PON新技术研究_v1.1

PON新技术研究,计划部2010年5月,2,提纲,10GPON关键技术研究10GEPON关键技术10GGPON关键技术10GPON测试情况介绍PON承载TD室分基站技术和组网研究UniPON架构和关键技术,3,EPON,10GEPON,GPON,XGPON-1,XGPON-2,WDM-PON,NGA1,NGA2,2009,2010,2011,2012,2009.9发布,2010.6发布,2011.X发布,2012.启动标准化,1.25G/1.25G,1.25G/2.5G,非对称：1.25G/10G对称：10G/10G,非对称：2.5G/10G,对称：10G/10G可能被跳过,IEEE,FSANITU-T,Hybrid-PON,PON技术演进概述,EPON向10GEPON演进，2009年9月已经完成10GEPON标准制定IEEE制定，仅规定物理层和MAC层，运营商使用时需自行定义OAM相关规范GPON演进分成了两个阶段:NG-PON1是向10GGPON演进，非对称相关标准2010年6月发布。考虑到应用场景很少，对称式标准可能被跳过NG-PON2主要包括WDMPON、HybiridPON（混合PON）等演进方向。WDM-PON采用光波分复用技术扩展带宽，HybridPON混合采用光波分复用技术和10G/40G、OFDM等高速电域技术扩展带宽FSAN和ITU-T全面定义包括OAM在内的各层规范,4,10GPON关键指标,5,10G和1GEPON两种上行突发信号的接收,10GEPON和EPON上行波长冲突，采用TDMA方式共享同一波道,同时控制10GEPON和EPON的ONU,EPON、GPON中为可选项10GEPON中为必选项,光功率预算,FEC,MPCP兼容,双速率突发模式接收,波长规划,802.3av10GEPON,10GEPON关键技术,存在问题非对称光模块成本高且无法规模供货；对称光模块目前几乎没有,光模块和FEC提高10GEPON传输能力波长规划、MPCP（多点控制协议）兼容、双速率突发模式接收提供与EPON共存的后向兼容能力,6,10GEPON关键技术关键技术1功率预算,非对称10GEPON的功率预算需满足29dB增大功率预算的技术方案：光模块（重点）FEC（10GEPON中FEC为必选项）,7,IEEE最终选择RS(255,223)。RS(255,223)能带来6.4dB的FEC光增益，而且在其它标准中也引用过，比较成熟且简单。,关键技术1功率预算,8,波长分配：1G：下行1490nm，上行1310nm10G：下行1577nm，上行1270nm,1G和10G下行采用不同的波长1G和10G上行波长冲突，采用TDMA方式共享同一波道OLT需支持双速率突发接收,关键技术2波长规划,9,ODN,TIA,LA,连续模式接收,Laser,B-LDD,突发模式发射,MAC（ONU）,B-LA,突发模式接收,Laser,LDD,连续模式发射,MAC（OLT）,BCDR,PD,PD,B-TIA,OLT光模块,ONU光模块,CDR,成熟器件，当前已可得1577nmLD，厂家少，短期内价格会比较高对称10GBurst光PYH，技术还未不成熟；但对于非对称1.25G上行，可借用EPON相关模块。,对称模式10G光模块难度大的原因：10G突发发送：激光器驱动器不成熟10G突发接收：光模块、时钟数据恢复等技术不成熟10GEPON考虑到共存的原因，需做到双波长发送和双速率突发模式接受,关键技术3双速率突发模式接收,10,关键技术4芯片,目前10GEPON系统的OLT和ONU均采用FPGA芯片，还处于功能研发阶段；目前参与10GEPON研发的芯片厂家主要有teknovus,Cortina,PMC和海思；ASIC芯片具有Sample（样品）、Engine（工程）、Commercial（可商用）三个阶段，从研制出ASIC样片到提供可商用的性能稳定的芯片一般需要68个月时间,11,10GEPON,EPON,10GEPON