50G-PON : Orange ouvre la voie à la Fibre du futur

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Sur la standardisation de la triple coexistence de trois technologies PON

Depuis 2006, Orange déploie la fibre jusqu’aux domiciles (FTTH-Fibre To The Home) et jusqu’aux entreprises (FTTE-Fibre To The Entreprise). Les réseaux d’accès fibre d’Orange reposent sur des infrastructures passives (fibres, câbles, connecteurs, boitiers etc.) et des systèmes de transmissions appelés PON pour « Passive Optical Networks ». Certains usages futurs pourraient générer des demandes de trafics accrues et Orange est déjà en train d’augmenter la capacité de ses systèmes de transmission PON en déployant sur ces réseaux le XGS-PON (10G symétrique-PON) dont le débit en ligne descendant est 4 fois supérieur à la technologie précédente, le G-PON. Orange a fait le choix de ces technologies car elles s’appuient sur des normes de l’ITU-T définies en accord avec d’autres opérateurs internationaux (China Mobile, NTT, China Unicom, China Telecom, Verizon, BT, AT&T et autres) ainsi que des fabricants d’équipements de réseaux. Pour préparer le futur réseau FTTH et pouvoir ainsi répondre aux futurs besoins à venir, Orange a été un pionnier dans ce domaine en soutenant la standardisation de la future génération de PON : le 50G-PON. Particulièrement soutenue par Orange, la triple coexistence de trois technologies PON sur la même infrastructure fibre a été rendue possible au standard ITU-T par la spécification d’un spectre optique (longueur d’onde) pour permettre cette triple coexistence. C’est l’option « US3 » du spectre présenté ci-dessous.

Plan de longueur d’onde des technologies PON selon l’ITU-T

Ce plan de longueur d’onde a été standardisé de façon que chacune des longueurs d’onde des trois technologies PON ne se superposent pas et n’interagissent pas quand elles sont transmises dans la même fibre. C’est déjà le cas, avec le déploiement actuel du XGS-PON et du GPON en coexistence sur la même fibre déployée chez nos clients. Par la suite, la triple coexistence du G-PON, XGS-PON et 50G-PON sera possible dès que les premiers besoins de déploiement à 50Gbit/s seront nécessaires.

Comme l’indique le schéma suivant, un simple changement de carte réseau dans l’équipement OLT (Optical Line Termination) situé dans les centraux optiques permettra à Orange de connecter un client fibre soit au G-PON (avec une offre résidentielle ou entreprise disponible aujourd’hui jusqu’à 2Gbit/s), soit au XGS-PON (avec une offre résidentielle ou entreprise disponible aujourd’hui jusqu’à 8Gbit/s), soit au 50G-PON avec une offre commerciale à définir.

Au central, la carte réseau intègrera un module optique Multi-PON-Module (MPM) qui inclut les trois technologies photoniques PON. Chez le client, la box sera équipée de la technologie PON adéquate en relation avec l’offre de service souscrite.

Schéma de principe de la triple coexistence des trois technologies PON

Atteindre cette simplicité opérationnelle a nécessité plusieurs innovations en photonique et en traitement du signal :

• Développer et évaluer les composants optiques (typiquement la source Laser) et électroniques pour transmettre à 50Gbit/s avec une cible de coût en relation avec le marché de l’accès optique.
• Développer des techniques de traitement de signal numérique ou analogique adaptés aux spécificités du réseau d’accès PON.

Certaines de ces innovations sont le résultat d’une collaboration entre Orange Innovation et Huawei Technologies qui a donné lieu à de nombreuses publications scientifiques communes [1-4].

Premières connexions dès février 2024

Aujourd’hui, les premiers systèmes 50G-PON atteignent leur maturité technologique et seront bientôt disponibles commercialement dans les pays dans lesquels Orange opère un réseau fixe (Europe et MEA). Cela permettra dans le futur d’augmenter la capacité des réseaux pour des usages destinés aux entreprises, à la collecte de réseaux mobiles puis pour des usages résidentiels, quand les besoins seront avérés.

A l’instar des évolutions de capacité des réseaux de transport (cœur) optiques, démontrée lors de records de transmission sur réseaux déployés [5-6], cette fois ce sont les derniers kilomètres des réseaux optiques qui se préparent à évoluer.

Central optique avec essai terrain de la triple coexistence G-XGS-50G-PON

En février 2024 en Bretagne, lors d’un essai terrain, Orange a connecté un client résidentiel fibre à un équipement dédié 50G-PON sur une infrastructure FTTH opérationnelle à laquelle d’autres clients commerciaux sont aussi connectés en G-PON et XGS-PON. Un trafic Ethernet de plus de 41 Gbit/s a été mesuré sur le lien du client connecté au 50G-PON, tout en maintenant la qualité des connexions des autres clients. Cet essai terrain a permis de montrer la maturité du système 50G-PON fourni par Huawei Technologies et de s’assurer de la pérennité des réseaux FTTH Orange pour supporter les futures évolutions technologiques.

En conclusion

Après une expérimentation sur son réseau opérationnel en France, Orange démontre, en partenariat avec Huawei Technologies, la compatibilité de son réseau de fibre FTTH (Fiber to the Home) avec la prochaine génération de réseau PON (Passive Optical Network) : le 50G-PON. Normalisée par l’ITU-T depuis 2021 comme la solution post-10 Giga, cette technologie permet des débits allant jusqu’à 50 Gbit/s et fonctionnera en coexistence avec les technologies G-PON et XGS-PON, simplifiant ainsi son introduction future.

Pour permettre aux usages d’aujourd’hui et de demain de toujours bénéficier du meilleur de la fibre tout en capitalisant sur nos réseaux déployés, il est crucial d’utiliser des technologies qui améliorent les performances pour nos clients sans se perturber entre elles. Cette expérimentation en triple coexistence s’inscrit dans cette logique et confirme la pertinence des choix technologiques faits par Orange depuis le début du déploiement de la fibre.