下一代PON技術的進展與應用

沈成彬 ，王成巍 ，蔣 銘 ，王 波

（1.中國電信股份有限公司上海研究院 上海 200122；2.中國電信集團公司 北京 100032）

下一代PON技術的進展與應用

沈成彬1，王成巍1，蔣 銘1，王 波2

（1.中國電信股份有限公司上海研究院 上海 200122；2.中國電信集團公司 北京 100032）

本文研究了下一代無源光網(wǎng)絡技術（包括10G-EPON和NG-PON1）的特征及其標準化情況，介紹了下一代PON的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況，結(jié)合“三網(wǎng)融合”的需求和運營商“光進銅退”的戰(zhàn)略，探討了下一代PON的應用方案和系統(tǒng)架構(gòu)。

光接入網(wǎng)；無源光網(wǎng)絡；10G-EPON；NG-PON；XG-PON1

1 前言

近年來，隨著視頻點播、網(wǎng)絡游戲和IPTV等高帶寬業(yè)務的出現(xiàn)，用戶對接入帶寬的需求進一步增加。以以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（EPON）和吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）為代表的光纖接入技術在技術標準、設備功能與性能、互通性、產(chǎn)業(yè)鏈、成本等方面都有了突破性進展。國內(nèi)外的主流電信運營商均已開始采用EPON或者GPON技術大力開展寬帶接入提速，即“光進銅退”。

國家政策層面不斷助推“三網(wǎng)融合”。2010年1月13日，國務院常務會議決定加快推進電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的三網(wǎng)融合。這將進一步加強電信、廣電運營商在寬帶接入領域的競爭，加速光纖寬帶網(wǎng)絡的升級改造和PON技術的發(fā)展。2010年3月17日，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會等7部委也聯(lián)合印發(fā)《關于推進光纖寬帶網(wǎng)絡建設的意見》的文件，以加快光纖寬帶網(wǎng)絡建設，提升信息基礎設施能力，引導寬帶應用的發(fā)展和創(chuàng)新。

在EPON和GPON已經(jīng)規(guī)模部署以及 “三網(wǎng)融合”的大背景下，如何保持PON技術的持續(xù)發(fā)展是個非常重要的問題。本文將通過對下一代PON技術及其進展的分析，探討下一代PON的應用方案和系統(tǒng)架構(gòu)如何滿足應用的需求。

2 下一代的PON技術及其標準化歷程

隨著用戶對高清IPTV、視頻監(jiān)控等高帶寬業(yè)務需求的不斷增長，產(chǎn)業(yè)界逐漸認識到，現(xiàn)有的EPON和GPON技術均難以滿足業(yè)務長期發(fā)展的需求，特別是在光纖到樓（FTTB）和光纖到節(jié)點（FTTN）場景。光接入網(wǎng)在帶寬、業(yè)務支撐能力以及接入節(jié)點設備功能和性能等方面都面臨新的升級需求，因此提出了下一代PON的概念。所謂的“下一代PON”，其主要技術特征包括以下幾個。

·10 Gbit/s及以上的傳輸速率。上下行對稱10 Gbit/s或者下行10 Gbit/s、上行至少1 Gbit/s的非對稱系統(tǒng)。WDM PON和40 Gbit/s速率的TDM PON在一些關鍵技術上尚未取得突破，因此應該算下下一代PON。

·更高的光功率預算和更大的分路比。下一代PON的最大光功率預算應大于28 dB，應至少支持1∶64的分光比。

·兼容現(xiàn)有的EPON/GPON系統(tǒng)。下一代PON系統(tǒng)應該能夠與現(xiàn)已大規(guī)模部署的EPON/GPON系統(tǒng)共存，繼承現(xiàn)有EPON/GPON的所有業(yè)務并確保用戶向下一代PON網(wǎng)絡遷移過程的平滑。

·更強的組網(wǎng)能力。下一代PON要面向運營商包括FTTH/O、FTTB、FTTC、FTTN 等多種場景的 組網(wǎng)需要，因此對其設備形態(tài)、業(yè)務管控、網(wǎng)絡管理與維護等方面提出了更高的要求。