,EPON,EPON和10GEPON采用TDM方式共存同一10GEPONPON口下可同时接入10GONU和1GONU同一PON口下，只要有一个用户升级到10GEPON，那么所有用户都会切换到10G口上；升级时所有用户配置数据要重做；共存时EPON用户带宽对10GEPON带宽有影响（EPON用户带宽到500M时，10GEPON带宽只有5G）,OLT,ONU,1G/1G,现网升级10G/1G,新建10G/1G,1G/1G,关键技术510G与1GEPON的共存,12,TC层(G.987.3),OAM需求(G.OMCI),物理层(G.987.2),已完成,已完成基础文本,已完成框架,10GGPON关键技术NGPON1,系统架构(G.987.1),已完成,G.987.1和G.987.2已于09年10月发布，G.987.3和G.OMCI预计2010.6正式发布10GGPON芯片研发落后于10GEPON10GGPON技术和产品成熟落后于非对称10GEPON约半年，与对称式10GEPON相当,13,ODN,连续模式接收,DFB,突发模式发射,突发模式接收,EML,连续模式发射,APD,APD,OLT光模块,ONU光模块,非对称系统：,ONU接收：10GEPON与10GGPON相同,ONU发送：都采用DFB激光器，但速率不同1.25Gvs2.5G2.5G突发发送不如1.25G成熟,OLT接收：都采用APD探测器，但速率不同1.25Gvs2.5G2.5G突发接收不如1.25G成熟,OLT发送：10GEPON两个波长发送10GGPON一个波长发送发送速率稍有不同,ODN,连续模式接收,DFB,突发模式发射,突发模式接收,EML,连续模式发射,APD,APD,OLT光模块,ONU光模块,对称系统：,ONU：10GGPON和10GEPON期望能做成一样,OLT接收：10GEPON要支持双速率接收,OLT发送：10GEPON两个波长发送10GGPON一个波长发送发送速率稍有不同,10GGPON光模块（与10GEPON比较）,14,10GGPON与GPON的共存,GPON-10GGPON采用WDM方式共存1、可以保证在增加10GGPON用户时，对GPON的用户不影响2、光模块的技术复杂度低，只需两个波，没有双速率接收的难点；但增加了WDM的成本,10GGPON,GPON,WDM,10GGPON,GPON,未来集成在光模块中,15,提纲,10GPON关键技术研究10GEPON关键技术10GGPON关键技术10GPON测试情况介绍PON承载TD室分基站技术和组网研究UniPON架构和关键技术,16,10GPON测试情况概述,17,10GEPON测试结论-1,18,10GEPON测试结论-2,19,10GGPON测试结论-1,20,10GGPON测试结论-2,21,10GEPON与10GGPON的比较,22,提纲,10GPON关键技术研究10GEPON关键技术10GGPON关键技术10GPON测试情况介绍PON承载TD室分基站技术和组网研究UniPON架构和关键技术,23,低成本：结构简单，价格低廉需要接入资源：通过有线宽带手段接入低功率：发射功率为10100毫瓦，与WiFi接入点类似,覆盖范围有限安装简便：支持即插即用，用户自行安装，运营商进行激活即可,PON用于TD室分基站和Femto回传TD室分基站和Femto介绍,Femto是一种小型、低功率蜂窝技术，并通过固网宽带回程主要用于家庭及中小企业办公室等室内场所主要作为蜂窝网在室内覆盖的补充，为用户提供话音及高速数据业务,用于大型会场、体育场等封闭区域，以及写字楼、商场等建筑物室内覆盖需要采用多个GPS，增加了工程施工难度和建网成本目前TD室内分布路测系统还不完善，对室内分布系统建设进度造成影响,家庭微基站,室分基站,24,PON用于TD室分基站和Femto回传,主要用于家庭客户，也可用于中小企业，可靠性要求不高OLT部署在汇聚节点以上对保护机制的部署要求不高同时可提供宽带接入,OLT可部署在接入