / Thulium Fiber Yükselteç EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) Geleceğin PON sistemleri için yaygın olarak, 1530-1600nm aralığında etkin kullanılabilen EDFA yükseltecinin kullanımı tasarlanmaktadır. EDFA kullanımı ile 10Gbps iletim hızında 100km mesafeye erişebilen PON sistemlerinin kurulabilmesi mümkün görülmüştür. AB2011 - 162

YENİ NESİL PON ÇALIŞMALARI Ayrıştırma oranını ve hattın taşıma kapasitesini arttırmak için diğer düşünülen yöntemlerden biri de WDMA tekniğinin TDMA ile melez kullanımıdır. WDMA sistemler için geliştirilen iki tip dalgaboyu bölümleme yöntemi standartlaştırılmıştır. Coarse WDM (CWDM) – ITU-T G.694.2 Kanal Aralığı : 20nm Dense WDM (DWDM) – ITU-T G.694.1 Kanal Aralığı : 0,8nm WDMA kullanımı kapasite artışı sağlamasına rağmen maliyet arttırmaktadır. AB2011 - 162

SONUÇ Geliştirilmiş PON standartları TDMA yöntemi kullanmaktadır. Maksimum erişim mesafesi 20km ve en yüksek ayrışma miktarı 128’dir. Yeni kurulacak sistemler için düşünülen erişim mesafesi 100km ve ayrışma oranları 1024 üzerindedir. İstenilen değerlere erişim TDMA – WDMA’ın melez olarak kullanılması ve optik yükselteçlerin kullanımı ile mümkün görülmektedir. İstenilen gelişmelere kapsayacak yeni standartların geliştirilmesi gerekmektedir. Fiziksel katmandaki gelişmeler, üst katmanlarda ve güvenlik için yeni standartların geliştirilmesine ihtiyaç doğuracaktır. AB2011 - 162

TEŞEKKÜRLER… AB2011 - 162