FTTx with dynamic wavelength and bandwidth
allocation
Pichittra Kanjanopas, Rachata Maneekut and Pasu Kaewplung
Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering,Chulalongkorn University
Phayathai Rd., Pathumwan, Bangkok, Thailand, 10330
E-mail: pichittra_pk@hotmail.com, rachata.ma@student.chula.ac.th and pasu.k@chula.ac.th
Abstract— In this paper, we propose a FTTx system using
an active wavelength selective switch (WSS) incorporated with
a dynamic wavelength and bandwidth allocation (DWBA) in
order to improve the efficiency in bandwidth consumption of
the FTTx based on wavelength division multiplexed passive
optical network (WDM-PON). Under the control by DWBA,
appropriate numbers of coarse wavelength division
multiplexed (CWDM) wavelengths on different time intervals
are generated under the dynamic requests for different data
rates from different subscribers. The computer simulation
results, based on data rate of 10 Gbps per wavelength,
demonstrate the feasibility of the transmission of 160-Gbps
signal (16 CWDM wavelengths: 1271-1571 nm) to a single
subscriber over the maximum reaches of 55.2 km with FEC
(BER= 10-4), and 47.6 km without FEC (BER 10-9).
Keywords—Fiber-to-the-x, Passive optical network, Optical
fiber transmission, Coarse wavelength division multiplexing,
Dynamic bandwidth allocation, fiber attenuation, fiber
dispersion.
I. INTRODUCTION
In a very near future, information and broadcasting will
merge together into the same telecommunication platform.
Recently, ultra-high definition (4K) displays and videos have
been commercially available. In the coming years, the
display resolution will be doubled to 8K. Moreover, the
communication among a machine to machines (M2Ms)
increasingly takes an important role. These new
technologies will certainly result in the rapid growth of data
amount inside fiber core networks as well as fiber access
networks.
Currently, fiber-to-the-x (FTTx) based on the passive
optical network (PON) technology can provide the data rate
as high as 10-Gbps for both uplink and downlink according
to 10GE-PON (IEEE 802.3av) [2] and ITU-T G.987 XGPON
standards [4]. However, the data rate of 10 Gbps must
be time-shared among subscribers under the control by the
dynamic bandwidth allocation (DBA). In the foreseeable
future, FTTx will be evolved to increase capacity up to 10
Gbps per subscriber using wavelength division multiplexed
(WDM) signal over wavelength division multiplexed passive
optical network (WDM-PON) [6] in order to respond for the
demand for such 4K and 8K video transmission, and for
supporting the M2Ms data transmission.
Nevertheless, normally different subscribers need
different data rates at different time intervals, for their
different applications. The provision of identical data rate to
all subscribers by WDM-PON results in the inefficiency of
bandwidth consumption, which is the main disadvantage of
WDM-PON.
To improve the efficiency in bandwidth consumption of
WDM-PON, in this paper, we proposed a FTTx system using
an active wavelength selective switch (WSS) incorporated
with a dynamic wavelength and bandwidth allocation
(DWBA). Our proposed FTTx with DWBA can provide the
signal transmission to different subscribers with different
data rates by dynamically assigning appropriate number of
wavelengths to match with subscriber-requested data rates.
The computer simulation results, based on the data rate of 10
Gbps per wavelength, demonstrate that we can achieve the
maximum reaches of 55.2 km with forward error correction
(FEC) (bit-error rate: BER = 10-4), and 47.6 km without FEC
(BER = 10-9) for the transmission of data rate 160 Gbps
obtained by using all 16 coarse wavelength division
multiplexed (CWDM: ITU-T G.694.2) wavelengths.
II. SYSTEM CONFIGURATION
40 x n Gbps
·
·
·
·
OLT
DWBA
controller
Wavelength
switch
ONU 1
DWBA controller
ONU 2
DWBA controller
ONU 3
DWBA controller
ONU n
DWBA controller
λ1
λ2
λ3
λ4
t1
t1
t1
t1
t2
t2
t2
t2
t3
t3
t3
t3
t
t
t
t
t4
t4
t4
t4
Fig. 1: Configuration and operation of the proposed FTTx using WSS with
DWBA.
