Công nghệ truy nhập quang thụ động (PON) đang dần chiếm ưu thế so với các công nghệ truy nhập khác và đóng vai trò nền tảng trong việc phân phối các dịch vụ băng thông cao và siêu cao đến nhiều tầng lớp người dùng nhờ sự hiệu quả về chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX) cũng như chi phí vận hành bảo dưỡng (OPEX). Hiện tại, công nghệ truy nhập quang thụ động Gigabit như G-PON, E-PON,… đang được triển khai rộng khắp ở nhiều quốc gia trên thế giới và là công nghệ truy nhập nhanh nhất hiện có trên thị trường.
Sự phát triển trong công nghệ truy nhập quang cho đến nay có thể chia thành hai giai đoạn chính:
Giai đoạn đầu tiên bao gồm các mạng truy nhập quang tốc độ vài Gigabit hoặc thấp hơn hiện đã và đang được triển khai rộng khắp như G-PON, E-PON,… Giai đoạn thứ hai là công nghệ truy nhập tốc độ 10 Gbit/s với hai giải pháp công nghệ riêng biệt được chuẩn hóa bởi hai tổ chức chuẩn hóa khác nhau là 10G-EPON được chuẩn hóa bởi IEEE và XGPON được chuẩn hóa bởi ITU-T. Cả công nghệ XGPON và 10G-EPON đều hỗ trợ hai cấu hình tùy chọn được phân biệt theo tính đồng bộ của tốc độ đường lên và đường xuống là cấu hình không đồng bộ và cấu hình đồng bộ. Trong cấu hình không đồng bộ, 10G-EPON hỗ trợ tốc độ đường xuống 10 Gbit/s và tốc độ đường lên 1.25 Gbit/s trong khi cấu hình XG-PON không đồng bộ (còn gọi là XG-PON1) cũng hỗ trợ tốc độ 10 Gbit/s đường xuống nhưng tốc độ đường lên cao hơn ở mức 2.5 Gbit/s. Băng thông đường lên cao hơn của XG- PON1 là do yêu cầu của sự xuất hiện các dịch vụ mới với yêu cầu dung lượng đường lên lớn hơn như điện toán đám mây hay chia sẻ video. Với cấu hình đồng bộ, cả 10G-EPON và XGS-PON (gọi tắt là XG-PON2) đều cung cấp tốc độ 10 Gbit/s cho cả đường xuống và đường lên. Các lựa chọn cấu hình công nghệ XG-PON không đồng bộ (XG-PON1) và đồng bộ (XG-PON2) chính là bước đầu tiên, còn được gọi là mạng truy nhập quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ nhất (NG-PON1).
Công nghệ được phát triển trong giai đoạn tiếp theo của lộ trình là công nghệ mạng truy nhập quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ hai - NG-PON2 [6]. Về nguyên tắc, NG-PON2 cần phải hỗ trợ ít nhất một lộ trình chuyển tiếp từ GPON qua XGS-PON lên NG-PON2 như trong hình 2.10 mô tả.
Hình 2.10 Lộ trình phát triển của công nghệ GPON
(Theo Huawei,2016) [1]
Với mục tiêu đáp ứng nhu cầu dịch vụ băng thông lớn hơn trong khi đảm bảo tính kế thừa của hệ thống công trình ngoại vi cũng như hỗ trợ quá trình nâng cấp không gây trở ngại đến tính liên tục của các dịch vụ được cung cấp trong tương lai gần, cả XG-PON và 10G-EPON đều hỗ trợ tốc độ đường xuống 10 Gbit/s trong khi tốc độ đường lên là 2.5 Gbit/s đối với XG-PON và 1 Gbit/s (hoặc 10 Gbit/s cho cấu hình đồng bộ) đối với 10G-EPON.
Tuy nhiên trong tương lai, sự phát triển mạnh mẽ băng thông của các dịch vụ truyền thông hướng video đi kèm với nhu cầu ngày càng tăng với các ứng dụng backhaul di động và thương mại có thể tạo ra một nút cổ chai trong các mạng truy nhập quang thụ động tốc độ Gigabit hiện tại. Do vậy, các nhà cung cấp thiết bị và khai thác viễn thông cùng các tổ chức chuẩn hóa đang tích cực hợp tác để phát triển
một thế hệ công nghệ truy nhập quang thụ động mới gọi là mạng truy nhập quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ hai (NG-PON2).
Dự án nghiên cứu phát triển công nghệ NG-PON2 được cộng đồng FSAN (Full Service Access Network Group) và ITU-T bắt đầu tiến hành từ năm 2011. Mạng truy nhập quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ hai NG-PON2 được mong đợi có tốc độ 40 Gbit/s hoặc cao hơn và có khả năng khai thác triệt để các ưu điểm vượt trội của sợi quang như dung lượng lớn và suy hao truyền dẫn thấp cũng như các ưu điểm vốn có của kiến trúc truy nhập quang thụ động để làm giảm chi phí cho các nhà khai thác mạng và cung cấp các giá trị tốt hơn cho người dùng cũng như đáp ứng yêu cầu hiệu quả về giá thành trong việc nâng cấp [2].