WDM-based Hybrid PON - · PDF file 2014-04-03 · An early WDM-PON product tested...

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  • ETRI/BcN/광통신센터 1

    차세대 서비스를 위한 광대역 액세스망 기술

    2006. 2. 23

    광통신연구센터 ETRI

  • ETRI/BcN/광통신센터 2

    Outlines

    1. NGN Services and Requirements

    2. Broadband Access Technologies - xDSL/HFC - Optical Fiber

    3. FTTx Technologies - AON/TDM-PON

    - WDM-PON/WE-PON

    - Comparisons of access technologies

    - Convergent Access with Hybrid-PON

    4. Concluding Remarks

  • ETRI/BcN/광통신센터 3

    NGN Services and Requirements

  • ETRI/BcN/광통신센터 4

    Wind of changes

    □ Change in the market

    전화/인터넷 서비스 시장의 포화

    새로운 시장 개척의 필요성 (통방, 유무선 번들 서비스)

    시장 경쟁 가속화-전화, TV, 위성 사업자

    □ Change in user’s life style PC 사용의 생활화 멀티미디어 서비스에 친숙

    인터넷의 확산 네트워크에 친숙

    - 홈페이지, E-mail, 정보검색, 네트워크 게임 등의 활성화

    □ Change in demands

    Always on, always available information on-demand

    빠른 데이터 액세스 요구

    Data, Voice 및 Video의 통합

  • ETRI/BcN/광통신센터 5

    NGN services

    Unified interface for contents in all formats Terrestrial broadcast, Satellite broadcast, Pay-TV/Pay-per-View

    Video-on-Demand offerIP TV

    High Qualiy VoD licensing agreements from major film studios

    20th Century Fox, Universal Studios, DreamWorks

    VideoTelephony on TV

    Digital TV quality Simple access and use

    Virtual VCROn-line 3D/VR GameVideo Conference, EoD

  • ETRI/BcN/광통신센터 6

    Broadband Access Network requirements

    □ Target services with Broadband Access Network

    Video phone (multimedia communication), VoIP:

    service quality guarantee

    ICoD (IP-TV, EoD, VoD, etc) service:

    bandwidth as well as service quality guarantee

    □ Broadband Access Network functions in general

    QoS per flow/service/path, OAM & protection, IPv6, Multicasting

    Terminal Aggregation Switch

    Aggregation Device

    Service Edge

    Metro Switch Edge Core

    Resource Reservation • Edge-to-Edge

    QoS • Flow, path, class

    OAM • Link, MPLS

    Link protection Statistics

    • Per link, LSP path Scheduler

    • Class • Connection/Session

    Resource Reservation • Per hop or end-to-end

    QoS • Flow, path, class

    OAM • Link, VLAN or MPLS

    Link protection • VLAN/MPLS protection

    Statistics • Per Service/link, VLAN/LSP path

    Scheduler • Class

    FTTH access network

  • ETRI/BcN/광통신센터 7

    Bandwidth for NGN services to the home

    Services Bandwidth (Mb/s)