Fig. 1 shows the configuration and operation of the
proposed FTTx using WSS with DWBA. WDM signals
composed of different number of CWDM wavelengths on
different time intervals are generated from the optical line
terminal (OLT), which is controlled by DWBA under the
dynamic requests for data rates from optical network units
(ONUs) installed at subscriber end points. It should be noted
that the response for the different requests in data rates from
ONUs can be performed by allocating the appropriate
number of wavelength to different ONUs. The optimal
978-1-4799-3689-2/14/$31.00 ©2014 IEEE 517 ICOIN 2014
wavelength-allocated CWDM signals then transmit over
single-mode optical fiber (SMF) ITU-T G.652.D, and are
switched to appropriate ONUs at their assigned time interval
by the WSS, which is a
ภายในกับแสงแบบไดนามิกและแบนด์วิดธ์การจัดสรรพิชิต ปัญญวัฒนกิจ และ พสุ แก้วปลั่ง รชต พุ่มตระกูล ,ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยถ. พญาไท เขตปทุมวัน กรุงเทพฯ 10330อีเมล : pichittra_pk@hotmail.com rachata.ma@student.chula.ac.th pasu.k@chula.ac.th , และบทคัดย่อ ในกระดาษนี้เราเสนอระบบภายในโดยใช้ใช้เลือกเปลี่ยนความยาวคลื่น ( WSS ) รวมกับคลื่นแบบไดนามิกและการจัดสรรแบนด์วิดธ์ ( dwba )เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการใช้แบนด์วิดธ์ส่วนภายในขึ้นอยู่กับกองความยาวคลื่นมัลติเพลกซ์ได้เรื่อย ๆOptical Network ( wdm-pon ) ภายใต้การควบคุมโดย dwba ,ตัวเลขที่เหมาะสมของความยาวคลื่นกองหยาบมัลติเพลกซ์ ( cwdm ) ความยาวคลื่นในช่วงเวลาต่าง ๆที่ถูกสร้างขึ้นภายใต้การร้องขอแบบไดนามิกสำหรับข้อมูลต่าง ๆราคาจากสมาชิกที่แตกต่างกัน การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ผลจากข้อมูลอัตรา 10 Gbps ต่อคลื่นแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการส่ง 160 Gbpsสัญญาณ ( 16 cwdm ความยาวคลื่น : 1271-1571 nm ) เดี่ยวสมาชิกใหม่ สูงสุดถึง 200 km กับ FEC( เบอร์ = 10-4 ) และ 47.6 กม. โดยไม่ FEC ( เบอร์ 10-9 )keywords-fiber-to-the-x , เครือข่ายแสง passive , แสงการส่งผ่านเส้นใยหยาบ ชช , ,แบนด์วิดธ์การจัดสรรแบบไดนามิก , ไฟเบอร์ , ไฟเบอร์การแพร่กระจายผมแนะนำในอนาคตอันใกล้มาก ข้อมูลและภาพจะผสานเข้าด้วยกันเป็นแพลตฟอร์มการสื่อสารเดียวกันเมื่อเร็วๆ นี้ ความละเอียดสูงพิเศษ ( 4K ) แสดงและวิดีโอได้ได้ในเชิงพาณิชย์ ในปีที่ผ่านมา ,ความละเอียดของจอภาพจะเป็นสองเท่าถึง K . นอกจากนี้การสื่อสารระหว่างเครื่องต่อเครื่อง ( m2ms )มากขึ้นจะมีบทบาทสำคัญ ใหม่เหล่านี้เทคโนโลยีที่แน่นอนจะส่งผลในการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของข้อมูลจํานวนภายในเครือข่ายหลักเช่นเดียวกับการเข้าถึงเส้นใยไฟเบอร์เครือข่ายขณะนี้ fiber-to-the-x ( FTTX ) ตามเรื่อย ๆแสงเครือข่าย ( ปอน ) เทคโนโลยีที่สามารถให้ข้อมูลอัตราสูงเป็น 10 Gbps