“互聯(lián)網(wǎng)+”時代來襲，運營商接入網(wǎng)引入10G GPON勢在必行

中國聯(lián)通西安研究院 │席曉

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代來襲，運營商接入網(wǎng)引入10G GPON勢在必行

中國聯(lián)通西安研究院 │席曉

低成本、靈活、快速地由GPON向10G GPON升級改造，是目前各大運營商引入10G GPON技術(shù)的理想選擇。

隨著與“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略相關(guān)業(yè)務(wù)的快速規(guī)模落地，接入寬帶業(yè)務(wù)得到了蓬勃發(fā)展，高清視頻、4K電視、3D游戲和真人互動等高帶寬業(yè)務(wù)迅速發(fā)展；同時激烈的市場競爭和“寬帶中國”政策的驅(qū)動，使得各大運營商紛紛加速接入寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)部署。

當(dāng)前主流的EPON、GPON等寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸難以滿足持續(xù)快速增長的各種高帶寬業(yè)務(wù)對運營商現(xiàn)網(wǎng)帶寬的需求。因此，運營商需要在現(xiàn)網(wǎng)中引入新的接入寬帶技術(shù)，用來提供更高的帶寬和更好的服務(wù)，提升高帶寬業(yè)務(wù)的用戶體驗。當(dāng)前已成熟的10G GPON技術(shù)恰好可以滿足這一需求，可以解決業(yè)務(wù)快速發(fā)展和帶寬不足的矛盾。

10G GPON技術(shù)優(yōu)勢顯著

具有很好的兼容性：10G GPON系統(tǒng)能夠很好地兼容現(xiàn)有的GPON系統(tǒng)。10G GPON的ODN系統(tǒng)可以有效地利用原有GPON網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)布放的光纖、分路器和接插件等設(shè)備，僅需要升級更換ONT設(shè)備，在OLT側(cè)增加支持10G GPON的接口板，大幅度降低了技術(shù)升級所需的成本；具有足夠的帶寬支持多種新業(yè)務(wù),可以進(jìn)行靈活部署,可將運營商的效益最大化。

10G GPON具有很好的QoS保證的全業(yè)務(wù)接入優(yōu)勢。運營商要實現(xiàn)“三網(wǎng)融合”，除了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之外，還包含大量的語音和視頻業(yè)務(wù)，對服務(wù)質(zhì)量保證要求比較高，因此多業(yè)務(wù)QoS保障的優(yōu)勢將為客戶提供了高質(zhì)量、豐富的個性化業(yè)務(wù)體驗。

具有超強的帶寬能力：10G GPON能夠提供的帶寬是GPON系統(tǒng)的4倍和EPON的10倍以上，因而其能夠更好地滿足光纖接入系統(tǒng)未來發(fā)展的需要，可以完成靈活部署。此外10G GPON既能夠?qū)崿F(xiàn)l0G/2.5G的上/下行非對稱的速率，也可以實現(xiàn)l0G/10G的上/下行對稱速率。

具有良好的互通性：10G GPON沿襲了GPON的管理控制協(xié)議，能夠提供非常完備的與GPON的互通能力。擁有更大的功率和更廣的覆蓋范圍。10G GPON最大能夠完成1∶512的大分光比下20km的長距傳輸，在不改變用戶帶寬的前提下，可通過增大分光比實現(xiàn)更多用戶的接入。10G GPON既適合在用戶密集的城市使用，也適合在偏遠(yuǎn)地區(qū)使用，在偏遠(yuǎn)地區(qū)可以用一個中心局來管理更多稀疏的用戶，實現(xiàn)成本的最優(yōu)化。

GPON可以通過系統(tǒng)升級為10G GPON，運行于目前部署的GPON網(wǎng)絡(luò)上，能夠?qū)崿F(xiàn)從GPON到10G GPON的平滑升級，具有成本的優(yōu)勢和技術(shù)的可行性。因此，10G GPON能以較低成本提供適合用戶實際業(yè)務(wù)需求的帶寬。

