下一代PON技術(shù)發(fā)展展望

上海貝爾 | 趙蘇瑾

下一代PON技術(shù)發(fā)展展望

上海貝爾 | 趙蘇瑾

隨著我國(guó)“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，業(yè)內(nèi)對(duì)于建設(shè)高速寬帶接入網(wǎng)熱情高漲，寬帶接入將迎來新一輪發(fā)展機(jī)遇。在大規(guī)模投資、規(guī)劃和建設(shè)前，有必要仔細(xì)研究接入網(wǎng)最新的發(fā)展趨勢(shì)，并以更長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光和縝密的思路，重新審視正在大規(guī)模進(jìn)行的高速寬帶接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項(xiàng)目。

GPON FTTH仍然是目前主流的部署方式

在過去的幾年中，高帶寬業(yè)務(wù)的需求驅(qū)動(dòng)著接入技術(shù)不斷地發(fā)展，在各類PON技術(shù)中，GPON技術(shù)在帶寬、QoS、維護(hù)管理等方面具有突出的優(yōu)勢(shì)。因此，無論在FTTB還是在FTTH的部署上，GPON技術(shù)仍然是目前主要的部署技術(shù)。

隨著業(yè)務(wù)模式的改變、用戶帶寬需求的增加，F(xiàn)TTH部署方式已經(jīng)占據(jù)主流。據(jù)預(yù)測(cè)，在2020年之前，GPON FTTH仍可滿足寬帶接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)發(fā)展、帶寬需求。并且在經(jīng)濟(jì)性和成本的考慮上，與10G PON相比，GPON FTTH具有比較突出的性價(jià)比，由此可見，GPON FTTH部署模式將繼續(xù)引領(lǐng)中國(guó)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的部署。這在一定程度上延遲了對(duì)下一代PON網(wǎng)絡(luò)的迫切要求，從而使選擇GPON FTTH的運(yùn)營(yíng)商有更多的時(shí)間規(guī)劃下一代PON網(wǎng)絡(luò)。

下一代PON的幾種技術(shù)方案

TDM演進(jìn)方案在概念上與當(dāng)前的PON系統(tǒng)非常接近，其采用了更高速率的光電子，可以為用戶提供非常高效的共享帶寬。但該技術(shù)方案需要每個(gè)ONT（光終端）在40Gbit/s的速率下運(yùn)作，該速率已遠(yuǎn)超市場(chǎng)對(duì)終端個(gè)人用戶需求的預(yù)測(cè)。同時(shí)，基于高成本、色散問題無法解決等角度考慮，F(xiàn)SAN組織已經(jīng)放棄了TDM-PON技術(shù)。

密集波分復(fù)用PON（DWDM-PON）技術(shù)支持在一根光纖上傳送很多波長(zhǎng)，它可以為每個(gè)PON用戶提供一根獨(dú)享的1Gbit/s對(duì)稱速率的波長(zhǎng)（未來可實(shí)現(xiàn)10Gbit/s）。但最終由于該技術(shù)成本高，無法解決用戶間的帶寬共享、運(yùn)維復(fù)雜等問題，F(xiàn)SAN組織并不傾向于這種技術(shù)選擇。但是DWDM-PON技術(shù)在小范圍領(lǐng)域仍然存在價(jià)值，比如在GPON方案中疊加一根DWDM波長(zhǎng)用于支持類似移動(dòng)前傳。在ITU標(biāo)準(zhǔn)的附錄中描述了該特殊應(yīng)用，被稱為點(diǎn)到點(diǎn)WDM。

基于時(shí)分和波分復(fù)用的PON（TWDM-PON）技術(shù)在每根光纖提供4根或更多波長(zhǎng)，每根波長(zhǎng)可提供2.5Gbit/s或10Gbit/s對(duì)稱或非對(duì)稱速率的傳輸能力。在2012年，F(xiàn)SAN將TWDM-PON技術(shù)定為NG-PON2架構(gòu)實(shí)施的方案選擇。

TWDM-PON集合了TDM和WDM的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又避免了二者的劣勢(shì)，是未來PON技術(shù)的一個(gè)比較完美的解決方案。