สำหรับทั้งสองและการดาวน์ลิงค์ตามเพื่อ 10ge-pon ( IEEE 802.3av ) [ 2 ] และไอทียู - t g.987 xgponมาตรฐาน [ 4 ] อย่างไรก็ตาม อัตราการส่งข้อมูล 10 Gbps ต้องเวลาที่ใช้ร่วมกันระหว่างสมาชิกภายใต้การควบคุมโดยการจัดสรรแบนด์วิดธ์แบบไดนามิก ( DBA ) ในต่างประเทศในอนาคต , FTTX จะพัฒนาเพื่อเพิ่มความจุได้ถึง 10การใช้งานต่อผู้ใช้บริการ โดยใช้กองความยาวคลื่นมัลติเพลกซ์( WDM ) สัญญาณมากกว่า ส่วนความยาวคลื่นมัลติเพลกซ์ได้เรื่อย ๆOptical Network ( wdm-pon ) [ 6 ] เพื่อตอบสนองสำหรับความต้องการดังกล่าวและส่งวิดีโอ 4K 8K และสำหรับสนับสนุนการส่งข้อมูล m2ms .อย่างไรก็ตาม โดยปกติแล้ว สมาชิกที่แตกต่างกันต้องการอัตราข้อมูลที่แตกต่างกันในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน สำหรับพวกเขาการใช้งานที่แตกต่างกัน การให้อัตราข้อมูลเหมือนสมาชิกทั้งหมด wdm-pon ผลในประสิทธิภาพของการใช้แบนด์วิธ ซึ่งเป็นข้อเสียหลักของwdm-pon .เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการใช้แบนด์วิดธ์wdm-pon ในกระดาษนี้เราเสนอระบบภายในโดยใช้ใช้เลือกเปลี่ยนความยาวคลื่น ( WSS ) รวมกับแสงแบบไดนามิกและการจัดสรรแบนด์วิดธ์( dwba ) เราเสนอภายในกับ dwba สามารถให้ส่งสัญญาณไปยังสมาชิกที่แตกต่างกันมีแตกต่างกันอัตราข้อมูลแบบไดนามิกให้เหมาะสม จำนวนความยาวคลื่นที่ตรงกับสมาชิกที่ร้องขออัตราข้อมูลผลการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ตามอัตราการส่งข้อมูล 10สามารถต่อคลื่น แสดงให้เห็นว่า เราสามารถบรรลุสูงสุดถึง 200 km กับการแก้ไขข้อผิดพลาดไปข้างหน้า( FEC ) ( อัตราความผิดพลาดบิต : เบอร์ = 10-4 ) และ 47.6 กม. ไม่มีเฟค( เบอร์ = 10-9 ) สำหรับการส่งข้อมูลอัตรา 160 Gbpsได้โดยการใช้ทั้งหมด 16 ความยาวคลื่นกองหยาบมัลติเพลกซ์ ( cwdm : ไอทียู - t g.694.2 ) ความยาวคลื่น .2 . การปรับแต่งระบบ40 x n วินาทีด้วยด้วยด้วยด้วยออลท์dwbaควบคุมความยาวคลื่นสลับหน้าที่ 1dwba ควบคุมหน้าที่ 2dwba ควบคุมหน้าที่ 3dwba ควบคุมหน้าที่ คำว่าdwba ควบคุมλ 1λ 2λ 3λ 4T1T1T1T1T2T2T2T2T3T3T3T3ทีทีทีทีT4T4T4T4รูปที่ 1 : โครงสร้างและการทำงานของเสนอ FTTX ใช้ WSS กับdwba .รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างและการทำงานของเสนอ FTTX ใช้ WSS กับ dwba . สัญญาณ WDMประกอบด้วยตัวเลขที่แตกต่างของ cwdm ความยาวคลื่นในช่วงเวลาที่ต่างกันจะถูกสร้างขึ้นจากเส้นแสงเทอร์มินัล ( OLT ) ซึ่งถูกควบคุมโดย dwba ภายใต้ขอแบบไดนามิกสำหรับอัตราข้อมูลจากหน่วยเครือข่ายแสง( ความรับผิดชอบ ) ติดตั้งที่จุดสิ้นสุดสมาชิก มันควรจะสังเกตที่แตกต่างกันในการตอบสนองการร้องขออัตราข้อมูลจากภาระที่สามารถดำเนินการได้โดยการจัดสรรที่เหมาะสมจำนวนความยาวคลื่นที่แตกต่างกันหน้าที่ . ที่เหมาะสม978-1-4799-3689-2 / 14 / $ 31.00 สงวนลิขสิทธิ์ ( 517 icoin 2014 2014การ cwdm แล้วส่งผ่านสัญญาณคลื่นโสด - โหมดเส้นใยแก้วนำแสง ( SMEs ) g.652 ไอทียู - t . D , และสลับกับความรับผิดชอบที่ได้รับมอบหมาย ช่วงเวลาที่เหมาะสมโดย WSS ซึ่งเป็น
การแปล กรุณารอสักครู่..