針對上述需求，IEEE和FSAN分別啟動了下一代PON技術的研究和標準化工作。

IEEE于2005年年底啟動了下一代EPON——10G-EPON技術的研究和標準化工作，并于2006年3月成立了IEEE802.3av工作組。2007年年中，IEEE802.3av Draft 1.0形成，基本形成了10G-EPON標準的框架和主體內(nèi)容。2008年年中，IEEE802.3av Draft 2.0形成，基本上達到了比較完善的水平，并成為芯片和設備廠商開發(fā)相關芯片和系統(tǒng)的參考。2009年9月，正式發(fā)布10G-EPON國際標準IEEE802.3av，標志著10G-EPON的標準化完成。

FSAN也在2007年11月啟動了下一代GPON——NG-PON的研究和標準化。2009年 5月，F(xiàn)SAN發(fā)布了NG-PON白皮書，明確了NG-PON分為NG-PON1和NG-PON2兩個階段并給出了明確的技術路線。NG-PON1主要是與GPON共存，重利用GPON ODN的XG-PON，XG-PON又分為XG-PON1（上行2.5 Gbit/s/下行10 Gbit/s）和 XG-PON2（上行 10 Gbit/s/下行 10 Gbit/s）兩種。2009年10月，ITU-T的SG15/Q2工作組在SG15全會期間正式發(fā)布了XG-PON1標準的第一階段文本G.987.1和G.987.2，目前XG-PON1的G.987.3主要技術框架已經(jīng)具備。按照FSAN的計劃，XG-PON1于2010年6月完成標準化，包括總體架構(gòu)、物理層、TC層及OMCI等各部分。NG-PON2的標準化工作尚未開始。

需要指出的是，無論是在10G-EPON和XG-PON1的需求分析、架構(gòu)設計過程中，還是在10G-EPON和XG-PON1的標準文本的撰寫過程中，中國的設備廠商和運營商都發(fā)揮了重要的作用。例如，在XG-PON1的制定過程中，華為公司的專家擔任了ITU-T Q2組的主席和兩個子標準的Editor/Co-editor的職務；中興公司的專家擔任了10G-EPON的Assistant Editor的職務。中國電信等運營商也結(jié)合自身的需求，提出了一系列重要的建議和意見。在下一代PON的標準化進程中，來自中國的廠商和運營商的提案約有100項，成為該領域最活躍的一個群體，為下一代PON技術的發(fā)展做出了前所未有的貢獻。

3 10G-EPON技術特點和產(chǎn)業(yè)化進展

3.1 10G-EPON主要特點

10 G-EPON技術標準的主要特點在于充分利用10GE和EPON等成熟技術，實現(xiàn)更高的傳輸速率和更豐富的物理層規(guī)格，并與EPON技術兼容。

（1）更高的系統(tǒng)傳輸能力

IEEE802.3av規(guī)定了10 Gbit/s下行、1 Gbit/s上行的非對稱模式和10 Gbit/s上下行對稱模式，顯著地提高了系統(tǒng)的傳輸能力。10G-EPON采用64 B/66 B線路編碼，效率為97%，與1G-EPON的8 B/10 B（效率為 80%）線路相比有了明顯提升。10G-EPON通過電層的FEC技術來降低光收發(fā)模塊的技術難度和成本，其FEC采用RS（255，223）編碼，可增加光功率預算5～6 dB。

測試結(jié)果表明：10G-EPON下行吞吐量可以達到8.3 Gbit/s以上（FEC開銷約為13%），對稱系統(tǒng)的上行吞吐量也高于8 Gbit/s。

（2）更豐富的物理層規(guī)格

針對10 Gbit/s對稱的系統(tǒng)速率和10 Gbit/s/1 Gbit/s非對稱系統(tǒng)速率，IEEE802.3av分別定義了10GBASE-PR和10/1GBASE-PRX的物理層要求。每種物理層要求又根據(jù)光功率預算的不同，規(guī)定了包括PR10、PR20、PR30和PRX10、PRX20、PRX30共6種規(guī)格，以滿足不同的鏈路損耗要求。具體規(guī)格及鏈路光指標見表1。