循序漸進(jìn)過渡到TWDM-PON

對(duì)于新一代PON技術(shù)的引入，在考慮技術(shù)先進(jìn)性的前提下，對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和投資要關(guān)注長(zhǎng)期業(yè)務(wù)發(fā)展需求，盡量避免后續(xù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中出現(xiàn)重復(fù)投資和浪費(fèi)資金的風(fēng)險(xiǎn)。如何快速又經(jīng)濟(jì)地從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)過渡到下一代PON網(wǎng)絡(luò)，是需要重點(diǎn)考慮的問題，

在演進(jìn)到TWDM PON網(wǎng)絡(luò)的過程中，需要從經(jīng)濟(jì)性、高效性、延續(xù)性等多方面進(jìn)行考慮，既能夠滿足現(xiàn)今業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，也需要能夠以最經(jīng)濟(jì)、最平滑的方式進(jìn)行演進(jìn)和過渡，而XGS PON正是基于這些思考應(yīng)運(yùn)而生的一種技術(shù)方式，不同于已有的10G EPON和XGPON1，XGSPON為更好地演進(jìn)到TWDM-PON，在技術(shù)上、標(biāo)準(zhǔn)上、實(shí)現(xiàn)上提供了完備的解決方案。

XGS PON基于TWDM-PON的MAC層進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，與TWDM-PON完全兼容，采用10G EPON固定波長(zhǎng)的光模塊，為用戶提供10G/10G的上下行對(duì)稱帶寬。XGS PON技術(shù)允許先進(jìn)行固定波長(zhǎng)的10G PON業(yè)務(wù)支持，后續(xù)根據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展、運(yùn)營(yíng)的需求向多波長(zhǎng)的PON平滑演進(jìn)。

在同樣的OLT設(shè)備和ONU設(shè)備上，可以平滑支持10G/10G的固定波長(zhǎng)業(yè)務(wù)演進(jìn)到可變波長(zhǎng)業(yè)務(wù)。實(shí)現(xiàn)一種板卡、多種應(yīng)用，獲得成本和未來演進(jìn)潛力的統(tǒng)一。這種使用及演進(jìn)方式，可以避免對(duì)設(shè)備的多次可行性驗(yàn)證和互通性測(cè)試，最大限度地在滿足用戶需求的同時(shí)，保護(hù)了用戶的投資。

而對(duì)于今后更高帶寬業(yè)務(wù)的支持，可以采用多波長(zhǎng)的TWDM PON解決方案，實(shí)現(xiàn)在一根光纖上傳送40G/40G的上下行帶寬，對(duì)于多波長(zhǎng)的部署方式，也可采用按需增加波長(zhǎng)的模式，即隨著需求的變化，投資逐漸增長(zhǎng)，波長(zhǎng)逐步增加，如圖所示。

基于TWDM的技術(shù)將成為下一代PON的主流

GPON FTTH的部署模式仍可滿足未來幾年內(nèi)的帶寬需求，但是對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)的一些GPON/EPON FTTB部署方式，用戶帶寬需求已經(jīng)遇到了增長(zhǎng)的瓶頸，因此，基于成本和業(yè)務(wù)平衡的考慮，在近幾年內(nèi)，下一代PON技術(shù)可以定位應(yīng)用于以下幾個(gè)方面。

● FTTB-Business 商業(yè)用戶

● FTTB-Building 多層/高層樓宇

● FTTC-Cell site 移動(dòng)基站回程

顯而易見，能夠提供對(duì)稱速率的XGS PON非常適用于商業(yè)用戶和移動(dòng)基站回程用戶，是目前可見的比較完善的帶寬提升解決方案。

今后，隨著下一代PON的光模塊和芯片成本不斷降低、用戶業(yè)務(wù)帶寬需求的不斷增加，目前業(yè)內(nèi)最新的預(yù)測(cè)是帶寬需求每年以15%速度增長(zhǎng)，100M的用戶帶寬已經(jīng)成為很多城市的主流需求，在國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)了1G FTTH的商用部署，基于TWDM技術(shù)的下一代PON必將得到大規(guī)模的應(yīng)用和部署。

小結(jié)

隨著視頻、云計(jì)算、游戲、小基站回程等高帶寬業(yè)務(wù)的興起，各種高寬帶應(yīng)用都向高清、虛擬3D、互動(dòng)方向發(fā)展。未來智能化、創(chuàng)新服務(wù)將成為高帶寬應(yīng)用的主流發(fā)展方向。既立足于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，又考慮到未來發(fā)展需求的一個(gè)可平滑演進(jìn)的下一代PON技術(shù)，必將在未來的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中大放異彩。

圖 波長(zhǎng)按需增加