10G GPON技術(shù)引入需考慮多方面問題

運營商網(wǎng)絡(luò)引入10 G GPON技術(shù)需考慮多方面的問題。首先，要充分利用現(xiàn)網(wǎng)資源，如：ODN改動要盡量少，OTL機架能再利用，ONU不受影響，不占用或者少占用現(xiàn)網(wǎng)資源；其次，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)改造要能快速實施，涉及業(yè)務(wù)能快速開通。最后，新的技術(shù)引入要兼容現(xiàn)網(wǎng)的設(shè)備，包括：兼容EPON和GPON技術(shù)，支持下一代新的PON技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)投資要盡量少。因此，低成本、靈活、快速地由GPON向10G GPON升級改造，是目前各大運營商引入10G GPON技術(shù)的理想選擇。

目前，GPON升級到10G GPON主要有外置合波器方案和光模塊合一的Combo PON方案兩種。外置合波器方案需新增OLT機框、機架、10G GPON線卡、外置合波器及跳纖和ODF架等配套設(shè)備，建設(shè)成本高、機房空間占用大、施工和布線復(fù)雜、管理和維護(hù)困難，外置合波器引入的光功率損耗也會影響現(xiàn)網(wǎng)ONU的光功率預(yù)算，存在影響用戶業(yè)務(wù)的風(fēng)險。

而采用光模塊合一的Combo PON方案，該方案將GPON和10G GPON光波長在一個光模塊內(nèi)進(jìn)行雙通道合波后從同一光口輸出，進(jìn)行10G GPON升級時只需要采用Combo PON線卡替換原OLT上的GPON線卡，原GPON線卡上的光纖同步割接到Combo PON線卡上，即可實現(xiàn)GPON和10G GPON的共存，重用ODN和原有設(shè)備機框，不需要新增相關(guān)設(shè)備和外置合波等配套設(shè)備，具有機房空間占用少、網(wǎng)絡(luò)升級簡單、維護(hù)容易、業(yè)務(wù)快速開通、不影響現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)、整體投資少等優(yōu)點。因此，Combo PON方案是運營商網(wǎng)絡(luò)GPON升級到10G GPON目前比較切合實際的方案。

Combo PON方案解析

Combo PON是GPON和10G GPON的聯(lián)合體，利用兩種技術(shù)采用不同的承載波長，在一個光模塊內(nèi)將兩種波長合波實現(xiàn)GPON和10G GPON光信號的獨立發(fā)送和接收處理，兼容現(xiàn)有GPON網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的同時按需提供高帶寬業(yè)務(wù)，重用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和重用ODN，避免現(xiàn)網(wǎng)資源的改動和額外的機房空間占用，根據(jù)業(yè)務(wù)需求升級，按需更換用戶側(cè)ONU終端，實現(xiàn)高帶寬業(yè)務(wù)的快速平滑升級。

GPON和10G GPON信號在不同的MAC芯片中，將這兩塊MAC芯片集成到一塊芯片中進(jìn)行處理，處理過的信號被發(fā)送到光模塊中，光模塊采用WDMlr技術(shù)將接收到的兩個波長合波并傳動到一條光纖中。在上行方向合一的波長在光模塊中被分開，送到不同的MAC芯片中進(jìn)行相應(yīng)的處理，GPON和10G GPON的波長使用不同的調(diào)度，不會對帶寬產(chǎn)生影響；在下行方向，GPON和10G GPON波長被同時送到ONU側(cè)，GPON的ONU接收光纖中的GPON信號，10G GPON光模塊接收光纖中的10G GPON信號。

采用Combo PON光模塊的線卡可以直接替換已部署GPON的OLT上的線卡,實現(xiàn)10G GPON的升級和快速開展10G GPON的高帶寬業(yè)務(wù)。

10G GPON在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上仍然延續(xù)GPON的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由支持10G速率帶有Combo PON線卡的光線路終端OLT、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU和光分配網(wǎng)絡(luò)ODN組成，如圖1所示。

Combo PON方案具有三大優(yōu)勢

Combo PON方案由于僅需替換線卡即可實現(xiàn)高帶寬業(yè)務(wù)的平滑升級，相比其他的升級方案，具有以下幾方面優(yōu)勢。

首先，極大地節(jié)省機房空間，簡化運維。Combo PON方案不需要新增外置設(shè)備以及相關(guān)配套設(shè)備，在GPON滿配升級的情況下，可以極大地節(jié)省機房空間。比如當(dāng)機房內(nèi)一個機架滿配兩框GPON的OLT時，如果要升級到10G GPON，若采用Combo PON方案，據(jù)測算可以節(jié)省60%以上的機房空間資源。同時，無新增加機房相關(guān)設(shè)備，避免帶來更多的運維管理問題。

