部署10G PON技術(shù)已成業(yè)界共識 PON融合任重道遠

ICCSZ訊 在“寬帶中國”、“提速降費”等政策的積極推動(dòng)下，寬帶網(wǎng)絡(luò )作為經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展基礎平臺的作用日益突出;互聯(lián)網(wǎng)視頻應用快速普及，4K/8K高清、家庭云、視頻通話(huà)等高帶寬業(yè)務(wù)也在不斷發(fā)展。為應對激烈的市場(chǎng)競爭，運營(yíng)商已普遍提供百兆(如100M、200M、500M)業(yè)務(wù)，并在部分發(fā)達地區開(kāi)通千兆業(yè)務(wù)作為方向引領(lǐng)。

　　目前1G-EPON及GPON已在中國大規模部署。政策推動(dòng)、競爭驅動(dòng)、需求拉動(dòng)，促使寬帶接入網(wǎng)開(kāi)始邁向百兆、千兆，為滿(mǎn)足用戶(hù)需求，接入技術(shù)需要向基于10G速率PON技術(shù)的新一代平臺升級，10G速率PON技術(shù)主要包括10G-EPON、XG-PON、XGS-PON。

　　10G-EPON技術(shù)逐漸成熟

　　10G-EPON標準為IEEE802.3av(后并入IEEE802.3)，包括10G/10G對稱(chēng)和10G/1G非對稱(chēng)兩個(gè)模式。目前10G-EPON技術(shù)和設備已經(jīng)非常成熟，中國電信早在2011年就成功實(shí)現10G-EPON的芯片級和系統級互通。10G-EPON設備已在FTTB場(chǎng)景規模部署，并開(kāi)始了FTTH場(chǎng)景的部署。由于對稱(chēng)和非對稱(chēng)PON口成本差距不大，為減少板卡種類(lèi)，OLT側原則上僅部署對稱(chēng)10G-EPON口。由于OLT的10G-EPON口可兼容三種類(lèi)型的ONU，包括10G/10G對稱(chēng)、10G/1G非對稱(chēng)的10G-EPON ONU以及1G/1G EPON ONU，因此，ONU可根據用戶(hù)需求靈活部署。

　　近期，中國電信重點(diǎn)推動(dòng)了10G/1G EPON上行波長(cháng)范圍收窄。按照IEEE802.3標準規定，10G/1G EPON的上行波長(cháng)范圍為1260nm～1360nm。此規定的初衷是為了與1G-EPON的上行波長(cháng)范圍保持一致，但帶來(lái)的最大問(wèn)題是占用了O波段100nm的寶貴資源。中國電信提出將此波長(cháng)范圍收窄至1260nm～1280nm(如圖1所示)，即與10G/10G EPON的上行波長(cháng)范圍保持一致。在10G/1G EPON的FTTH ONU尚未規模部署的情況下進(jìn)行上行波長(cháng)收窄，可將O波段更多的波長(cháng)資源用于未來(lái)的PON技術(shù)，對于保持PON網(wǎng)絡(luò )的可持續發(fā)展具有重要意義。

　　圖1 10G/1G EPON上行波長(cháng)范圍收窄示意圖

　　XG-PON技術(shù)進(jìn)展及共存方案

　　XG-PON標準為ITU-T G.987系列，為下行10Gbit/s、上行2.5Gbit/s的非對稱(chēng)模式。目前XG-PON技術(shù)和設備已經(jīng)成熟，特別是中國電信經(jīng)過(guò)近兩年的測試于2016年成功實(shí)現XG-PON的實(shí)驗室互通，并在現場(chǎng)試驗中得到驗證。近期，XG-PON將在FTTH場(chǎng)景部署。

　　XG-PON的部署需重點(diǎn)解決GPON與XG-PON共存問(wèn)題。由于GPON與XG-PON的下行、上行波長(cháng)范圍均不同，二者以波分方式共存。共存方案主要有兩種：第一種是采用WDM1r(如圖2所示)，這是ITU-T標準中描述的方式;第二種是采用GPON/XG-PON雙模PON口(光模塊)共存，這是由中國電信提出的創(chuàng )新性方案(如圖3所示)。中國電信創(chuàng )新性方案的提出主要是為了解決引入WDMr1帶來(lái)約1.5dB的插入損耗，導致鏈路預算緊張或不足的問(wèn)題，同時(shí)工程實(shí)施也更為簡(jiǎn)便?？傮w上看，這兩種方案在是否對ODN引入插損、升級時(shí)工程施工難度、設備開(kāi)發(fā)難度、是否能夠利用原有資源等方面各有特點(diǎn)(兩種共存方案對比見(jiàn)表1所示)，都會(huì )有應用場(chǎng)景。目前，兩種共存方式，特別是基于GPON/XG-PON雙模PON口的設備得到了實(shí)驗室和現場(chǎng)試驗的驗證。

　　圖2 GPON與XG-PON采用WDM1r共存

　　圖3 GPON與XG-PON通過(guò)雙模PON口(光模塊)共存

　　表1 GPON與XG-PON共存方式的對比

　　雙模PON口通常實(shí)現兩種鏈路預算等級，一種是GPON Class B+與XG-PON Class N1集成，另一種是GPON Class C+與XG-PON Class N2a集成。由于GPON、XG-PON的標準規定的鏈路預算值略有差異(GPON Class B+是28dB，XG-PON Class N1是29dB;GPON Class C+是32dB，XG-PON Class N2a是31dB)，二者集成時(shí)需要形成統一的鏈路預算值?？紤]到雙模PON口需兼容現網(wǎng)已部署的GPON ONU，因此應按照GPON鏈路預算值進(jìn)行統一(示意圖如圖4所示)。中國電信提出了用于雙模PON口Class D1(28dB)、Class D2(32dB)兩個(gè)鏈路預算等級，并在ITU-T標準的基礎上略作調整，形成了光接口參數的具體指標。另外，需要說(shuō)明的是，雙模PON口的指標只涉及OLT側，ONU光接口指標沒(méi)有變化。