其中，10GBASE-PR30和 10GBASE-PRX30的光鏈路預算達到了29 dB，可以實現(xiàn)20 km傳輸距離下的1∶64分光。

（3）對10GE和EPON協(xié)議的繼承性

10 G-EPON技術在開發(fā)時充分考慮了與現(xiàn)有的10GE和EPON技術的繼承性。

10 GE的技術已經(jīng)非常成熟，10G-EPON在下行方向和10 Gbit/s速率的上行方向充分利用了10GE接口的技術標準和現(xiàn)有基礎 （例如采用10GE的64 B/66 B的物理層編碼和以太網(wǎng)的幀格式），從而降低了實現(xiàn)難度和成本。

10 G-EPON標準化過程中極力避免對IEEE802.3做大的修改，而是通過在EPON標準IEEE802.3基礎上對MPCP協(xié)議進行必要的擴展而形成IEEE802.3av。10G-EPON的MAC控制層僅僅在EPON的MPCP協(xié)議中進行了少量的擴展（OLT在DiscoveryGATE幀中增加Discovery Information字節(jié)來請求ONU上報其是否支持10 Gbit/s速率，ONU在REGISTER_REQ幀中增加Discovery Information字節(jié)向OLT通告10 Gbit/s速率的支持能力），實現(xiàn)了10 Gbit/s能力的通告與協(xié)商機制，從而使得10G-EPON的協(xié)議實現(xiàn)變得非常容易。

表1 10G-EPON系統(tǒng)的光物理層指標

為了降低10 Gbit/s突發(fā)光模塊的實現(xiàn)難度，對稱速率的10G-EPON的上行方向沒有因為線路速率的提高而縮短ONU突發(fā)模式光發(fā)送機的激光器打開 （LaserOn）/關閉（LaserOff）時間、OLT 的時鐘提取時間（CDR）等指標要求，而是保持與EPON相同的指標要求；而且還把自動功率調(diào)整的穩(wěn)定時間（receiver_settling）從 EPON的 400 ns提高到800 ns，顯著地降低了光模塊實現(xiàn)的復雜性和系統(tǒng)成本。

（4）與EPON的兼容和共存

為了實現(xiàn)10G-EPON與1G-EPON的兼容和網(wǎng)絡的平滑演進，IEEE802.3av標準在波長分配、多點控制機制方面都有專門的考慮，以保證10G-EPON與1G-EPON系統(tǒng)在同一ODN上的共存。

波長規(guī)劃如圖1所示，為了實現(xiàn)與1G-EPON的兼容，10G-EPON沒有使用1G-EPON系統(tǒng)所使用的1490 nm的下行波長，同時考慮避開模擬視頻波長 （1550 nm）和OTDR 測試波長（1600～1650 nm），IEEE802.3av標準選擇1577 nm作為10 Gbit/s下行信號的波長 （1575～1580 nm）。因此，在下行方向可以確保10 Gbit/s信號與1 Gbit/s信號的隔離度。上行方向，非對稱10G-EPON系統(tǒng)的上行波長仍然沿用EPON系統(tǒng)的上行波長1310 nm （1260～1360 nm），實現(xiàn)了與EPON的無縫兼容，對稱10G-EPON系統(tǒng)的上行信號（10 Gbit/s）波長是 1270 nm（1260～1280 nm），二者有重疊，因此不能采用WDM方式，而是采用雙速率TDMA方式。

3.2 10G-EPON技術實現(xiàn)

對于非對稱速率的10G-EPON系統(tǒng)，由于很大程度上繼承了現(xiàn)有的10GE和EPON技術，只要對協(xié)議略作完善即可，所以系統(tǒng)實現(xiàn)上難度并不大。對于對稱速率的10G-EPON系統(tǒng)，其實現(xiàn)難度相對較大，主要體現(xiàn)在光模塊、芯片組、系統(tǒng)架構(gòu)上。

圖1 10G-EPON的波長規(guī)劃

·由于對稱10G-EPON系統(tǒng)的上行方向工作于10 Gbit/s突發(fā)模式，盡管ONU的突發(fā)模式光發(fā)送機和OLT的突發(fā)模式光接收機的指標并沒有顯著提高，甚至是適度降低，但對于光模塊來講，還是充滿挑戰(zhàn)的，主要體現(xiàn)在高功率激光器和高靈敏度探測器、高效率的BOSA、高速跨導放大器(TIA)和限幅后置放大器LIA等技術難點上。

