下一代PON技術(shù)打造Gigaband千兆全光網(wǎng)絡(luò )

        Iccsz訊 光纖接入正在從百兆向千兆邁進(jìn)，最近深圳電信率先計劃建設千兆城市標桿市，5年內實(shí)現100%的光纖覆蓋，建設200萬(wàn)的百兆用戶(hù)和90萬(wàn)的千兆用戶(hù)，并發(fā)展150萬(wàn)的4K電視用戶(hù)。千兆全光網(wǎng)絡(luò )無(wú)疑要用到下一代PON技術(shù)。而PON技術(shù)種類(lèi)眾多，包括10G EPON、10G GPON，還有對稱(chēng)型和非對稱(chēng)型，以及40G PON、100G PON、WDM PON等，他們各自有什么特點(diǎn)，下面將對此做詳細介紹。

　　EPON如何升級到10G EPON

　　EPON技術(shù)比GPON先推出，但其下行帶寬比GPON低，而且在支持傳統業(yè)務(wù)上比GPON弱，因此EPON主要是在日本、韓國和中國等光纖部署較早的市場(chǎng)有規模應用。

　　EPON和GPON主要是提供百兆業(yè)務(wù)，要升級到千兆網(wǎng)絡(luò )，需要部署10G EPON或者10G GPON，10G EPON的上行頻譜較寬，覆蓋了EPON的頻譜，因此10G EPON局端可以兼容現網(wǎng)的EPON終端。

　　10G EPON目前有兩種標準，一種是非對稱(chēng)型即下行10G、上行1G，還有一種是對稱(chēng)型上、下行均是10G。非對稱(chēng)型有較高的性?xún)r(jià)比，但下行與上行的速率比偏大。而對稱(chēng)型10G EPON雖然解決了上行速率低的問(wèn)題，但成本較高，而且對稱(chēng)型10G EPON與EPON共存時(shí)，下行速率會(huì )被過(guò)多的低速EPON終端拉低。因為上行采用時(shí)分復用，如果大量數據窗口被低速EPON占據，留給10G EPON終端的窗口就會(huì )有限，實(shí)際速率會(huì )大幅下降。

　　那么是否有更優(yōu)的10G EPON方案，既能提高上行速率，又不會(huì )帶來(lái)太多的成本上升?

　　上行2.5G速率10G EPON技術(shù)

　　10G EPON與10G GPON在上行速率上的差異導致運營(yíng)商不同網(wǎng)絡(luò )的用戶(hù)帶寬和體驗不同，給運營(yíng)商業(yè)務(wù)規劃的統一帶來(lái)障礙。為此華為開(kāi)發(fā)了上行2.5G速率的10G EPON解決方案，這樣非對稱(chēng)的10G EPON與10G GPON速率完全相同，方便運營(yíng)商業(yè)務(wù)規劃，可以屏蔽設備間差異，便于業(yè)務(wù)的統一發(fā)放和管理。

　　具體在實(shí)現上，華為局端對稱(chēng)型10G EPON業(yè)務(wù)板可以支持多種遠端配置，即可以是對稱(chēng)型也可以是非對稱(chēng)型終端，同時(shí)支持上行2.5G的速率規格。而遠端的非對稱(chēng)型10G EPON ONT硬件既支持傳統的1G速率上行，也支持2.5G速率上行，只需要使能軟件License就可以與局端配合獲得上行2.5G速率。

　　上行2.5G的10G EPON無(wú)疑解決了非對稱(chēng)10G EPON上行速率低的問(wèn)題，而通過(guò)軟件License可以讓運營(yíng)商降低初期設備投資，根據業(yè)務(wù)增長(cháng)需要購買(mǎi)License，無(wú)需更換硬件就可以實(shí)現上行提速，這種按需付費的商業(yè)模式更加符合運營(yíng)商業(yè)務(wù)逐步增長(cháng)的需要。也可以鼓勵新技術(shù)創(chuàng )新，催生更多的新功能和新業(yè)務(wù)。

　　GPON如何升級到10G GPON

　　GPON與10G GPON波長(cháng)不重疊，他們在同一個(gè)ODN網(wǎng)絡(luò )上共存時(shí)需要通過(guò)WDM1r合波器，雖然額外多了個(gè)無(wú)源光器件，但10G PON波長(cháng)不重疊的好處就是不會(huì )象10G EPON那樣，上行速率受低速EPON終端影響，10G GPON可以獲得全部速率。

　　針對GPON向10G GPON演進(jìn)，華為PON Combo解決方案提供三種不同的方式，一種是外置合波器方案，可以配置在機柜內或者配線(xiàn)架上，通過(guò)光連接器分別連接GPON接口、10G PON接口和ODN接口。第二種是通過(guò)PON Combo板，單板提供GPON和10G PON接口，在2合1連接器上集成了合波器，對外只有一個(gè)光接口，這樣在演進(jìn)時(shí)只需要將原有的光接口插入PON Combo板的連接器上就行，該方案的好處是可以根據距離的不同更換光模塊，具有一定的靈活性。第三種就是PON Combo光模塊，即光模塊內部集成了GPON、10G PON和WDM1r合波器，這種方案的好處是演進(jìn)方便，缺點(diǎn)是成本高且缺少光模塊更換的靈活性。

