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10G EPON技术将迅速占领FTTB/C/N市场

发布时间:2022-06-09 文章来源:深度系统下载 浏览:

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。 当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。

目前,主流PON技术已经取得了明显进展并开始规模部署。EPON技术在技术标准、设备功能与性能、互通性、产业链、成本方面都有了突破性进展,已经在国内外运营商的FTTH接入网建设及光进铜退接入网改造过程中得到大规模部署;GPON技术在标准、核心元器件、设备功能与性能、设备成本等方面也取得了较大进展,国内外运营商也开始进行GPON试商用或者商用。这都标志着第二代PON技术(第一代是指传统的窄带PON)的成熟和规模应用。

另一方面,一些新的业务(如HDTV、网真等业务)、新的网络部署方式也对PON技术提出了更高的要求。例如,为了降低网络改造的成本和难度,国内运营商普遍采用FTTB/C/N的部署方式,这种模式下,每个ONU覆盖十几个甚至超过100个用户,每个PON口覆盖用户数可达512甚至更高,那么目前的EPON和GPON都存在着能力上的不足。随着10Gbps技术的成熟,在这种业务需求的驱动下,业界开始研究和开发具有更高的传输能力、更强的业务支持能力、更完善的管控功能的下一代PON技术。

下一代PON的主要技术特征

1.10Gbps及以上的传输速率。上下行对称10Gbps或者下行10Gbps上行1Gbps的非对称系统。也有人认为下一代PON应该是采用WDM技术的WDM PON。但目前在高功率无色光源等关键技术上还急需取得突破,所以个人认为下一代PON的主要技术特征应该是10Gbps的传输速率,这在技术上是成熟的,WDM PON将是下下一代PON技术的主要技术特征。

2.更高的分路比。下一代PON应支持至少1:64的分光比,光功率预算也包括20dB、24dB甚至28dB等。

3.更强的组网能力。下一代PON主要是面向FTTB/C/N等场景的业务需求,因此在设备形态、功能与性能、业务管控等方面得到显著提升以满足组网的需求。

4.对EPON/GPON的兼容性。考虑到目前已经大量部署的EPON和GPON系统,下一代PON系统应该兼容EPON和GPON,以确保网络的平滑演进,保护既有投资。

延续着既有的竞争格局,在进行下一代PON的研究和标准化的过程中,EPON和GPON两大阵营仍然各自为政,而没有融合为统一的标准。

10G EPON具备商用条件

从2005年开始,IEEE就开始了下一代10G EPON技术的研究和标准化工作,并已取得突破进展,目前已经形成了IEEE802.3av的标准草案。今年9月,IEEE802.3av标准将正式发布。

作为下一代的EPON技术,10G EPON系统采用了更高速率的传输技术,显著提高了系统的下行传输能力。具体而言,IEEE 802.3av规定了10Gbps下行、1Gbps上行的非对称模式(10/1GBASE-PRX)和10Gbps上下行对称模式(10GBASE-PR)两种速率模式。

对称10G EPON系统的上行方向数据速率是10Gbps且必须工作于突发模式,对ONU的突发模式光发送机和OLT的突发模式光接收机的指标提出了较高的要求,主要体现在Serdes模块实现难度较大。

另外,10Gbps的工作速率对光模块技术提出了很高的挑战,这主要是指高功率激光器和高灵敏度探测器。10G EPON标准规定了更高的链路光功率预算(Power Budget),除了定义了与EPON相同的20dB、24dB外,还根据实际组网的需要,定义了29dB的光功率预算,可以支持20km,1:32分光。

另外,10G EPON采用64B/66B编码,效率为97%,与1G EPON的8B/10B(效率为80%)相比有了明显提升。10G EPON的FEC功能采用RS(255,223)编码,可增加光功率预算5~6dB,与1G EPON的RS(255,239)编码相比能力更强。

