Extension du budget optique avec des "Extenders Box"

"Extenders Box"

L'aspect extension de portée (Reach Extender) s'entend comme une solution basée sur un boitier actif (Extender Box) positionné dans l'infrastructure qui permet l'augmentation du budget optique. Cette augmentation du budget optique peut être tout autant utilisée pour augmenter le taux de partage que la portée dans la limite des 60km spécifiés par la norme GPON G984.2. Dans la définition de l'Extender Box (EB) apparaissent les termes ODN (Optical Distribution Network) et OTL (Optical Trunk Line) qui se trouvent être les parties du réseau d'accès de part en part du boîtier (Figure 21). Dans le cas où l'Extender Box se trouve au Central Office (cas typique), on retrouve l'ODN habituel de l'infrastructure d'accès du GPON.

Figure 21 : Schéma d'implémentation d'une Extender Box

2.6.1.

Norme G.984.6 pour le GPON

La recommandation G.984.6 vise de façon privilégiée la réutilisation des ONT B+ et répond aux normes B+ et C+ du GPON coté OLT. Deux technologies sont envisagées dans le standard : l'une est tout optique avec des amplificateurs optiques à semi-conducteur (SOA) et une seconde est basée sur la régénération des signaux par une conversion optoélectronique (OEO : Optique- Electrique-Optique).

2.6.1.1.

Solution à base d'amplification optique

La norme G984.6 recommande l'utilisation d'amplificateurs optiques comme Extender Box afin d'augmenter le budget optique du PON grâce au gain apporté par l'amplification du signal optique. Comme le montre la Figure 22, un amplificateur pour chaque sens de transmission est

une largeur spectrale de l'ordre de 50nm qui ne permet pas de couvrir les bandes C et bande S à la fois.

Figure 22 : Extender box à base d'amplification optique

L'utilisation d'un filtre spectral optique (OBF : Optical Band Filtre) est envisageable pour diminuer l'impact du bruit d'Amplification Spontanée Amplifiée (ASE) intrinsèque à l'amplificateur. Nous reviendrons sur cette technologie au cours du Chapitre 2 qui traite en détail de l'amplification optique sur PON.

2.6.1.2.

Solution à base de convertisseur OEO

Une alternative à l'amplification optique est une Extender Box basée sur une conversion Optique-Electrique-Optique (OEO). Celle-ci permet de réémettre un signal optique après l'avoir régénéré électriquement selon des techniques habituelles 2R ou 3R :

• 2R : le signal est Remis en forme et Ré-amplifié électriquement

• 3R : le signal électrique est Remis en forme et Ré-amplifié puis Resynchronisé.

Figure 23 : Extender Box à base de convertisseur OEO

La solution "2R" n'est pas envisagée par la norme G984.6, mais fera tout de même partie d'études détaillées lors du chapitre 2.

2.6.1.3.

Contraintes et spécifications

2.6.1.3.1.

Règles d'ingénierie

Les règles d'ingénierie du PON en elles-mêmes ont tendance à retarder son déploiement sur le terrain. Un PON étendu par des Extender Box doit permettre d'élargir la zone de couverture tout en conservant une implémentation simple en termes d'emplacement ou de budget optique. Ainsi la norme G984.6 recommande de placer l'EB au central ou en ligne dans un ancien central pour satisfaire les besoins en alimentation de cet élément actif. Dans le cas d'un emplacement de l'EB en ligne, le PON perdra alors son caractère "passif".

En termes de budget optique, l'objectif est de conserver au minimum une architecture d'accès (ou ODN) de type "Classe B+" et d'étendre le budget de déport (ou OTL) d'autant (13 à 28dB). Dans le cas où le gain en budget de l'Extender Box le permet, une extension de Classe C+ [G984.2 Am2] est envisagée pour l'ODN.

2.6.1.3.2.

Management du boitier

Une des problématiques ouvertes sur l'Extender Box est, dans l'immédiat, l'interopérabilité au niveau du management de cette "boite" via l'OMCI du GPON (l'EB devrait être vue comme un ONT) ou via un canal séparé. L'intérêt ici est d'avoir une box managée de façon à ce que, vu comme un ONT par l'OLT, elle remonte les alarmes nécessaires au bon fonctionnement du PON (alarmes d'alimentation, émission, réception, synchronisation, pertes de signal, etc…).

2.6.1.3.3.

Réflectométrie

Le principe de la réflectométrie permet de détecter avec précision la position d'une panne physique sur l'architecture, par exemple fibre ou coupleur cassé. Un signal optique est émis dans la fibre à mesurer, et par principe de réfraction sur le dioptre créé par la cassure, une partie de ce signal est réfléchie. Le temps de parcours de ce signal réfléchi permet ainsi de déterminer avec précision l'emplacement de la cassure de la fibre (ou du coupleur).

La réflectométrie, connue également sous le nom de tir OTDR (Optical Time Domain Reflector), peut ainsi s'appliquer à la détection de pannes sur l'architecture GPON. Dans le cas d'un GPON étendu, un problème se pose alors, lié à la longueur d'onde OTDR émise dans la bande L (1600nm). En effet les solutions d'Extender Box proposées intègrent des multiplexeurs 1310nm /1490nm qui bloqueraient le tir OTDR. De plus, dans le cas d'un boitier OEO, la régénération électrique élimine la possibilité de réflectométrie de bout en bout du GPON.

Une suggestion de l'appendice V de la norme G984.6 propose d'intégrer un filtrage supplémentaire de part et d'autre de l'EB qui devra entrer en compte comme budget supplémentaire nécessaire. Ce filtre devra être bloquant si l'OTDR venait à perturber le bon fonctionnement de l'EB ou il permettra de court-circuiter l'EB si on envisage un tir OTDR de bout en bout (dans la limite des pertes du signal optique OTDR).

2.6.1.3.4.

Coût

La question économique reste dominante quant au futur déploiement du réseau d'accès. Bien que comme l'OLT, le coût de l'EB est partagé par le nombre d'utilisateurs desservis, il doit représenter un pourcentage faible du coût d'un OLT.

Pour des raisons de simplifications des règles d'ingénieries qui découlent des performances des Extender Box ainsi que des coûts estimés, la solution optoélectronique est généralement préférée.

Différents vendeurs commencent à proposer des Extender Box sans pour l'instant réellement générer un volume de production :

• Solutions basées sur l'amplification optique : Alphion; ZTE

• Solutions basées sur l'optoélectronique : Huawei, Zenko, Telnet

Le sujet de l'extension de portée de GPON a fait l'objet d'études complètes et détaillées. Elles sont décrites au cours du Chapitre 2.

Les solutions d'extension de budget de type "Extender Box" n'ont été normalisées en 2009 que pour le cas du GPON (G.984.6 à l'ITU-T) mais ce principe d'extension de portée du réseau d'accès optique pourrait également être mis en application pour les nouvelles générations de PON "NGPON" et apparaît d'ailleurs souvent en parallèle de la roadmap de normalisation du NGPON.