·對于芯片組設計而言，邏輯設計沒有本質(zhì)上的困難，但由于系統(tǒng)速率的提升，必須提高總線寬度，控制功耗，這帶來了一些硬件設計上的挑戰(zhàn)。在EPON系統(tǒng)中普遍采用Triple Churning進行下行數(shù)據(jù)的加密，但隨著速率的提高，數(shù)據(jù)被破解的風險急劇加大，需要為10G-EPON設計加密強度更高的算法。

3.3 10G-EPON技術進展

10 G-EPON受到了光接入產(chǎn)業(yè)界的普遍支持，包括光模塊廠商、芯片廠商、設備廠商、運營商都投入了很大精力促進其發(fā)展，并逐步解決了一系列關鍵的技術問題。

2009年3月，IC解決方案提供商Vitesse公司宣布了業(yè)界首款用于10G-EPON、全面符合IEEE802.3av/D3.0標準的全套物理媒體相關(PMD)芯片組。川崎微電子也已經(jīng)開發(fā)出適用于10G-EPON OLT的突發(fā)模式SERDES芯片，可以用于對稱和非對稱系統(tǒng)。目前非對稱10G-EPON光模塊技術上已經(jīng)比較成熟 ，Ligent、Neophotonics、Source Photonics、Superxon等主流光模塊廠商已經(jīng)可以批量提供XFP封裝的光模塊，技術指標基本可以滿足PRX30的要求。三菱、NEC、Superxon等也已經(jīng)可以提供符合IEEE802.3av標準的10G-EPON對稱光模塊，但光功率指標仍待提高。

芯片廠商也不遺余力地開發(fā)和創(chuàng)新10G-EPON技術。目前 PMC-Sierra、Teknovus（現(xiàn)已被 Broadcom 收購）、Opulan公司均已推出成熟的基于FPGA的非對稱和對稱10G-EPON解決方案。Cortina公司于2009年下半年推出了基于FPGA的非對稱10G-EPON解決方案。10G-EPON芯片的互通性已經(jīng)實現(xiàn)，預計2010年年底將有2款ONU側(cè)ASIC出現(xiàn)，并支持對稱和非對稱兩種模式，到2011年年初，將有至少2款OLT側(cè)ASIC芯片?？紤]到10G-EPON初期的主要應用場景為FTTB/N，一些芯片廠商還對10G-EPON ONU側(cè)芯片進行了優(yōu)化，以適應MDU對QoS等方面的要求。

目前，國內(nèi)的中興、華為、烽火、上海貝爾等設備廠商也在積極地開發(fā)10G-EPON產(chǎn)品，目前均已發(fā)布了相關產(chǎn)品。中興、華為已經(jīng)在國內(nèi)外開通了數(shù)十個試驗局，演示了1∶128分光比、Triple-Play業(yè)務、與EPON的共存等典型應用。日本的NEC、住友等設備廠商也研發(fā)出了各自的10G-EPON設備。

國內(nèi)外運營商對10G-EPON高度關注，NTT、KT、中國電信等運營商積極參與10G-EPON標準的制訂，并密切跟蹤技術進展，均進行了一系列的評估測試和現(xiàn)場試驗。中國電信也對10G-EPON系統(tǒng)的核心問題進行了比較詳細的規(guī)定，解決了PON口下行數(shù)據(jù)安全性、MPCP發(fā)現(xiàn)協(xié)議一致性、設備架構(gòu)和能力等關鍵問題。歐美的廣電運營商非常關注10G-EPON技術，認為10G-EPON是Cable網(wǎng)絡升級改造的最佳技術。例如，時代華納早于2009年7月即進行了評估測試并給出了積極的評價。隨著10G-EPON的快速推進，Verizon、FT、AT&T等運營商也組織了一系列的評估測試，探討利用10G-EPON解決基于GPON進行FTTH建設的入戶困難、成本高等問題。

總之，10G-EPON的高帶寬、平滑演進、技術相對比較成熟等優(yōu)點使其得到了產(chǎn)業(yè)界的高度關注和廣泛支持。目前的技術進展非常迅速，產(chǎn)業(yè)鏈也已基本成熟，具備了現(xiàn)場試驗的條件。預計到2011年年中，EPON的光模塊、芯片和設備將更加成熟，具備規(guī)模商用的條件?？紤]到對稱系統(tǒng)和非對稱系統(tǒng)的主要差別在光模塊，盡管規(guī)模商用后（如大于10萬臺ONU），對稱光模塊的價格仍將比非對稱光模塊的價格高30%～50%（價格差20～30美元），但考慮到對稱系統(tǒng)在上行能力上的優(yōu)勢和10G-EPON初期主要應用于FTTB/N場景，用戶對光模塊成本相對不敏感，所以對稱10G-EPON系統(tǒng)將成為主流。