    Three DTV MPEG Video Stream(VDD) 15

    Telecommuting/VPN 2 Video Conferencing 1

    Web Surfing 1.5 High Definition Interactive Game 19.2

    High Definition TV 19.2 Two Phone Conversations 0.128

    Total bandwidth > 58

    □ Bandwidth requirements ADSL/VDSL

    HFC < 50Mbps

    Fiber solution > 100 Mbps

    Needs more bandwidth

  • ETRI/BcN/광통신센터 8

    Broadband Access Technologies

  • ETRI/BcN/광통신센터 9

    Broadband Access Technologies

    전송장치

    MDFFDF

    동도 통신구 중구경관로 인공

    수공

    관로

    광케이블

    동선케이블

    ONU

    증폭및분배기 동축케이블

    케이블 모뎀

    증폭및 분배기

    광접속함체

    광중간절체함

    ONU

    FTTC용 ONU

    Optical Splitter

    ONU

    WLL

    HFC

    FTTx

    xDSL

    주거용건물

    STB

    광케이블

    주거용건물

    공동주택

    공동주택

    업무용건물

    인공

    전화국

    N I U

    N I U

    ONU

    동축케이블

  • ETRI/BcN/광통신센터 10

    □ xDSL 특징

    가입자수에 관계없이 Dedicated Bandwidth와 Security 확보

    비대칭/대칭형의 다양한 기술에 의해 서비스 수요에 대처

    기존의 POTS 서비스 동시 사용 가능

    서비스 거리가 길어짐에 따라 따라 전송속도 저하

    □ xDSL 기술 비교

    xDSL 기술

    IDSL ISDN DSL

    SDSL Sym m etric DSL

    ADSL Asym m etric DSL

    H D SL 4-wire H igh-Bit-Rate DSL

    H DSL2 2-wire H igh-Bit-Rate DSL

    VDSL Very-H igh-Bit-Rate DSL

    144K Sym m etric

    ~2M bps Sym m etric

    Full Rate : 8M /1M G .lite : 1.5M /640K

    1.5M ~ 2M Sym m etric

    1.5M ~ 2M Sym m etric

    52M /6.4M 34M or 6.5M Sym m etric

    5.5K m

    6K m

    5.5K m

    4.6K m

    4.6K m

    0.3K m 0.3 or 1.5K m

    음성 전화와 함 께 사용

    음성 전화와 함 께 사용

    ISDN

    비 표 준

    4선식

    2선식

    인터넷 초고속 접 속

    중소규모 기업용

    인터넷 고속 접속

    기업용 W AN

    기업용 W AN

    비디오 및 인터넷 접 속

    DSL 기 술 최 고 전송속도 하향 /상향 도 달 거 리 특 징 적 용 분 야

    26M

  • ETRI/BcN/광통신센터 11

    xDSL 현황

    □ ADSL2/ADSL2+, VDSL2/VDSL2+ 출현으로 20 ~ 100Mbps 가능

    □ xDSL 구축 현황

    KT, 하나로텔레콤 등은 아파트 지역을 중심으로 50M 급 VDSL2 구축 중

    하나로텔레콤은 100M급 VDSL2+ 시범사업 추진 예정

    유럽 및 미국은 주로 ADSL2+ (20Mbps 급) 도입 중

    일본은 공동주택 지역을 중심으로 VDSL2/VDSL2+ 도입 중

    □ xDSL 의 핵심 칩 기술은 주로 IKANOS, 메타링크, 인피니언 등의 제외국 업체에 의존

    □ VDSL2 칩은 국산화 성공하였으나 현재까지 상용화 실적 부재

    □ Copper 기반의 DSL 은 대역폭이 거리에 매우 의존적

    NGN의 궁극적인 솔류션은 아님

    NGN 서비스 초기에 활용 가치가 높음

  • ETRI/BcN/광통신센터 12

    CMTS:Cable Modem Termination System ONU: Optical Network Unit

    HFC 망구성

    단독주택 가입자

    TAP-OFF 라우터 CMTS

    케이블모뎀

    증폭기 (능동)

    하나로통신/ 종합유선 방송국(SO)

    백본망

    케이블 라우터

    케이블모뎀

    아파트 가입자

    광케이블 분배망

    공동주택 가입자

    ONU

    홈랜

    광 144~288 Core 광 10 Core

    분배기 (수동)

    1 Cell

    500-2000 homes

    125-500 homes

    ONU

  • ETRI/BcN/광통신센터 13

    HFC 기술특징 및 현황

    □ 특징

    광케이블 다음으로 높은 대역폭, Cell Division 및 채널 할당이 유연, 용이

    증폭기의 사용으로 전송거리 확장 가능

    Tree and Branch 구조 전송 속도 및 품질이 제한됨

    대역폭 공유로 인해 보안이 취약

    □ 현황

    HFC 기술은 현재 DOCSIS 2.0 제품(하향 40M, 상향 30M)이 상용화되어 있으

    며, 최근 고속의 데이터 전송(하향 160M, 상향 120M)이 가능한 DOCSIS 3.0 규

    격 정립되어 2006년부터 상용 제품 출시 예상

    케이블모뎀의 핵심칩은 해외 업체에 의존, 해외 업체의 가격 파괴 전략에 고전,

    CMTS는 시스코가 국내시장의 90% 이상 독점, 국산 제품이 전무한 실정임

  • ETRI/BcN/광통신센터 14

    □ 광가입자망 (FTTx: Fiber To The x)은 가입자망의 완전 광케이블(FTTH)

    을 목표로 단계적이고 부분적인 광케이블화 진행

    □ 광케이블의 가입자 까지의 접근도에 따라 다양한 솔루션 가능

    FTTB (Fiber To The Building)

    가입자의 건물(대형 상업 건물 등)까지 광케이블 포설

    COT @ 전화국 + RT @ 가입자 건물

    FTTC (Fiber To The Curb/Cab)

    인구 밀집주거지역 까지 광케이블 포설

    아파트단지 등, 댁내까지 동선거리 0.5 ~1.5Km 이내

    OLT @ 전화국 + ONU @ Curb

    FTTH (Fiber to the Home)

    가입자 댁내까지 광 케이블로 포설

    OLT @ 전화국 + ONT @ 가입자 댁 내

    Optical Fiber

  • ETRI/BcN/광통신센터 15

    Optical Fiber provides

    Unlimited Bandwidth

    Higher quality & long reach

    Higher robustness

    Optical Fiber solution

    □ 광대역 인터넷 구현

    □ 새로운 서비스 시장 창출

    □ 유지보수 문제 경감

    □ 대역폭 scalability

  • ETRI/BcN/광통신센터 16

    Fiber Solutions for NGN Services

    주거형태 [공동 : 단독 (%)]

    국 가

    미 국

    한 국

    일 본

    11 : 70

    59 : 37

    38 : 59

    PSTN/ISDN

    ADSL

    HFC doc.1.0/2.0

    VDSL

    아파트 LAN

    FTTH based on PON

    30Mbps

    (2006)

    100Mbps (2008)

    수백 meter 수십 km

    [자료] IITA

  • ETRI/BcN/광통신센터 17

    FTTx Technologies

  • ETRI/BcN/광통신센터 18

    FTTx access network : x = C/B/H/P