Pourquoi le TWDM-PON ?

Au début du projet NG-PON2 [39] par l’équipe FSAN l’année 2011, les exigences standards requises étaient le premier choix d’un système montrant au moins une capacité de 40 Gb/s dans le sens descendant (4x10 Gb/s) et 10 Gb/s dans le sens ascendant (4x2, 5 Gb/s) pour 40 kilomètres de portée avec un taux de distribution d’au moins 64 abonnés. Il n’était pas encore question de compatibilité avec les précédentes versions PON sur le réseau de partage. En fonction de ces critères, plusieurs propositions ont été faites. La première de ces proposition est basée sur l’architecture TDMPON qui devrait proposer 40 Gb/s XG-PON en sens descendant pour 10 Gb/s TDMA dans la voie montant. En raison d’une part, de la rareté sur le marché de composants à 40 Gb/s (au moment de l’étude du NG-PON2), de la distance de transmission limitée par la dispersion chromatique en TDM-PON, et d’autre part, du faible budget optique diminuant le nombre d’abonnés, finalement il a été conclu que le TDM-PON ça coûte très cher et alors ce n’est pas un très préférable choix pour le NG-PON2. En plus une autre proposition a été l’approche WDM-PON qui a longuement sollicité l’intérêt des opérateurs par son évolutivité et sa fluidité en supportant différentes solutions FTTx dont la configuration FTTH. Le WDM-PON utilise plusieurs longueurs d’onde [33] pour communiquer entre l’émetteur et le récepteur, alors nécessite un ODN sélectif en longueur d’onde pour satisfaire les capacités voulues. Néanmoins l’échec de cette proposition provient du fait qu’il était question que le NG-PON2 puisse rester compatible avec les versions antérieures du PON. Ce qui n’est pas le cas d’un système WDM-PON.

Quant à l’OFDM-PON qui montre des différents avantages en mot de robustesse face à la dispersion chromatique dans la fibre, de solution pour le haut débit avec une trop bonne flexibilité recherchée par le PON2, il ne sera pas retenu pour le NG-PON2. Ça découlerait d’une part, de son PAPR (Peak to Average Power Ratio) grand, de sa sensibilité au bruit de phase et à l’offset en fréquence aussi que de la faible disponibilité sur le marché de composants pouvant satisfaire les conditions NG-PON2

UDL-SBA Page 68

désirées. Mais des études approfondies sont toujours en menées pour intégrer un futur déploiement de l’OFDM-PON dans le NG-PON2.

Or, la solution ayant été retenue est une proposition hybride TWDM-PON (Time and Wavelength Division Multiplexed Passive Optical Network) [37, 42, 43]. Au nombre des arguments ayant autorisé ce choix, on peut énumérer son taux élevé de distribution (qui conclut en une consommation très bas de puissance, alors du coût par client), et sa capacité à être flexible dans l’allocation des ressources adaptées en fonction de la demande du trafic. Le WDM est utilisé pour développer le débit et alors de multiplexer différente sous-systèmes XGPON en longueur d’onde. Les amplificateurs optiques sont utilisés côté OLT pour booster les signaux descendants et une pré-amplification du signal montant à l’ONU est faite pour obtenir des budgets optiques élevés. Le réseau de partage optique (ODN) dure passif parce que les composants (amplificateurs optiques et Multiplexeurs/Démultiplexeurs WDM) sont placés du côté de l’OLT comme il est montré dans la figure II.19. Le distributeur utilisé dans l’ODN permet de partager le signal vers tous les ONUs de telle manière que chaque ONU reçoive toutes les longueurs d’onde émises. Grâce aux composants (source et récepteur optiques) accordables en longueur d’onde prévus au niveau de chaque ONU, la démodulation est ainsi facilitée. Le TWDM-PON revient à multiplexer en longueur d’onde, 4 ou 8 sous-systèmes XG-PON individuels à l’intérieur d’un même réseau de partage optique (ODN) utilisant des paires de longueurs d’onde (en sens ascendant et descendant) [44].

UDL-SBA Page 69

Les longueurs d’onde du TWDM ont été planifiées de trois manières [45]. Première répartition est obtenue en réutilisant certaines longueurs d’onde prévues pour le XGPON avec pour précaution, des intervalles grisés pour éviter toute interférence. C’est ce qui est indiqué à la Figure II.20 où le TWDM-PON peut coexister avec le G-PON, la vidéo analogique mais pas avec le XG-PON1 (1260 – 1280nm ↑ et 1575-1580nm ↓).

Figure II.20 : Réutilisation des longueurs d’onde du XG-PON en TWDM [46].

Deuxième répartition est pour accroître le budget optique et la portée du NG-PON2, une redéfinition de la bande C a été élaborée. Celle-là a pour objectif de permettre l’utilisation d’amplificateurs optiques type EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) pour amplifier le signal et pallier ainsi aux pertes en ligne. Comme montré à la Figure suivante (II.21), le TWDM-PON pourrait ainsi coexister avec le GPON et le XG-PON mais pas avec la vidéo analogique.

Figure II.21 Répartition dans les longueurs d’onde de la bande C [46].

La troisième option est un mixte des deux premières options [48]. Dans cette nouvelle possibilité de la longueur d’onde (Figure II.22), les canaux descendants sont placés aux longueurs d’onde supérieures de la bande L (bandes descendant allouées au XG-PON) comme les canaux montants se retrouvent aux longueurs d’onde inférieures de la bande C (bandes ascendantes de la bande C).

UDL-SBA Page 70 Figure II.22 : Répartition suivant les longueurs d’onde inférieures des bandes C et L [46].

D'un autre point de vue, on dit maintenant de post NG-PON2 pour lequel, de modernes formats de modulation seront possibles. C’est pour ça que de nouvelles recherches sont en cours d’étude pour approfondir la possibilité d’intégrer d’autres solutions pour le NG-PON2 et évolutions [47, 49].