/汇聚节点通过带内同步信号进行同步根据业务需求选择部署保护机制,城域核心层,城域汇聚层,无源分光器,家庭客户,/,/,ONU,TDFemto基站回传方案,集团客户,PTN/MSTP,/,/,OLT,城域接入层,TD室分基站通过PON回传方案,小型OLT,TD室分基站现状,用于集团客户和公共区域室内覆盖，安全性、可靠性要求较高采用MSTP/PTN接入室分基站尽量成环接入城域网，提供较好的保护机制采用GPS提供时间同步,按本期集采，只算设备成本：承载TD室内分布的PTN设备约7000元/端，PON设备约800至1000元/端（视保护情况）。,25,PON支持时间同步要求ToD-over-GPON标准化经完成,PHY-1,RJ-45,RJ-45,ONU,TimingClient,OLT,20Kmfiber,NNI-2,NNI-1,FEPorts,ToD,GPS等时间源,PONCPU,PONCPU,1PPS,Clock,ToD,1PPS,Pgm.CLK,26,设备支持情况,PON设备时间同步测试结果多数支持1PPS+TOD方式，接口与移动规范有一定差异少数支持1588v2方式,27,PON保护机制,ONU1,ONU1,IFpon,IFpon,IFpon,2：N分光器,OLT,ONUN,TypeBOLT端口备份,IFpon,保护范围,主备线路采用相同的PON芯片和组件，PON口采用光开关方式分路，不保护PON芯片和组件保护OLT至光分路器之间的主干光纤,主备线路采用独立的PON芯片和组件保护OLT至光分路器之间的主干光纤主流保护方式,主备线路采用独立PON芯片和组件保护OLT至ONU之间的所有光纤，为全光纤保护可支持ONU混合方式，有的ONU采用主干光纤保护，有的ONU采用全光纤保护。成本相对较高。,28,目前存在的问题,29,提纲,10GPON关键技术研究10GEPON关键技术10GGPON关键技术10GPON测试情况介绍PON承载TD室分基站技术和组网研究UniPON架构和关键技术,30,业务需求与应用场景,城域核心层510节点,IPoverWDM/OTN,城域汇聚层20100节点,城域接入层4005000节点,RNC,RRU,BBU,RRU,BBU,场景A:BBU位于汇聚层,场景B:室内分布式基站,场景C:传统基站,CPRI传输需求,高带宽:TD典型值为2.4576Gbps；LTE时期为4.9152Gbps,9.8304Gbps时延抖动:8.138ns频率稳定性:0.002ppm,挑战,传输距离远需要保护机制保证可靠性,数量大、分布广光纤资源匮乏位于室内，部署环形拓扑困难,CPRI:几km100km以上,CPRI:几km10km,CPRI:100米以内,需要较多的机房资源,31,分布式基站解决方案,BBU,RRU,RRU,RRU,RRU,RRU,WDM,RRU,BBU,Splitter,WDM/ONU,WDM/ONU,WDM/ONU,1、光纤直驱（CPRI）,RRU,RRU,RRU,WDM,BBU,WDM,WDM,WDM,3、UniPON,2、OTN/WDM,浪费光纤（如5个BBU基带池需要120根光纤）传输距离短（10km）CPRI接口保护和OAM能力较弱方案简单,作为补充方案,节省光纤（如5个BBU基带池需要2根光纤）传输距离长完善的保护和OAM机制通常采用环形拓扑，在用户侧部署困难,场景A的优选方案,场景B的优选方案,节省光纤传输距离短(10km)具备一定的保护机制可与PON网络共享基础架构和OAM机制,32,UniPON技术方案,普通集团客户,IPoverWDM,基站,SR/BRAS,家庭客户,/,/,OLT,ONU,/,无源光分路器,宽带接入网,城域数据网,城域核心路由器,城域核心层,城域汇聚层,城域接入层,重要集团客户,/,分布式基站BBU,RRU,ONU,城域传送网,Femto,PON将成为家庭用户、普通集团用户、分布式基站、Femtocell/室内覆盖的统一承载平台多业务需求将推进PON向更高速率和更多集成