As arquiteturas ópticas GPON, EPON e 10GEPON operam em multiplexação TDM (Time Division Multiplexing). Porém, nas evoluções da tecnologia GPON, houve uma mudança no conceito tecnológico, adotando a tecnologia WDM (Wavelength Division Multiplexing), ou multiplexação por divisão de comprimento de onda, em português. Esse recurso permite a comunicação entre dispositivos usando diferentes comprimentos de onda para cada assinante.
O primeiro sucessor do GPON foi o padrão XGPON, desenvolvido para oferecer comunicações com taxas de 10Gbps (X representando 10 em números romanos) e com capacidade de interoperação com o GPON. O padrão passou por mudanças ao longo do tempo, recebendo várias designações de acordo com suas características específicas.
Inicialmente considerada uma substituta do GPON, a tecnologia XG-PON1 permite que múltiplos comprimentos de onda trafeguem pela fibra até o usuário, proporcionando maior throughput, maiores bandas e mais usuários por porta. Desenvolvida pelo ITU-T e definida pela norma G.987, possui interoperabilidade com o GPON, permitindo que usuários migrem aproveitando a infraestrutura existente e preservando investimentos.
A capacidade de banda é de até 10Gbps para downstream e 2,5Gbps para upstream, com uma arquitetura assimétrica em relação às velocidades. Para evitar interferências, as bandas de 1575nm a 1580nm (centralizada em 1577nm) foram reservadas para downstream, enquanto de 1260nm até 1280nm (centralizada em 1270nm) são usadas para upstream.
O canal de downstream do XG-PON1 tem apenas 5nm de largura, sendo operado com lasers resfriados para estabilizar os comprimentos de onda, embora isso gere um custo mais alto. O canal de upstream, por ter 20nm de largura, exige lasers menos sofisticados, reduzindo o custo das ONUs. O número de ONUs por porta PON passa a ser de 256, em contraste com as 128 ONUs por porta PON no GPON.
A tecnologia XG-PON2 foi projetada para elevar a velocidade de transmissão no canal de upstream de 2,5Gbps para 10Gbps, alcançando simetria nas velocidades de upstream e downstream. Ela permite migração a partir do GPON para XG-PON1 e, posteriormente, para XG-PON2 com ajustes nas camadas de convergência.
O NG-PON usa um híbrido de TDM e WDM, permitindo à OLT NG-PON operar com múltiplos comprimentos de onda, que podem ser compartilhados entre diversas ONUs via TDM. Nessa arquitetura, o AWG (Arrayed Waveguide Gratings) ou splitter conecta as ONUs dos clientes e distribui a frequência de cada um. Esses dispositivos passivos, com excelente desempenho óptico, são ideais como filtros WDM nesses sistemas.
Os AWGs são semelhantes aos splitters PLC, então, à medida que seu uso cresce, seus preços devem diminuir. Em redes NG-PON, tanto os usuários que recebem comprimentos de onda específicos quanto os que compartilham um comprimento de onda via TDM podem alcançar distâncias de até 100 km. Nesse modelo, a quantidade de ONUs conectadas em uma OLT é significativamente maior do que nas tecnologias anteriores.
Regulamentado pelo ITU na norma G.989 de 2015, o NG-PON2 oferece simetria de banda com 10Gbps tanto para upstream quanto para downstream, além de suportar 10Gbps para downstream e 2,5Gbps para upstream. Mais do que uma versão ampliada do GPON, ele também permite funcionalidades como mobilidade de comprimentos de onda. Essa tecnologia, com serviços de até 40Gbps, amplia significativamente a aplicação e vida útil da rede.
Devido aos múltiplos comprimentos de onda, os provedores de serviço podem integrar várias redes em uma só, reduzindo o custo geral da infraestrutura. O NG-PON2 pode coexistir com GPON, XG-PON e XGS-PON.
Evolução do XG-PON1, o XGS-PON é uma versão simétrica com capacidade de 10Gbps para upstream e downstream, conforme a norma ITU G.9807.1 de 2016. Além dos recursos do GPON, o XGS-PON permite que prestadores de serviços integrem diversos serviços baseados em PON (residencial, comercial e móvel) para obter um alto retorno sobre o investimento.
Para escolher a melhor tecnologia PON, é importante considerar todos os aspectos da implantação, como componentes OLT, ONU e elementos ópticos.
Embora todas as tecnologias referenciadas operem sob os mesmos princípios de rede, existem diferenças significativas entre elas.
As redes PON ainda têm um longo caminho de evolução. O 25G-PON e o 25GS-PON, que são novos padrões evolutivos, já estão sendo desenvolvidos e trarão ainda mais avanços para o futuro das redes ópticas.
