Contexts requirements in new generation access networks

Abstract

A Internet está a ter um papel cada vez mais activo no quotidiano actual. As exigências de tráfego estão a aumentar consideravelmente mais do que a receita disponivel, sendo que se torna visível a extrema necessidade por servicos de banda larga. Recentemente, os operadores de telecomunicações tem demonstrado um vasto interesse em providenciar serviços a clientes residenciais, usando Redes Ópticas Passivas (PON). Este forte investimento levou ao desenvolvimento de vários standards, estando actualmente a ser desenvolvida a nova geracão da rede. O novo objectivo é bastante claro – NGPON2 deve superar as tecnologias anterioes relativamente à compatibilidade ODN, capacidade, largura de banda e custo-eficiência. Após vários estudos, em Abril de 2012, FSAN ((Full Service Access Network) definiu TWDM (Time- Wavelength Division Multiplexing) como sendo a solução mais atractiva para preencher os requisitos necessários. Em Março de 2013, foi aprovada a norma ITU-T G.989.1 endereçando novos planos de comprimentos de onda, de acordo com as exigências dos operadores. O requisito mais importante para esta nova rede de acesso centra-se em garantir uma possível co-existência com as redes PON já desenvolvidas. Para esse efeito, torna-se essencial uma nova alocação de espectro e posteriores estudos de interferência, garantindo, assim, a preservação de todos os sistemas. No âmbito do referido acima, o presente documento expôe inicialmente um estudo acerca da nova tecnologia TWDM, incluindo caracteristicas gerais e suas limitações. Foram obtidos, para tal, resultados experimentais e simulados. Posteriormente, é efectuado um estudo da tecnologia TWDM em co-existência com redes PONs anteriores e, também, com sinais modulados com diferente formatos. Estes cenários tem o propósito de observar os efeitos gerados no seu desempenho. Alguns parâmetros, como espaçamento entre canais, potência de transmissão e taxas de transmissão de bits foram tidos em consideração. O objectivo é criar uma única rede heterogénea onde vários formatos de alta transmissão de dados co-existem, por forma a optimizar e definir a máxima ocupação da rede de acesso de nova geração.

The Internet is increasingly becoming part of everyday life. Once the traffic demands are growing much more rapidly than the available revenue, it is visible the gradual increase of the need for broadband services. In recent years, telecom operators have shown a great interest in providing various services to residential customers, using the Passive Optical Network (PON) topology. This strong investment has led to several standards in order to achieve the potential subscribers and nowadays is being developed the next generation. The future goal is clear - NGPON2 must overcome previous technologies in ODN compatibility, capacity, bandwidth and cost-efficiency. After several studies, in April 2012, FSAN (Full Service Access Network) defined TWDM (Time-Wavelength Division Multiplexing) as the more attractive solution to fulfill the necessary requirements. On March 2013, was approved the ITU-T G.989.1 recommendation addressing possible wavelength plans, according operator’s needs. The most important requirement for this new access generation is to provide an environment of coexistence with the legacy PON and others. In this order, it is necessary new allocation in the spectrum and further interference studies, to preserve all the systems intact. In this scope, the following document presents a study over the new technology TWDM separately, including general features and limitations. Both simulated and experimental results were obtained. Afterward, it is introduced within several coexistence scenarios, with the legacy and signals with different modulation formats, to observe the effect created on its performance. Were taken into account some parameters as channel spacing, transmitted power and high bit rates. The aim is to create a heterogeneous network with high data rate formats coexisting in the same access network to study and help defining the next generation max occupancy of a given network.