　　40G PON與對稱(chēng)型10G PON

　　作為10G PON的下一代技術(shù)，40G PON曾經(jīng)一度非常熱，一些發(fā)達國家的運營(yíng)商曾想跳過(guò)10G PON直接進(jìn)入40G PON，其中一個(gè)好處是采用波分技術(shù)，擁有4個(gè)不同的波長(cháng)，這在提供專(zhuān)線(xiàn)時(shí)非常有幫助。傳統PON技術(shù)下行采用廣播方式，雖然理論上通過(guò)加密技術(shù)不存在數據安全問(wèn)題，但國外一些政府和銀行客戶(hù)還是有顧忌。而40G PON可以通過(guò)獨立的波長(cháng)，在物理層上進(jìn)行了分隔，解決了安全問(wèn)題。另外無(wú)線(xiàn)基站的遠端模塊處理也需要有獨立的波長(cháng)來(lái)傳輸。

　　但為了保持終端統一，40G PON的終端需要自適應不同波長(cháng)，這種技術(shù)目前仍有較大挑戰，光模塊成品率還未達標，實(shí)現上有一定的難度，特別是終端的成本很難降下來(lái)。因此不少運營(yíng)商決定先上對稱(chēng)型10G PON，局端對稱(chēng)型10G PON可以兼容遠端的非對稱(chēng)和對稱(chēng)型10G PON終端，因此終端可以根據住宅應用或者企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)的不同按需配置，降低成本。

　　100G PON與WDM PON

　　華為在2016年2月的FTTH Council上發(fā)布了業(yè)界首個(gè)100G PON樣機，目前100G PON采用單波25G、4個(gè)波長(cháng)疊加的方式實(shí)現，復用目前的GPON波長(cháng)，意味著(zhù)100G PON開(kāi)始部署時(shí)，GPON技術(shù)需要退出歷史舞臺，將波長(cháng)資源施放出來(lái)，供新技術(shù)提供更高的速率。

　　另一個(gè)技術(shù)就是WDM PON，華為一直在投入創(chuàng )新，從最初的16波1G到32波2.5G，到2016年3月美國OFC展會(huì )上發(fā)布了首款32波10G的樣機。WDM PON適合企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)遠端基站前傳的應用。由于WDM PON需要配置AWG濾波器，與傳統的ODN并不完全兼容，因此目前的應用還非常有限。

　　下一代PON終端

　　各種PON技術(shù)發(fā)展同樣需要終端的配合，目前各種PON和10G PON的終端已經(jīng)成熟。一方面，終端在速率上不斷提升，包括支持千兆接口、支持雙頻Wi-Fi、支持路由等，另一方面，終端也逐漸成為智慧家庭的控制中心和連接中心，終端也在往智能型方向發(fā)展，提供開(kāi)放的軟件平臺，支持第三方的軟件集成和下載，集成藍牙、Zigbee/Z-wave等接口，可以支持智慧家庭業(yè)務(wù)。

　　此外，終端還在節能環(huán)保上逐步完善，比如終端可以通過(guò)自動(dòng)檢測用戶(hù)側的以太網(wǎng)接口，發(fā)現用戶(hù)是否在使用，未使用可以自動(dòng)進(jìn)入節能模式。另外在Wi-Fi上未來(lái)也能自動(dòng)檢測是否有設備使用，當檢測到設備有要求時(shí)再啟動(dòng)Wi-Fi，雖然會(huì )犧牲部分響應速度，但可以節能環(huán)保。

　　結束語(yǔ)

　　光纖技術(shù)的發(fā)展非常迅速，是少有的技術(shù)發(fā)展走在業(yè)務(wù)需求前面的產(chǎn)業(yè)，正在規模部署的10G PON產(chǎn)品在幾年前就已經(jīng)推出，而現在100G PON的樣機也已展示。但不同的技術(shù)標準也給運營(yíng)商帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )選擇的困惑和運維管理的復雜，統一標準是未來(lái)的發(fā)展方向。好的商業(yè)模式可以促進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新，比如上行2.5G的10G EPON、自動(dòng)節能的終端等，應該鼓勵更多的只通過(guò)軟件修改的技術(shù)創(chuàng )新，減少運營(yíng)商升級設備的次數，讓產(chǎn)業(yè)鏈獲得更多收益。

　　以10G PON為代表的下一代PON技術(shù)的規模部署已經(jīng)拉開(kāi)序幕，千兆城市、千兆社區等標桿試點(diǎn)正在展開(kāi)。千兆超寬帶網(wǎng)絡(luò )為4K/8K視頻、VR虛擬現實(shí)等新業(yè)務(wù)的發(fā)展及優(yōu)質(zhì)的體驗提供了有力保證， Gigaband千兆全光網(wǎng)絡(luò )時(shí)代正在來(lái)臨。

        （內容來(lái)源：C114  作者：華為接入網(wǎng)營(yíng)銷(xiāo)工程部）