XGS-PON optická síť nové generace v éře 10Gb

FAQ: XGS-PON optická síť nové generace v éře 10Gb

Digitální transformace mění způsob, jakým lidé i podniky komunikují a využívají data. Rychlý růst streamovaných videí (4K/8K), cloudových služeb, práce na dálku a průmyslového internetu věcí (IIoT) vede k bezprecedentním nárokům na přenosové sítě.
XGS-PON (10-Gigabit-capable Symmetric Passive Optical Network) je nejmodernější standard pasivních optických sítí (PON), který přináší symetrickou přenosovou rychlost až 10 Gbps v downloadu i uploadu. Jde o přímého nástupce široce rozšířeného GPON (2,5G/1,25G) a XG-PON (10G/2,5G), ale s výrazně lepším výkonem a univerzálním nasazením.
XGS-PON umožňuje poskytovatelům služeb, operátorům i firmám nabídnout zákazníkům služby s ultra vysokou propustností — od gigabitového internetu pro domácnosti, přes 8K IPTV až po aplikace náročné na upload, jako je cloud, vzdálené zálohy, e-sport a telemedicína.

Klasická GPON infrastruktura (2,5G/1,25G) začíná být limitující. XGS-PON přináší symetrický přenos 10 Gbps / 10 Gbps a je klíčovým stavebním prvkem pro:

gigabitové připojení domácností (FTTH): 1G+ internet, IPTV, VoIP
inteligentní města (Smart City): IP kamery, senzory IoT
připojení mobilních sítí backhaul 5G small cells s kapacitou 10Gb
podnikové datové služby: Přímý symetrický přístup, zálohování
školy, hotely, nemocnice

Klíčové výhody XGS-PON

Symetrie 10 Gbps / 10 Gbps
Na rozdíl od předchozích technologií přináší XG-PON plně symetrický přenos, což je zásadní pro cloudové služby, SaaS, videokonference a profesionální využití.
Vysoká hustota připojení
Na jeden optický port OLT (Optical Line Terminal) lze teoreticky připojit až 256, ale prakticky 128 ONU/ONT jednotek (Optical Network Unit/Terminal). Díky tomu se snižují náklady na infrastrukturu a maximalizuje návratnost investic.
Kompatibilita s GPON/XG-PON
XGS-PON je navržen tak, aby mohl běžet paralelně s existujícími GPON i XG-PON sítěmi na téže optické infrastruktuře, což výrazně usnadňuje upgrade.
Nízká latence a vysoká spolehlivost
Ideální pro služby VoIP, IPTV, online hraní i průmyslové aplikace (např. IoT, SCADA).
Škálovatelnost pro 5G a Smart City
XGS-PON se používá nejen pro FTTH/FTTB (fiber to the home/building), ale také pro backhaul 5G small cells a metropolitní optické sít

Princip fungování XGS-PON

Fyzická vrstva
XGS-PON využívá single-fiber WDM architekturu – downstream (OLT → ONU) na vlnové délce ~1577 nm, upstream (ONU → OLT) na ~1270 nm.
Přenos je TDMA (Time Division Multiple Access), kdy OLT přiděluje upstream sloty jednotlivým ONU.
Je navržen pro koexistenci s GPON/XG-PON. To umožňuje provoz na stejném vlákně s různými typy ONU, díky rozdílným vlnovým délkám.
Symetrie 10G
Na rozdíl od XG-PON (10G/2,5G) má XGS-PON symetrickou rychlost 10 Gbps, což je zásadní pro upload-intenzivní aplikace (cloud, kamery, zálohování).
Split ratio
XGS-PON podporuje až 1:256 (prakticky 128) rozbočení (split ratio) při zachování typického dosahu do 20 km. Pasivní síť nevyžaduje napájení, což snižuje OPEX.