4 XG-PON 1技術特點和產(chǎn)業(yè)化進展

按照目前FSAN制訂的XG-PON1標準草案，XG-PON1主要特征如下。

（1）定義了全新的速率體系和物理層規(guī)范

XG-PON1采用了XG-PON1系統(tǒng)的下行線路速率為9.95328 Gbit/s，上行線路速率為2.48832 Gbit/s，線路編碼為NRZ碼。G.987規(guī)定了3種光功率預算的規(guī)格，以滿足不同場景的應用需求。這3種規(guī)格的指標見表2（根據(jù)最新的會議討論結(jié)果，G.987.2還將增加最大損耗為35 dB的等級）。

表2 G.987.2規(guī)定的3種光功率預算等級

從表2可以看出，相對于10G-EPON，XG-PON1的物理層指標普遍偏高，這將給系統(tǒng)實現(xiàn)帶來很大的技術困難。另外，目前基本確定的突發(fā)模式光接收機的技術指標也比較高，例如，XG-PON1的 Tx Enable為 32 bit，Tx Disable為32 bit，Guard Time 為 64 bit，Delimiter Time 為 32 bit，遠遠超過了10G-EPON的相關指標，給光模塊的實現(xiàn)帶來了一定的困難。

另外，與10G-EPON上下行采用相同的FEC編碼不同，XG-PON1在下行方向上采用了RS(248，216，32)的強FEC（強制實現(xiàn)，強制使用），上行方向采用 RS(248，232，16)的弱FEC（強制實現(xiàn)，可選使用）。

（2）盡可能繼承GPON系統(tǒng)的相關規(guī)范，如傳輸匯聚（TC）子層、OMCI機制、DBA機制及加密機制等

XG-PON1仍然采用周期為 125 μs的 TC幀 （稱為XGTC）GEM封裝協(xié)議，并在TC幀中實現(xiàn)嵌入式的控制和管理功能。XG-PON1還原則上繼承GPON的基于OMCI協(xié)議實現(xiàn)系統(tǒng)ONU的控制與管理功能。FSAN正在制訂新的OMCI標準 G.988，將 GPON、XG-PON1甚至 EPON的 ONU遠程管理統(tǒng)一到這個新的標準中來。XG-PON1也采用了GPON的加密和DBA機制，從而降低實現(xiàn)難度。

（3）采用了與10G-EPON類似的波長規(guī)劃，并以WDM的方式實現(xiàn)與GPON的共存

為了避免系統(tǒng)升級過程中對現(xiàn)有用戶的業(yè)務造成影響，XG-PON1系統(tǒng)規(guī)定了下行方向采用1577 nm的波長（1575～1580 nm），因此，以WDM方式實現(xiàn)與GPON下行信號的共存。XG-PON1的上行中心波長為1270 nm（1260～1280 nm），與10G-EPON系統(tǒng)與 EPON系統(tǒng)上行波長上存在一定的重疊的情況不同，XG-PON1在上行方向上與GPON系統(tǒng) （其上行波長范圍為1290～1330 nm）不存在重疊，因此采用WDM的方式實現(xiàn)共存，而不采用10G-EPON雙速接收機的方式。具體原理如圖2所示。

（4）XG-PON1在節(jié)能、光功率檢測等方面進行了系統(tǒng)的思考，為系統(tǒng)實現(xiàn)、技術的長期演進提供了必要的考慮

在產(chǎn)業(yè)鏈方面，XG-PON1也受到了GPON陣營的運營商、設備廠商、芯片廠商的廣泛支持。但由于標準尚未完全定稿，目前尚未有成熟的光模塊和芯片解決方案。華為、阿朗、愛立信等設備廠商均已研發(fā)出或者即將研發(fā)出XG-PON1樣機 （基于廠商私有規(guī)范和自研FPGA）。PMC、Broadlight等GPON芯片供應商均有自己的XG-PON1芯片研發(fā)路標，2011年將有基于FPGA的TC層芯片解決方案出現(xiàn)。

