10G EPON 将在 FTTB/C/N 率先应用

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导语：虽然在1G 技术标准上， GPON 较EPON 更具业务接入和承载优势，但是在下一代标准上， 10 G EPON却早于 NGPON 成熟，这将为EPON 发展和争夺市场打下基础。
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，新业务(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，随着10 Gbit / s 技术的成熟，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。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，
而没有融合为统一标准。
10 G EPON 标准9 月出台
从2005 年开始，IEEE 就开始了下一代10 G 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IE EE802 .3 av 的标准草案。今年9 月，IE EE802.3 av 的标准将正式发布。作为下一代的EPON 技术，10GEPON 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， IE EE 802.3 av 规定了10Gb/s 下行、1Gb / s 上行的非对称模式(10/1GBASE -PRX )和10Gb/s 上下行对称模式(10 GBASE - PR ) 两种速率模式。
对称10G EPON 系统的上行方向数据速率是10Gb/s 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。
10Gbit/s 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(PowerBudget ) ，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/66 B编码，效率为97% ，与1G EPON 的8B/10 B(效率为80% )相比有了明显提升。10GEPON 的FEC 功能采用 RS ( 2 55 ，223)编码，可增加光功率预算5 ～ 6dB ，与1GEPON 的 RS ( 2 55 ，239)编码相比能力更强。
由于10 G 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10 G EPON 技术，所以10 G EPON主要面向 FTTB/C/N 场景。 FTTB /C/N场景下每个M DU 要接入多个用户，因此对M DU 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10 G EPON 系统实现要重点考虑的方面。此外，10 G 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1 G EPON的兼容和网络的平滑演进， IE EE 802.3 av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1GEPON 系统在同一ODN 上的共存。
在波长规划方面，为了实现与1GEPON 的兼容，10G EPON 没有使用1 G EPON 系统所使用的1490 nm 的下行波长，同时考虑避开模拟视频波长(1550 nm ) 和OTDR 测试波长(1600-1650 nm ) ， IE EE 802 .3av 标准选择1577 nm 作为10Gb/s 下行信号的波长(波长范围1574- 1580 nm ) 。因此，在下行方向，10 Gb/s 信号与1Gb/s 信号为WDM 方式。而上行方向，1 Gb / s 信号的波长是1310 n m ( 1260- 1360 nm ) ，IE EE 802 .3 av 标准规定10Gb/s 信号的上行波长是1270 nm (1260-1280 nm ) ，二者有重叠，因此不能采用W DM 方式，只能采用双速率TDM A 方式。
在控制协议和管理机制上，10GEPON 完全继承了现有的EPON 标准，仅仅是对E P O N 的M P C P 协议(IE EE802.3)进行扩展，增加了10 Gb / s 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，极大的降低了芯片和设备成本。
10G EPON 产业链发展迅速
在高带宽业务的驱动下，国内外电信运营商，如日本的NTT 、KDDI，韩国的KT 等，都对10 G EPON 的发展保持了足够的关注和兴趣。EPON 芯片厂商也不遗余力的开发和创新10 GPON 技术。
2008 年4 月1 日， PMC - Sie rra 公司宣布推出上下行非对称的10G EPON 光纤线路终端器(OLT ) 和光纤网络单元(ONU ) 的完整参考设计方案。系统带宽下行和上行分别达到10 Gbit / s和1 Gbit / s 。PM C 公司继在2008 年推出下行1 0 G ， 上行1 G 的1 0 GEPON 演示系统后，在2009 年已推出上下行对称的10 G EPON 演示系统，其可商用的非对称10 G EPON版本将在2009 年底推出，对称的商用版本将在2010 年初推出。
另一EPON 芯片厂商 Teknovus公司，也在2009 年3 月的OFC 期间演示其10 G EPON 解决方案。 Cortin a 和Opula n 公司也将于2009 年推出其基于FPGA 的10 G EPON 系统。 Vitesse 等
厂商近期也相继发布了10 G EPON 的Serdes 解决方案。
目前10G EPON 的光模块技术基本成熟，已经有一些厂商提供相关光模块，但主要问题是体积和功耗较大，成本较高。一般来讲，由于10GEPON 主要应用于 FTTB/C/N 场景，光模块和M AC 芯片的成本可以为多个用户分担，所以对光模块和M AC 芯片的成本相对不敏感。一般认为，10 G EPON 光模块的成本降低到EPON 光模块的3- 4 倍即可接收。
EPON 设备生产厂商方面，国内外的设备厂商，如中兴、华为、住友、三菱等均在积极开发10 G EPON 设备，部分厂商已经推出了样机。预计NTT 等运营商会于2009 年底、2010 年初开始
进行10 G EPON 的试商用。
NGPON 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 NGPON ) 的研究。目前基本形成了 NGPON 的白皮书W hite Paper 草案。在该白皮书中，定义了两种 N GPON 的可能标准：下行10 Gbit/s 上行N × 2.5 Gbit/s 的非对称 NGPON1 和上下行对称10 Gbit/s的 NGPON2 。
非对称 NGPON1 系统主要是为了避免10 Gbit / s 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10 Gbit / s 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N G PO N 1 在上行方向引入N 个
2. 5 Gbit / s 的波长通道实现上行传输能力的提升。
NGPON 2 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10 Gbit/s的速率。目前对于 NGPON 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OM CI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W DM 技术增加波长来实现(如 NGPON1 的方案)。
总体上，FSAN 的 NGPON 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NGPON 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。W DM PON 也获得广泛的关注，在韩国也获得了少量的应用。但从实用性角度来看，还不具备广泛部署的技术成熟度，还需要在光器件、芯片、网络架构、业务指配等关键技术方面取得突破性进展才有可能启动标准化。
整体上说，10 G 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。