全球光接入標準研討進(jìn)入100G時(shí)代

　　全球光接入標準研討進(jìn)入100G時(shí)代

　　隨著(zhù)4K/8K超高清視頻、虛擬現實(shí)、智慧家庭、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)、新應用的發(fā)展，全球帶寬提速新一輪浪潮已開(kāi)始醞釀，在光接入領(lǐng)域，以100G PON為標志的標準化工作也已啟動(dòng)。

　　PON系統國際標準主要包括ITU-T/FSAN GPON系列及IEEE 802.3的EPON系列標準：

　　ITU-T GPON標準系列已經(jīng)從GPON、XG-PON1發(fā)展到NG-PON2，當前NG-PON2的標準體系已明確采用TWDM-PON系統架構，單波速率10G，通過(guò)4波或8波實(shí)現總系統容量40G或80G。同時(shí)，ITU-T從2014年12月開(kāi)始單波25G的相關(guān)技術(shù)討論，預計后續也會(huì )著(zhù)手相應的標準立項事宜。

　　IEEE 802.3系列于2004年和2009年發(fā)布了EPON及10G-EPON標準。2015年底，IEEE802.3ca (100G EPON標準)也已正式立項，發(fā)布了25G、50G及100G的目標速率等級。在100G EPON系統中，作為家庭接入用戶(hù)，單波25G PON可以作為主流技術(shù);對于政企用戶(hù)，由于帶寬需求更大，可以在單波長(cháng)25G基礎上，通過(guò)波長(cháng)疊加，實(shí)現2×25G或4×25G更高帶寬。

　　不論ITU-T，還是IEEE, 單波25G已經(jīng)成為光接入一個(gè)重要節點(diǎn)速率，單波25G的實(shí)現成為100G PON關(guān)鍵技術(shù)。

　　單波高速PON技術(shù)是當前標準選擇關(guān)鍵

　　在光接入領(lǐng)域，運營(yíng)商的主要訴求是在帶寬升級的同時(shí)，還能重用既有的光纖網(wǎng)絡(luò )(ODN)，由于ODN(光分配網(wǎng)絡(luò ))鏈路涉及基礎設施施工，難度大、成本高，占據整個(gè)PON網(wǎng)絡(luò )部署的大部分成本。因此，運營(yíng)商在下一代PON網(wǎng)絡(luò )升級時(shí)，對于不改動(dòng)ODN鏈路都有強烈的訴求。當前ODN鏈路一般需要支持最少20公里光纖、1:32分光器，因此，單波高速PON的主要挑戰將集中在色散、功率預算以及速率選擇方面。

　　色散難題：在單波10G及以下速率中，色散不是PON網(wǎng)絡(luò )面臨的主要問(wèn)題。而單波速率達到或超過(guò)25G時(shí)，NRZ調制格式的色散容限無(wú)法滿(mǎn)足傳纖20公里要求。有兩種方法可以解決此問(wèn)題，一是采用零色散的O波段，但此波段已被EPON和GPON占用，在PON網(wǎng)絡(luò )多代共存場(chǎng)景下，難以采用。二是采用電色散補償或高色散容限的調制格式。

　　功率預算緊張：PON網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)系統架構。由于ODN鏈路中分光器會(huì )引入較大的額外插損，功率預算是PON網(wǎng)絡(luò )面臨的較大挑戰。一般通過(guò)增大發(fā)送光功率和提高接收靈敏度的方法實(shí)現。如果信號速率由10G提升到25G, 接收機的接收靈敏度會(huì )有4dB的下降，如果沒(méi)有補償措施，會(huì )帶來(lái)系統鏈路功率預算下降。

　　速率選擇：對于單波40G來(lái)說(shuō)，雖然單波數據率提高，帶來(lái)的代價(jià)是需要更加復雜的高階調制或者更加復雜的DSP算法，且會(huì )面臨更加緊張的功率預算。而與之相映的是，當前業(yè)界25G的光電器件都已經(jīng)趨于成熟，且無(wú)需復雜的DSP算法實(shí)現高功率預算需求。

　　華為100G PON樣機助力行業(yè)標準研究

　　華為光接入創(chuàng )新實(shí)驗室在40G TWDM-PON基礎上提出了創(chuàng )新的調制解調及色散補償技術(shù)，有效克服單波25Gbps傳輸中面臨的色散代價(jià)、非線(xiàn)性效應等技術(shù)挑戰，將單波速率從10G提升到25G。

　　華為100G PON樣機采用模塊化樣機方案，開(kāi)發(fā)出了業(yè)界首個(gè)25G OLT和ONU光模塊。同時(shí)針對PON系統低成本、點(diǎn)對多點(diǎn)特性需求，整個(gè)樣機系統無(wú)復雜DSP，同時(shí)采用多種措施實(shí)現ONU低成本。整個(gè)樣機系統上下行功率預算大于33dB，兼容現有的ODN網(wǎng)絡(luò )。

　　樣機下行工作在C-band，單波速率25.78125Gb/s。樣機上行工作在O-band，單波速率10.3125Gb/s。樣機可通過(guò)Pay-As-You-Grow方式，疊加OLT光模塊實(shí)現多波長(cháng)疊加，實(shí)現下行100G, 上行40G傳輸。100G PON樣機在開(kāi)啟FEC的條件下通過(guò)丟包驗證，在0~30公里距離、1:64分支比，完成長(cháng)時(shí)間無(wú)丟包測試。

　　華為從100G EPON標準立項之初就積極參與其中，已提交二十余篇文稿，是標準文稿的主要貢獻者之一，并承接了802.3ca執行秘書(shū)(execute secretary)職位。本次華為100G PON樣機驗證了全業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的各項表現，同時(shí)在ODN重用、PON系統共存等方面表現良好，對100G PON標準化有重要參考作用。

　　華為在光接入持續創(chuàng )新，不斷領(lǐng)先，在100G PON的技術(shù)突破，將為運營(yíng)商構建未來(lái)超帶寬光纖接入平臺，為以后的超大數據時(shí)代奠定堅實(shí)基礎。