運營商對下一代GPON技術的關注也持續(xù)升溫。AT&T、Verizon、法國電信、Telefonica等運營商都積極參加了XG-PON1的標準化工作，并在2009年開展了較多的10G-GPON的評估測試。中國電信、中國移動等國內(nèi)運營商和工業(yè)和信息化部電信研究院也積極參加了XG-PON1的標準化工作，在IPv6、基于邏輯標識的ONU認證、OMCI等方面提出了一系列建議并被采納。

XG-PON2的目標為10 Gbit/s對稱的PON系統(tǒng)，從FSAN目前的規(guī)劃來看，尚無明確的時間表。

5 10G-EPON和XG-PON1的比較

圖2 XG-PON1與GPON共存的原理

表3 下一代PON技術及其進展的比較

從10G-EPON和NG-PON技術發(fā)展的現(xiàn)狀來看，下一代PON技術仍然分為兩個陣營，無法實現(xiàn)統(tǒng)一和融合。目前幾種主流下一代PON技術的比較見表3。

6 下一代PON技術的應用模式

無論是10G-EPON還是XG-PON1，都具有明顯的帶寬優(yōu)勢，可以滿足未來相當長的一段時間內(nèi)高帶寬業(yè)務發(fā)展的需求。但從經(jīng)濟性來講，由于光模塊和芯片技術難度高，短期內(nèi)難以達到規(guī)模效應，所以在2～3年內(nèi)10G-EPON和XG-PON1的成本都將遠遠高于現(xiàn)有的EPON和GPON（10G-EPON和 XG-PON1分為 EPON和 GPON的 4～6倍，芯片分別為EPON和GPON的2倍）。如何選擇合適的應用模式是關系到下一代PON技術和市場可持續(xù)發(fā)展的關鍵問題。

對于FTTH場景，技術成熟且成本較低的EPON/GPON完全可以滿足相當長一段時間內(nèi)的帶寬要求。10G-EPON和XG-PON1的高成本令其應用于FTTH場景的必要性和可能性不大。從技術能力和成本上來講，在相當長的時間內(nèi)，下一代PON技術將主要適用于FTTB/C/N場景。FTTB/C/N是目前國內(nèi)運營商主流的“光進銅退”模式，在這些場景下，每個MDU要接入多個用戶。隨著用戶對帶寬需求的逐漸提高，目前EPON和GPON系統(tǒng)的帶寬有可能在2～3年內(nèi)顯得捉襟見肘。而10G-EPON和XG-PON1系統(tǒng)中10 Gbit/s量級的帶寬確保了MDU上每個用戶的帶寬需求。例如，按照目前每個PON口覆蓋256個用戶的規(guī)劃計算，采用10G-EPON或XG-PON1技術可以確保每個用戶至少有40 Mbit/s的下行帶寬，最大帶寬甚至可以達到1 Gbit/s，超過了EPON/GPON FTTH用戶的速率。而在這種模式下，光模塊和芯片的高成本可以被多個用戶分攤，成本也比較容易被用戶接受。因此，下一代PON技術的主要應用場景就是FTTB/C/N，特別適合中國接入網(wǎng)發(fā)展和演進。

7 下一代PON技術的系統(tǒng)架構(gòu)

下一代PON技術使得系統(tǒng)的接口速率提高了一個數(shù)量級，對OLT和ONU的系統(tǒng)架構(gòu)提出了新的要求。對于OLT來講，背板總線帶寬必須從目前的10 Gbit/s提升到20 Gbit/s，甚至40 Gbit/s，總線架構(gòu)也需要進一步優(yōu)化。一段時間內(nèi)，OLT將以N×10GE總線為主，未來將采用40GE等更高速總線。從技術上看，OLT各接口板到主交換板之間全部采用40GE的總線連接難度很大。另外，OLT設備的交換能力要達到500 Gbit/s以上 （10 Gbit/s×4PON口×12槽位）。在FTTB/C/N場景下，每個PON口帶的用戶數(shù)一般超過256個，甚至1000個，考慮到每個用戶的終端數(shù)量也在增長，所以對OLT設備的MAC地址容量要求也相應提高，需要支持256 K甚至更高。由OLT的主控板進行大用戶數(shù)（>1萬）集中的業(yè)務管理和控制，技術實現(xiàn)難度很大，采用分布式的業(yè)務控制和管理成為必然。下一代PON系統(tǒng)也對OLT和ONU的緩存能力、靈活QinQ能力、ACL條目數(shù)等方面提出了更高的要求。

