PON : réseau optique passif, GPON, XGS-PON et 10G-EPON

Caractéristiques principales du PON

Une fibre partagée entre plusieurs abonnés : le réseau se ramifie grâce à des coupleurs optiques pour desservir plusieurs logements.
Une distribution passive : les coupleurs fonctionnent sans alimentation électrique. Les équipements de l’opérateur et ceux des abonnés restent alimentés.
Une capacité répartie selon les usages : les abonnés partagent les ressources de l’arbre optique, sans disposer chacun d’une fraction fixe du débit.
Plusieurs technologies : GPON, XG-PON, XGS-PON et 10G-EPON se distinguent notamment par leur capacité en réception et en envoi.

Comment fonctionne un réseau optique passif ?

Le PON utilise la fibre optique pour transporter des données sous forme de lumière. Une fibre part de l’équipement de l’opérateur, puis un ou plusieurs coupleurs optiques, aussi appelés splitters, répartissent le signal vers les abonnés. Cet ensemble de branches forme un arbre PON.

L’OLT (Optical Line Terminal, terminal de ligne optique) est l’équipement actif côté opérateur, généralement installé dans le nœud de raccordement optique, ou NRO. Il pilote les échanges avec les abonnés.
Le coupleur répartit la lumière entre plusieurs fibres, sans traitement électronique ni alimentation électrique. Il ne multiplie pas la capacité disponible.
L’ONT (Optical Network Terminal, terminal de réseau optique) termine la liaison chez l’abonné. Il peut être intégré à la box ou prendre la forme d’un équipement distinct.

En réception, le signal optique est distribué aux terminaux de l’arbre : chacun sélectionne les données qui lui sont destinées. Les protocoles prévoient des mécanismes de protection : le GPON utilise notamment le chiffrement pour les données descendantes des abonnés. Partager la fibre ne revient donc pas à partager un réseau domestique ouvert avec ses voisins.

En envoi, les terminaux transmettent dans des créneaux de temps attribués par l’OLT afin d’éviter que leurs émissions se superposent. L’allocation tient compte des besoins de transmission et des règles configurées par l’opérateur.

PON et FTTH : quelle différence ?

Le FTTH (Fiber to the Home, fibre jusqu’au logement) décrit jusqu’où va le raccordement optique. Le PON décrit une architecture de ce réseau d’accès. Une ligne peut donc être à la fois FTTH et raccordée à un arbre PON.

Le FTTH peut aussi utiliser une architecture point à point, ou P2P, avec une fibre dédiée à l’abonné jusqu’à l’équipement actif de l’opérateur. Cette fibre dédiée ne signifie pas que toutes les ressources du trajet jusqu’au serveur Internet lui sont réservées.

GPON, XG-PON, XGS-PON et 10G-EPON : quels débits ?

Le tableau donne des repères de capacité théorique, arrondis, pour les configurations indiquées. Ces valeurs concernent une liaison partagée sur un arbre PON, et non un débit garanti à chaque abonné :

Technologie	Réception	Envoi
GPON	2,5 Gbit/s	1,25 Gbit/s
XG-PON	10 Gbit/s	2,5 Gbit/s
XGS-PON	10 Gbit/s	10 Gbit/s
10G-EPON	10 Gbit/s	1 ou 10 Gbit/s

Le GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network) est un réseau optique passif à capacité gigabit. La configuration courante présentée ici utilise précisément environ 2,488 Gbit/s en réception et 1,244 Gbit/s en envoi. La norme prévoit aussi d’autres combinaisons.

Le XG-PON porte la réception à environ 10 Gbit/s, avec environ 2,5 Gbit/s en envoi. Le XGS-PON offre une capacité nominale de 10 Gbit/s dans les deux sens : le « S » indique son caractère symétrique. Ces technologies relèvent des normes de l’Union internationale des télécommunications (UIT).

Le 10G-EPON appartient à la famille des réseaux optiques passifs Ethernet, normalisée par l’IEEE. Il existe en version asymétrique 10/1 Gbit/s et symétrique 10/10 Gbit/s. Ces valeurs désignent la capacité effective de la couche Ethernet, tandis que les chiffres des autres lignes sont des débits nominaux de liaison. Dans tous les cas, le débit utile d’un transfert de fichier est inférieur à ces repères techniques. En France, Free indique utiliser le 10G-EPON pour son réseau fibre.

Le débit est-il divisé par le nombre d’abonnés ?

La capacité est partagée, mais elle n’est pas découpée en parts égales réservées en permanence à chaque logement. Les besoins changent selon les usages : une box allumée ne consomme pas continuellement son débit maximal. En GPON, l’allocation dynamique de capacité montante permet notamment d’adapter les créneaux aux données à envoyer.

Le nombre de branches dépend du dimensionnement du réseau : 64 abonnés n’est pas une limite universelle du PON. Chaque division du signal réduit la puissance lumineuse reçue. L’opérateur doit tenir compte des coupleurs, de la longueur des fibres, des raccordements et des capacités des équipements pour respecter le budget optique, c’est-à-dire les pertes de signal admissibles.

Que change la technologie PON pour votre abonnement ?

Une technologie plus capacitaire permet à l’opérateur de proposer des débits plus élevés ou de mieux absorber les usages simultanés. Elle ne fixe pas à elle seule les plafonds de débit descendant et de débit montant de l’offre. Un abonnement sur un réseau XGS-PON peut ainsi être limité à des vitesses différentes en réception et en envoi.

Une évolution du GPON vers le XGS-PON peut réutiliser l’infrastructure de fibre, mais exige des équipements optiques compatibles côté opérateur et côté abonné. Des générations peuvent coexister sur la même distribution avec le matériel adapté. Remplacer uniquement sa box ne suffit donc pas à choisir la technologie du réseau.

Le résultat dépend aussi des ports de la box, de l’ordinateur, du Wi-Fi et du serveur distant. Pour choisir un abonnement, le comparateur des offres fibre aide à comparer les plafonds en réception et en envoi ainsi que les équipements fournis.

PON : GPON, 10G-EPON et XGS-PON