其次，減少投資。當(dāng)前10G GPON的ONU終端相較GPON ONU成本高，采用Combo PON部署方案，可以根據(jù)家庭用戶的帶寬升級需求，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展按需升級用戶家庭里的ONU，實現(xiàn)輕資產(chǎn)進(jìn)行10G GPON的升級部署，避免直接采用10G GPON升級帶來的終端高成本投入，快速實現(xiàn)投資和收益的平衡。

最后，不影響現(xiàn)網(wǎng)GPON業(yè)務(wù)，平滑網(wǎng)絡(luò)升級。采用Combo PON方案由于在光模塊內(nèi)部內(nèi)置合波后進(jìn)行光功率的放大，補償合波的光功率損耗，保證輸出的GPON和10G GPON光功率預(yù)算保持不變，從而保證現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)不受影響。此外，Combo PON升級方案還可以減少局端部署成本，根據(jù)相關(guān)案例測算，采用Combo PON方案比其他方案可以節(jié)省至少24%的費用。

圖1 Combo PON組網(wǎng)拓?fù)鋱D

GPON向10G GPON過度

GPON向10G GPON發(fā)展需經(jīng)歷一個漸進(jìn)過程,主要有1OG/2.5G下上行非對稱和lOG/10G上下行對稱的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在對稱結(jié)構(gòu)中，上下行方向均提供10Gbit/s的速率；非對稱結(jié)構(gòu)中，采取下行10Gbit/s上行2.5Gbit/s的方案。

首先，為了實現(xiàn)10G GPON平穩(wěn)的過渡，10G GPON系統(tǒng)必須兼容現(xiàn)有的GPON系統(tǒng)，10G GPON下行使用L波段，上行使用O波段。通過采用WDM技術(shù)，10G GPON可以兼容目前部署的GPON，實現(xiàn)10G GPON的平滑過渡。

其次，ONU向l0G/10G轉(zhuǎn)變，OLT向10Gbit/s的上下行速率轉(zhuǎn)變。在下行信道完成升級后，上行信道開始向10Gbit/s速率轉(zhuǎn)變。這一過程的初級階段可能會花費較高成本。所以如何實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可靠的l0G/10G上下行對稱的10G GPON系統(tǒng)，一直是研究的熱點。

最后，ONU向10G/2.5G轉(zhuǎn)變,OLT向10Gbit/s的下行速率轉(zhuǎn)變。由于10Gbit/s突發(fā)模式接收機等技術(shù)難題,要實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可靠的10Gbit/s上行鏈路速率相對困難，所以2.5Gbit/s上行成為一個經(jīng)濟(jì)可行的方案。2.5Gbit/s的上行鏈路，不僅將上行通道擴(kuò)容了兩倍，還大大降低了突發(fā)模式接收機的設(shè)計難度，從而降低了接入成本。同時2.5Gbit/s上行還可以有效滿足用戶的各種接入需求。

EPON和GPON由于帶寬窄、傳輸距離短、光功率預(yù)算范圍小等缺點已不能滿足現(xiàn)今各種業(yè)務(wù)應(yīng)用對高帶寬的需求,10G GPON作為下一代PON技術(shù)，既能滿足不斷出現(xiàn)的高帶寬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)的需求，又能以較少的成本實現(xiàn)10Gbit/s帶寬的接入，是下一代接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢。

隨著10G GPON在寬帶市場占有率逐步超過EPON和GPON，各種業(yè)務(wù)應(yīng)用對現(xiàn)網(wǎng)帶寬需求不斷增加，10G GPON將成為下一代PON技術(shù)的主流技術(shù)。同時，運營商通過采用Combo PON方案，可快速實現(xiàn)從GPON到10G GPON的升級演進(jìn)，靈活地實現(xiàn)高帶寬業(yè)務(wù)的發(fā)放，改善用戶體驗，提升市場競爭力，創(chuàng)造更多價值。

編輯｜刁興玲 diaoxingling@bjxintong.com.cn