　　圖4 雙模PON口鏈路預算等級示意圖

　　XGS-PON技術(shù)進(jìn)展及部署策略

　　XGS-PON是ITU-T近期規范的10Gbit/s對稱(chēng)速率的PON技術(shù)，其標準G.9807.1于2016年6月發(fā)布。XGS-PON的部署模式主要有兩種。第一種(如圖5所示)是OLT側直接部署XGS-PON，這種模式可以細分為GPON與XGS-PON以WDM1r方式共存、以及采用GPON/XG-PON/XGS-PON三模PON口支持共存兩種情況。由于OLT XGS-PON口能夠兼容XG-PON和XGS-PON ONU(當采用Basic wavelength set時(shí)，OLT支持10G、2.5G雙速率接收)，這種模式下OLT側不需再部署XG-PON口。第二種(如圖6所示)是OLT側以XG-PON為主，滿(mǎn)足住宅用戶(hù)等主要需求;XGS-PON面向有高上行帶寬需求的特殊場(chǎng)景(如企業(yè)用戶(hù)等)，按需部署，不考慮與GPON共存。

　　考慮到網(wǎng)絡(luò )情況不同、部署時(shí)間不同等因素，不同運營(yíng)商部署XGS-PON可能采取不同的策略。由于XGS-PON的ITU-T標準發(fā)布時(shí)間不長(cháng)，設備成熟度、互通性尚未充分驗證;同時(shí)，近期OLT側XGS-PON口與XG-PON口的成本差距仍不可忽略，而且從需求角度來(lái)看，主要是住宅用戶(hù)的非對稱(chēng)帶寬需求，因此，近期XGS-PON的部署以模式二為宜。

　　(a)GPON與XGS-PON以WDM1r方式共存

　　(b)采用GPON/XG-PON/XGS-PON三模PON口支持共存

　　圖5 XGS-PON的部署模式一

　　(a)GPON與XG-PON以WDM1r方式共存

　　(b)GPON與XG-PON以GPON/XG-PON雙模PON口方式共存

　　圖6 XGS-PON的部署模式二

　　PON融合成為未來(lái)重要方向

　　對于PON技術(shù)未來(lái)的演進(jìn)，ITU-T已制定NG-PON2(G.989系列)標準，IEEE 802.3ca任務(wù)組正在制定100G-EPON(含25G、50G、100G三種速率)，但“PON融合”是更值得關(guān)注的方向。長(cháng)期以來(lái)，ITU-T與IEEE分別制定PON標準，兩大體系各自演進(jìn)，但滿(mǎn)足的需求基本相同，這在設備開(kāi)發(fā)上造成了很大的浪費，也增加了網(wǎng)絡(luò )部署的復雜度。PON融合將為運營(yíng)商、設備廠(chǎng)商、芯片及器件廠(chǎng)商等產(chǎn)業(yè)鏈中的各個(gè)環(huán)節帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的好處，自從2016年11月在Broadband Forum開(kāi)始討論以來(lái)，作為原則和方向，在產(chǎn)業(yè)界得到越來(lái)越多的共識。但是，真正實(shí)現PON融合，卻是一個(gè)長(cháng)期而復雜的過(guò)程。目前這方面的基本共識是，各標準組織的研究范圍、運行機制等很難改變，PON融合主要應通過(guò)標準組織成員自下而上的努力來(lái)實(shí)現。

　　為推動(dòng)PON融合，下一步需要在非技術(shù)、技術(shù)兩方面開(kāi)展工作。非技術(shù)因素更為重要，因為導致目前存在兩大PON標準體系的不完全是技術(shù)因素。需要探索在不同標準組織之間形成有效協(xié)同的具體機制，采取多種形式逐步凝聚共識，消除對PON融合相關(guān)的擔憂(yōu)，推動(dòng)相關(guān)標準組織在新制定標準時(shí)都要有利于PON融合。在技術(shù)方面，需要ITU-T與IEEE之間逐步匯聚下一代PON的部署時(shí)點(diǎn)、速率、鏈路預算、與原有系統共存等方面的共同需求;同時(shí)，重點(diǎn)分析評估單波長(cháng)與多波長(cháng)、每波長(cháng)速率、固定或可調波長(cháng)等關(guān)鍵問(wèn)題，選擇融合PON最合適的技術(shù)方向。

　　由于中國已成為全球最大的PON市場(chǎng)，中國的運營(yíng)商、廠(chǎng)商應當在推動(dòng)PON融合的過(guò)程中發(fā)揮更大的作用。在2017年7月中旬舉行的IEEE 802.3ca會(huì )議中，基于中國運營(yíng)商、廠(chǎng)商的聯(lián)合提案及大力推動(dòng)，在25G、50G及100G EPON考慮PON融合已得到廣泛支持，標準的時(shí)間進(jìn)度已面向PON融合的目標進(jìn)行了調整，50G及100G EPON的實(shí)現方式開(kāi)始重新論證，PON融合又向前邁出了堅實(shí)的一步。

                                                                                                                                                                                                                          作者：王波