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(jì)劃建設(shè)千兆城市標(biāo)桿市，5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)100%的光纖覆蓋，建設(shè)200萬的百兆用戶和90萬的千兆用戶，并發(fā)展150萬的4K電視用戶。千兆全光網(wǎng)絡(luò)無疑要用到下一代PON技術(shù)。而PON技術(shù)種類眾多，包括10G EPON、10G GPON，還有對(duì)稱型和非對(duì)稱型，以及40G PON、100G PON、WDM PON等，他們各自有什么特點(diǎn)，下面將對(duì)此做詳細(xì)介紹。

　　EPON如何升級(jí)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(tǒng)業(yè)務(wù)上比GPON弱，因此EPON主要是在日本、韓國(guó)和中國(guó)等光纖部署較早的市場(chǎng)有規(guī)模應(yīng)用。

　　EPON和GPON主要是提供百兆業(yè)務(wù)，要升級(jí)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(xiàn)網(wǎng)的EPON終端。

　　10G EPON目前有兩種標(biāo)準(zhǔn)，一種是非對(duì)稱型即下行10G、上行1G，還有一種是對(duì)稱型上、下行均是10G。非對(duì)稱型有較高的性價(jià)比，但下行與上行的速率比偏大。而對(duì)稱型10G EPON雖然解決了上行速率低的問題，但成本較高，而且對(duì)稱型10G EPON與EPON共存時(shí)，下行速率會(huì)被過多的低速EPON終端拉低。因?yàn)樯闲胁捎脮r(shí)分復(fù)用，如果大量數(shù)據(jù)窗口被低速EPON占據(jù)，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(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商不同網(wǎng)絡(luò)的用戶帶寬和體驗(yàn)不同，給運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)規(guī)劃的統(tǒng)一帶來障礙。為此華為開發(fā)了上行2.5G速率的10G EPON解決方案，這樣非對(duì)稱的10G EPON與10G GPON速率完全相同，方便運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)規(guī)劃，可以屏蔽設(shè)備間差異，便于業(yè)務(wù)的統(tǒng)一發(fā)放和管理。

　　具體在實(shí)現(xiàn)上，華為局端對(duì)稱型10G EPON業(yè)務(wù)板可以支持多種遠(yuǎn)端配置，即可以是對(duì)稱型也可以是非對(duì)稱型終端，同時(shí)支持上行2.5G的速率規(guī)格。而遠(yuǎn)端的非對(duì)稱型10G EPON ONT硬件既支持傳統(tǒng)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無疑解決了非對(duì)稱10G EPON上行速率低的問題，而通過軟件License可以讓運(yùn)營(yíng)商降低初期設(shè)備投資，根據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)需要購(gòu)買License，無需更換硬件就可以實(shí)現(xiàn)上行提速，這種按需付費(fèi)的商業(yè)模式更加符合運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)逐步增長(zhǎng)的需要。也可以鼓勵(lì)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(jí)到10G GPON

　　GPON與10G GPON波長(zhǎng)不重疊，他們?cè)谕粋€(gè)ODN網(wǎng)絡(luò)上共存時(shí)需要通過WDM1r合波器，雖然額外多了個(gè)無源光器件，但10G PON波長(zhǎng)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(duì)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(jī)柜內(nèi)或者配線架上，通過光連接器分別連接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(duì)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(jù)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(nèi)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(duì)稱型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(dá)國(guó)家的運(yùn)營(yíng)商曾想跳過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(zhǎng)，這在提供專線時(shí)非常有幫助。傳統(tǒng)PON技術(shù)下行采用廣播方式，雖然理論上通過加密技術(shù)不存在數(shù)據(jù)安全問題，但國(guó)外一些政府和銀行客戶還是有顧忌。而40G PON可以通過獨(dú)立的波長(zhǎng)，在物理層上進(jìn)行了分隔，解決了安全問題。另外無線基站的遠(yuǎn)端模塊處理也需要有獨(dú)立的波長(zhǎng)來傳輸。

　　但為了保持終端統(tǒng)一，40G PON的終端需要自適應(yīng)不同波長(zhǎng)，這種技術(shù)目前仍有較大挑戰(zhàn)，光模塊成品率還未達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)上有一定的難度，特別是終端的成本很難降下來。因此不少運(yùn)營(yíng)商決定先上對(duì)稱型10G PON，局端對(duì)稱型10G PON可以兼容遠(yuǎn)端的非對(duì)稱和對(duì)稱型10G PON終端，因此終端可以根據(jù)住宅應(yīng)用或者企業(yè)專線的不同按需配置，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(jī)，目前100G PON采用單波25G、4個(gè)波長(zhǎng)疊加的方式實(shí)現(xiàn)，復(fù)用目前的GPON波長(zhǎng)，意味著100G PON開始部署時(shí)，GPON技術(shù)需要退出歷史舞臺(tái)，將波長(zhǎng)資源施放出來，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(guó)OFC展會(huì)上發(fā)布了首款32波10G的樣機(jī)。WDM PON適合企業(yè)專線或者無線遠(yuǎn)端基站前傳的應(yīng)用。由于WDM PON需要配置AWG濾波器，與傳統(tǒng)的ODN并不完全兼容，因此目前的應(yīng)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，提供開放的軟件平臺(tái)，支持第三方的軟件集成和下載，集成藍(lán)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(jié)能環(huán)保上逐步完善，比如終端可以通過自動(dòng)檢測(cè)用戶側(cè)的以太網(wǎng)接口，發(fā)現(xiàn)用戶是否在使用，未使用可以自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式。另外在Wi-Fi上未來也能自動(dòng)檢測(cè)是否有設(shè)備使用，當(dāng)檢測(cè)到設(shè)備有要求時(shí)再啟動(dòng)Wi-Fi，雖然會(huì)犧牲部分響應(yīng)速度，但可以節(jié)能環(huán)保。

　　結(jié)束語

　　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(guī)模部署的10G PON產(chǎn)品在幾年前就已經(jīng)推出，而現(xiàn)在100G PON的樣機(jī)也已展示。但不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也給運(yùn)營(yíng)商帶來網(wǎng)絡(luò)選擇的困惑和運(yùn)維管理的復(fù)雜，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)是未來的發(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(jié)能的終端等，應(yīng)該鼓勵(lì)更多的只通過軟件修改的技術(shù)創(chuàng)新，減少運(yùn)營(yíng)商升級(jí)設(shè)備的次數(shù)，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(guī)模部署已經(jīng)拉開序幕，千兆城市、千兆社區(qū)等標(biāo)桿試點(diǎn)正在展開。千兆超寬帶網(wǎng)絡(luò)為4K/8K視頻、VR虛擬現(xiàn)實(shí)等新業(yè)務(wù)的發(fā)展及優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)提供了有力保證， Gigaband千兆全光網(wǎng)絡(luò)時(shí)代正在來臨。

        （內(nèi)容來源：C114  作者：華為接入網(wǎng)營(yíng)銷工程部）