Porovnání s GPON a XG-PON

XGS-PON je navržen pro koexistenci s GPON. To umožňuje provoz na stejném vlákně s různými typy ONU, díky rozdílným vlnovým délkám:

Co typicky může zůstat:

Optická vlákna (OS2) a trasa ODN (včetně rozvaděčů/kazet).
Pasivní splittery 1:32 / 1:64 / 1:128 (jsou širokopásmové přes 1260–1610 nm).
Stávající GPON OLT může dočasně běžet paralelně (při použití koexistence prvku).
CATV 1550 nm přenos (pokud se použije vhodný WDM koexistence prvek a ONT/koncová zařízení ho podporují)

Co se typicky musí vyměnit/ověřit:

GPON ONT/ONU u zákazníků → nahradit XGS PON ONT/ONU (staré ONT nevidí 1577 nm downstream).
Staré WDM slučovače/rozbočovače určené jen pro 1490/1310/1550 nm (tzv. triplexery) → nahradit 'coexistence elementem' (CEx), který propouští 1270/1310/1490/1550/1577 nm podle potřeby.
OLT karty/porty → doplnit XGS PON line cards nebo použít 'combo PON' porty/SFP(+) moduly (současné GPON+XGS PON).
RF výstupy na koncových jednotkách: mnoho XGS PON ONT už RF out nenabízí; vyžaduje buď ONT s RF (vzácnější), externí opticko RF převodník, nebo přechod na IPTV.

Migrační postup – kontrolní seznam

Audit ODN: změřte vložné ztráty všech úseků a spočítejte optický rozpočet pro cílovou třídu (N1/N2).
Identifikujte a vyměňte staré 1490/1550 WDM prvky za CEx, který propouští také 1270/1577 nm (XG(S)‑PON).
Zvolte split ratio dle rezervy rozpočtu (obvykle 1:64–1:128).
Pilotní nasazení 'combo PON' nebo paralelní GPON+XGS‑PON – ověřte koexistenci na reálné větvi.
Ověřte kompatibilitu služeb: IPTV (IGMP), VoIP (FXS/SIP), případné RF/CATV potřeby.
Nastavte monitoring mimo provozní pásma (např. 1625/1650 nm OTDR/OLTS), aby nedocházelo k ovlivnění PON.

Topologie a architektura

OLT
Umístěn na centrální straně (ISP / operátor). Řídí downstream a přiděluje upstream časové sloty. Zajišťuje také šifrování AES a kontrolu připojených ONU.
ODN
Pasivní rozvodná síť tvořená splittery 1:32/1:64/1:128, s dosahem typicky 20 km. Nevyžaduje napájení.
ONU/ONT
Koncová jednotka u zákazníka. Převádí optický signál na elektrický (Ethernet) a často obsahuje:
- Wi-Fi 6 AP
- FXS porty pro VoIP
- IGMP snooping pro IPTV
- TR-069/TR-369 pro vzdálenou správu

Optické rozpočty a dosah
-    Reálné split ratio a dosah limituje optický rozpočet celé ODN (vlákno, konektory, sváry, splittery, WDM prvky).
-   U XGS PON se běžně nasazuje třída N1 (~29 dB) nebo N2 (~31 dB).
-    U GPON jsou rozšířené třídy B+ (~28 dB) a C+ (~32 dB).
-    Prakticky platí, že split 1:256 je možný jen ve velmi krátkých trasách s nízkými ztrátami; nejčastěji se volí 1:64 až 1:128.
Správa a monitoring
OLT i ONU podporují:
- CLI a SNMP v3 pro síťové dohledy (NMS systémy),
- TR-069 / TR-369 (USP) pro zero-touch provisioning,
- AAA (RADIUS / TACACS+) pro autentizaci administrátorů.
Bezpečnostní prvky
- Šifrování downstream provozu AES-128 pro ochranu dat
- VLAN tagging a QinQ pro oddělení zákaznických služeb
- ACL, port security a broadcast/multicast storm control

Ekonomika provozu

Je to ideální technologie pro síť nové generace. Přináší dostatečnou kapacitu pro nadcházející roky a umožňuje poskytovat služby s přidanou hodnotou — od multi-gigabitového internetu přes 8K video až po backhaul pro 5G.
Díky kompatibilitě s GPON a XG-PON mohou operátoři migrovat postupně a chránit své investice. XGS-PON umožňuje: