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部署10G PON技术已成业界共识£¬PON融合任重道远


光纤在线编辑部  2017-07-25 12:16:20 综合整理 浏?#26469;?#25968;£º
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7/25/2017,在¡°宽带中国¡±¡¢¡°提速降费¡±等政策的积极推动下£¬宽带网络作为经济社会发展基础平台的作用日益突出£»互联网视频应用快速普及£¬4K/8K高清¡¢家庭云¡¢视频通话等高带宽业务也在不断发展¡£为应对激?#19994;?#24066;场竞争£¬运营商已普遍提供百兆£¨如100M¡¢200M¡¢500M£©业务£¬并在部分发达地区开通千兆业务作为方向引领¡£

¡¡¡¡目前1G-EPON及GPON已在中国大规模部署¡£政策推动¡¢竞争驱动¡¢需求拉动£¬促使宽带接入网开始迈向百兆¡¢千兆£¬为满足用户需求£¬接入技术需要向基于10G速率PON技术的新一代平台升级£¬10G速率PON技术主要包括10G-EPON¡¢XG-PON¡¢XGS-PON¡£
¡¡¡¡10G-EPON技术逐渐成熟
¡¡¡¡10G-EPON标准为IEEE802.3av£¨后并入IEEE802.3£©£¬包括10G/10G对称和10G/1G非对称两个模式¡£目前10G-EPON技术和设备已经非常成熟£¬中国电信早在2011年就成功实现10G-EPON的芯片级和系统级互通¡£10G-EPON设备已在FTTB场景规模部署£¬并开始了FTTH场景的部署¡£由于对称和非对称PON口成本差距不大£¬为减少板卡种类£¬OLT侧原则上仅部署对称10G-EPON口¡£由于OLT的10G-EPON口可兼容三种类型的ONU£¬包括10G/10G对称¡¢10G/1G非对称的10G-EPON ONU以及1G/1G EPON ONU£¬因此£¬ONU可根据用户需求灵活部署¡£
¡¡¡¡近期£¬中国电信重点推动了10G/1G EPON上行波长范围收窄¡£按照IEEE802.3标准规定£¬10G/1G EPON的上行波长范围为1260nm¡«1360nm¡£此规定的初衷是为了与1G-EPON的上行波长范围保持一致£¬但带来的最大问题是占用了O波段100nm的宝贵资?#30784;?#20013;国电信提出将此波长范围收窄至1260nm¡«1280nm£¨如图1所示£©£¬即与10G/10G EPON的上行波长范围保持一致¡£在10G/1G EPON的FTTH ONU尚未规模部署的情况下进行上行波长收窄£¬可将O波段更多的波长资源用于未来的PON技术£¬对于保持PON网络的可?#20013;?#21457;展具有重要意义¡£

图1 10G/1G EPON上行波长范围收窄示意图
¡¡¡¡XG-PON技术进展及共存方案

¡¡¡¡XG-PON标准为ITU-T G.987系列£¬为下行10Gbit/s¡¢上行2.5Gbit/s的非对称模式¡£目前XG-PON技术和设备已经成熟£¬特别是中国电信经过近两年的测试于2016年成功实现XG-PON的实验室互通£¬并在现场试验中得到验证¡£近期£¬XG-PON将在FTTH场景部署¡£
¡¡¡¡XG-PON的部署需重点解决GPON与XG-PON共存问题¡£由于GPON与XG-PON的下行¡¢上行波长范围均不同£¬二者以波分方式共存¡£共存方案主要有两种£º第一种是采用WDM1r£¨如图2所示£©£¬这是ITU-T标准中描述的方式£»第二种是采用GPON/XG-PON双模PON口£¨光模块£©共存£¬这是由中国电信提出的创新性方案£¨如图3所示£©¡£中国电信创新性方案的提出主要是为了解决引入WDMr1带来约1.5dB的插入损?#27169;?#23548;致链路预算紧张或不足的问题£¬同时工程实施也更为简便¡£总体上看£¬这两种方案在是否对ODN引入插损¡¢升级时工程施工?#35759;取?#35774;备开发?#35759;取?#26159;否能够利用原有资源等方面各有特点£¨两种共存方案对比见表1所示£©£¬都会有应用场景¡£目前£¬两种共存方式£¬特别是基于GPON/XG-PON双模PON口的设备得到了实验室和现场试验的验证¡£

图2 GPON与XG-PON采用WDM1r共存


图3 GPON与XG-PON通过双模PON口£¨光模块£©共存
表1 GPON与XG-PON共存方?#38477;?#23545;比


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¡¡¡¡双模PON口通常实现两种链路预算等级£¬一种是GPON Class B+与XG-PON Class N1集成£¬另一种是GPON Class C+与XG-PON Class N2a集成¡£由于GPON¡¢XG-PON的标准规定的链路预算值略有差异£¨GPON Class B+是28dB£¬XG-PON Class N1是29dB£»GPON Class C+是32dB£¬XG-PON Class N2a是31dB£©£¬二者集成时需要形成统一的链路预算值¡£考虑到双模PON口需兼容现网已部署的GPON ONU£¬因此应按照GPON链路预算?#21040;?#34892;统一£¨示意图如图4所示£©¡£中国电信提出了用于双模PON口Class D1£¨28dB£©¡¢Class D2£¨32dB£©两个链路预算等级£¬并在ITU-T标准的基础?#19979;?#20316;调整£¬形成了光接口参数的具体指标¡£另外£¬需要?#24471;?#30340;是£¬双模PON口的指标只涉及OLT侧£¬ONU光接口指标没有变化¡£
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图4 双模PON口链路预算等级示意图