由于10G EPON系统的速率很高,一定时期内FTTH场景下的用户带宽需求都可以使用EPON技术得到满足而无需采用10G EPON技术,所以10 GEPON主要面向FTTB/C/N场景。FTTB/C/N场景下每个MDU要接入多个用户,因此对MDU的面向每个用户的QoS保证能力要求很高,比如业务流分类功能、队列数量、调度算法、CPU处理能力等,这也是10G EPON系统实现要重点考虑的方面。此外,10G EPON对OLT设备的系统架构、总线结构、交换能力、业务管理等方面都提出了远高于EPON的要求。

为了实现10G EPON与1G EPON的兼容和网络的平滑演进,IEEE 802.3av标准在波长分配、多点控制机制方面都有专门的考虑,以保证10G EPON与1G EPON系统在同一ODN上的共存。

如图1所示,在波长规划方面,为了实现与1G EPON的兼容,10G EPON没有使用1G EPON系统所使用的1490nm的下行波长,同时考虑避开模拟视频波长(1550nm)和OTDR测试波长(1600~1650nm),IEEE 802.3av标准选择1577nm作为10Gbps下行信号的波长(波长范围1574~1580nm)。因此,在下行方向,10Gbps信号与1Gbps信号为WDM方式。而上行方向,1Gbps信号的波长是1310nm(1260~1360nm),IEEE 802.3av标准规定10Gbps信号的上行波长是1270nm(1260~1280nm),二者有重叠,因此不能采用WDM方式,只能采用双速率TDMA方式。

10G EPON技术将迅速占领FTTB/C/N市场_网络技术

在控制协议和管理机制上,10G EPON完全继承了现有的EPON标准,仅仅是对EPON 的MPCP协议(IEEE802.3)进行扩展,增加了10Gbps能力的通告与协商机制。这样可以充分利用现有EPON的实现方案,极大地降低了芯片和设备成本。

NG-PON尚在基础研究阶段

GPON的标准化组织全业务接入网联盟(FSAN)也于2006年开始开展下一代PON(FSAN称为NG-PON)的研究。目前基本形成了NG-PON的白皮书草案。在该白皮书中,定义了两种NG-PON的可能标准:下行10Gbps上行N×2.5Gbps的非对称NG-PON1和上下行对称10Gbps的NG-PON2。非对称NG-PON1系统主要是为了避免10Gbps的上行突发光模块的技术障碍。这是因为按照既有的GPON标准,对10Gbps突发光收发模块的激光器打开/关闭时间、同步速度、功率调整要求都非常高。因此NG-PON1在上行方向引入N个2.5Gbps的波长通道实现上行传输能力的提升。NG-PON2则采用类似于对称10G EPON的速率体制,上下行均采用一个波长且均工作于10Gbps的速率。目前对于NG-PON的波长规划尚未确定,与光功率预算相关的各项光学指标也没有明确。从业务指配角度,基本的原则是NG-PON继承GPON相关的OMCI管理框架。

该白皮书还重点研究了目前的GPON如何向在现有的光纤基础设施上平滑提高系统带宽和业务提供能力。其中主要是基于在局端进行分光比的调整和利用WDM技术增加波长来实现(如NG-PON1的方案)。

总体上,FSAN的NG-PON标准还处于方案论证和基础研究阶段,技术上还没有取得实质性进展,也没有具体的标准化计划。国内外的运营商、设备厂商和元器件厂商也非常关注NG-PON技术的发展。从运营商的角度来看,下一代PON最好形成一个统一的标准,而不希望形成目前EPON和GPON分庭抗礼的局面。形成统一的、国际化的下一代PON标准有利于提高技术一致性、完善产业链、降低成本,有利于该技术的成熟和部署。

目前,业界普遍的看法是:整体上,10G EPON技术走在FSAN积极推动的NG PON技术前面,将于2010初开始试商用,并可能迅速占领FTTB/C/N市场。这对于传统固网运营商来讲是一个好消息,这意味着可以充分习用现有的双绞线和五类线入户设施,改造成本低廉,且在能力上可以满足相当长的时间内带宽需求,而无需进行成本高、难度大的FTTH改造。



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