8 結(jié)束語

在EPON和GPON技術逐步成熟并規(guī)模商用的基礎上，產(chǎn)業(yè)界開始考慮下一代PON技術，以進一步提高光接入網(wǎng)的能力。下一代PON技術主要包括10G-EPON和NG-PON1。目前10G-EPON技術進展非常迅速，產(chǎn)業(yè)鏈也已經(jīng)基本成熟，并在現(xiàn)網(wǎng)中得到了試驗，預計到2011年年中，10G-EPON將具備規(guī)模商用的條件。XG-PON1的標準受到了GPON陣營運營商、設備廠商、芯片廠商的廣泛支持，但標準尚未完全定稿，尚未有成熟的光模塊和芯片解決方案。

從技術能力和成本上來看，在相當長的時間內(nèi)下一代PON技術將主要適用于FTTB/C/N場景。下一代PON技術對OLT系統(tǒng)架構(gòu)提出了一系列新的挑戰(zhàn)，包括總線結(jié)構(gòu)、業(yè)務控制和管理、交換能力等方面。

1 ITU-T G.987.1.10-gigabit-capable passive optical network(XG-PON):general requirements，2010

2 I TU-T G.987.2.10-gigabit-capable passive opticalnetworks(XG-PON):physical media dependent(PMD)layer specification(for consent)，2010

3 ITU-T G.984.5.Gigabit-capable passive optical networks(G-PON):enhancement band，2007

4 ITU-T TD 217.XG-PON transmission convergence layer specification，2010

5 ITU-T TD 214.ONU management and control interface specification(OMCI)，2010

6 IEEE802.3av.Carrier sense multiple access with collision detection(CSMA/CD)access method and physical layer specifications—amendment:physical layer specifications and management parameters for 10 Gbit/s passive optical networks，2009

7 10G PON開啟光接入未來之門.華為技術，2010（48）

8 宋阿芳，奚展越，王穎.光進銅退用戶端設備部署中存在的問題研究.電信科學，2009，24（10）

9 左建，任艷，歐月華.PON中無源光分路器的分析.電信技術，2009（6）

10 吳健學.低成本多業(yè)務綜合接入EPON系統(tǒng)設計方案研究.電信科學，2009，25（4）

11 劉冊.EPON系統(tǒng)多業(yè)務承載調(diào)度機制的研究.電信科學，2009，25（9）

12 張晉豫，楊維，劉犁.優(yōu)化的EPON多播QoS DBA實現(xiàn)研究.通信學報，2009（2）

13 陳文.“光進銅退”下寬帶業(yè)務發(fā)展策略的探討.電信科學，2008，24（9）

14 蔣銘，沈成彬，王成巍等.基于EPON的FTTx接入網(wǎng)建設關鍵問題探討.電信科學，2008，24（9）

15 王成巍，沈成彬，蔣銘等.PON系統(tǒng)中的光鏈路檢測技術研究.電信科學，2008，24（9）

16 杜喆，沈成彬，陳文等.無源光網(wǎng)絡的光線路相關技術研究.電信科學，2008，24（9）

17 沈成彬，曹敏，蔣銘等.“光進銅退”熱潮中二層匯聚網(wǎng)與光接入網(wǎng)的融合.電信科學，2008，24（9）

Progress&Application of Next Generation PON Technology

Shen Chengbin1,Wang Chengwei1,Jiang Ming1,Wang Bo2
(1.Shanghai Research Institute of China Telecom Co.,Ltd.,Shanghai 200122,China；2.China Telecom Group Company,Beijing 100032,China)

In the paper,characteristics and standardization of next generation PON technologies,including 10G-EPON and NG-PON1,were introduced in detail.The next generation PON industrial chain advancement was investigated.Finally,application modes and system architecture of next generation PON were discussed briefly.

optical access network，passive optical network，10G-EPON，NG-PON，XG-PON1

2010-07-07）