¡¡¡¡XGS-PON技术进展及部署策略

¡¡¡¡XGS-PON是ITU-T近期规范的10Gbit/s对称速率的PON技术£¬其标准G.9807.1于2016年6月发布¡£XGS-PON的部署模式主要有两种¡£第一种£¨如图5所示£©是OLT侧直接部署XGS-PON£¬这种模式可以细分为GPON与XGS-PON以WDM1r方式共存¡¢以及采用GPON/XG-PON/XGS-PON三模PON口支持共存两种情况¡£由于OLT XGS-PON口能够兼容XG-PON和XGS-PON ONU£¨当采用Basic wavelength set?#20445;¬OLT支持10G¡¢2.5G双速率接收£©£¬这种模式下OLT侧不需再部署XG-PON口¡£第二种£¨如图6所示£©是OLT侧以XG-PON为主£¬满足住宅用户等主要需求£»XGS-PON面向有高上行带宽需求的特殊场景£¨如企业用户等£©£¬按需部署£¬不考虑与GPON共存¡£
¡¡¡¡考虑到网络情况不同¡¢部署时间不同等因素£¬不同运营商部署XGS-PON可能采取不同的策略¡£由于XGS-PON的ITU-T标准发布时间不长£¬设备成熟度¡¢互通性尚未充分验证£»同?#20445;?#36817;期OLT侧XGS-PON口与XG-PON口的成本差距仍不可忽略£¬而且?#26377;?#27714;角度来看£¬主要是住宅用户的非对称带宽需求£¬因此£¬近期XGS-PON的部署?#38405;?#24335;二为宜¡£


£¨a£©GPON与XGS-PON以WDM1r方式共存


£¨b£©采用GPON/XG-PON/XGS-PON三模PON口支持共存
图5 XGS-PON的部署模式一


£¨a£©GPON与XG-PON以WDM1r方式共存

£¨b£©GPON与XG-PON以GPON/XG-PON双模PON口方式共存
图6 XGS-PON的部署模式二

¡¡¡¡PON融合成为未来重要方向

¡¡¡¡对于PON技术未来的演进£¬ITU-T已制定NG-PON2£¨G.989系列£©标准£¬IEEE 802.3ca任务组正在制定100G-EPON£¨含25G¡¢50G¡¢100G三种速率£©£¬但¡°PON融合¡±是更值得关注的方向¡£长期以来£¬ITU-T与IEEE分别制定PON标准£¬两大体系各自演进£¬但满足的需求基本相同£¬这在设备开发上造成了很大的浪费£¬也增加了网络部署的复杂度¡£PON融合将为运营商¡¢设备厂商¡¢芯片及器件厂商等产业链中的各个?#26041;?#24102;来实实在在的好处£¬?#28304;?016年11月在Broadband Forum开始?#33268;?#20197;来£¬作为原则和方向£¬在产业界得到越来越多的共识¡£但是£¬真正实现PON融合£¬却是一个长期而复杂的过程¡£目前这方面的基本共识是£¬各标准组织的研究范围¡¢运行机制等很难改变£¬PON融合主要应通过标准组织成员自下而上的努力来实现¡£
¡¡¡¡为推动PON融合£¬下一步需要在非技术¡¢技术两方面开展工作¡£非技术因素更为重要£¬因为导致目前存在两大PON标准体系的不完全是技术因素¡£需要探索在不同标准组织之间形成有效协同的具体机制£¬采取多?#20013;?#24335;逐步凝聚共识£¬消除对PON融合相关的担忧£¬推动相关标准组织在新制定标准时?#23478;?#26377;利于PON融合¡£在技术方面£¬需要ITU-T与IEEE之间逐步汇聚下一代PON的部署时点¡¢速率¡¢链路预算¡¢与原有系统共存等方面的共同需求£»同?#20445;?#37325;点分析评估单波长与多波长¡¢每波长速率¡¢固定或可调波长等关键问题£¬选择融合PON最合适的技术方向¡£
¡¡¡¡由于中国已成为全球最大的PON市场£¬中国的运营商¡¢厂商应当在推动PON融合的过程中发挥更大的作用¡£在2017年7月中旬举行的IEEE 802.3ca会议中£¬基于中国运营商¡¢厂商的联合提案及大力推动£¬在25G¡¢50G及100G EPON考虑PON融合已得到广泛支持£¬标准的时间进度已面向PON融合的目标进行了调整£¬50G及100G EPON的实现方式开始重新论证£¬PON融合又向前迈出了坚实的一步¡£
作者£º
中国电信集团公司技术部 王波
编辑£ºRay        

 本文关键字£º 10G PON 中国电信 GPON
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