浅谈下一代PON技术演进

1、    浅谈下一代pon技术演进    夏青摘要：随着通信技术的迅猛发展，电信业务逐渐宽带化、综合化和数字化，本文主要介绍当前光纤宽带接入技术的最新进展及技术演进。关键词：pon 10g pon ng-pon2一、引言无源光网络（pon）技术以其节省主干光纤和局端设备光接口、服务范围大、带宽分配灵活和运维成本低等特点，成为宽带光接入的主要接入方式，无源光网络（pon）由光线路终端（olt）、光网络单元（onu）和光分配网络（odn）组成。一般其下行采用tdm广播方式、上行采用tdma（时分多址接入）方式，pon是一种纯介质网络，由于消除了局端与用户端之间

2、的有源设备，因此它能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率，提高系统可靠性，同时可节省维护成本，是运营商长期期待的技术。pon的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号。1g epon 在宽带接入网建设及光进铜退接入网改造过程中得到大量应用。虽然1g epon 能够提供 1gb/s 的上下行带宽，但随着一些新业务的逐渐普及，也对 pon 技术提出了更高的要求。2001年和2002年，权威标准组织ieee和fsan/itu-t分别提出epon和gpon概念，从此pon技术进入了gbps时代。此后5年内，这两种技术及其产业链逐渐发展成熟，成为了全球市场的主流应用。目

3、前，国内外的主流电信运营商均以epon或者gpon技术大力发展宽带接入提速服务，光进铜退的趋势日益明显。随着用户对高清iptv、视频监控等高带宽业务需求的不断增长，运营商对pon系统在带宽需求、业务支撑能力、接入节点设备和配套设备性能等方面，都提出了更高的期望。下一代pon技术的未来演进已成为当前业界最瞩目的焦点问题。从目前的发展趋势来看，光纤接入技术主要沿着两个方向发展：第一个是单波长、高带宽趋势，如10g pon。另一个是网络向多波长发展，即wdm- pon技术。二、pon技术演进fsan和itu将光纤网络未来演进定义为两个阶段：ng-pon1（中期）和ng-pon2（長期）。ng-pon

4、1是基于xg-pon1的技术实现，可提供10gbps下行速率和2.5gbps上行速率。然而当xg-pon1可实际商用投入市场后却遇到一定的阻碍，在中短期时间内市场对于10gbps速率的接入业务需求并不明显。随着更新技术的出现，市场也逐步将注意力转移到了ng-pon2。1.10g pon2008年开始，ieee和fsan/itu-t启动了10g pon的研究，pon技术跨入10gbps时代。ieee还是延续采用以太网技术，通过少量扩展，推出了10g epon标准，ieee802.3av在2009年9月正式发布。itu-t稍晚也启动了10g gpon标准的制定，延续了gpon的技术路线，并在201

5、0年三季度发布了g.987系列标准。10g pon技术阶段是光接入技术发展路线中承上启下的关键步骤，其带宽能力良好匹配普及百兆、迈向千兆的提速需求，场景应用范围广泛，产业发展成熟，现网中可无缝兼容现有epon/gpon技术和用户设备，工程实施上只需进行设备级改造。是510年内fttx的主要技术选择。fttb场景下接入用户数较多，1g epon/gpon带宽目前已经无法支撑百兆提速，必须升级到10g pon。在epon比例高、百兆和视频业务发展快的区域，需要尽快升级到10g epon，以满足普及百兆、试点千兆的要求。随着xg pon1产业链的进一步成熟，gpon ftth也将逐步升级到10g p

6、on。目前，10g-epon已大规模商用，xg-pon1开始商用。重点聚焦于校园和园区fttb建设、lan小区提速改造、百兆ftth提速和未来的千兆到户等应用场景。2. 40g pon2011年开始，itu-t启动了ng-pon2的研究，pon标准将跨入40gbps时代。2012年3月，多数运营商选择twdm-pon作为其主要的实现技术，开始编写g.ngpon2.1（即ng-pon2总体需求）。同年10月，该文稿提交并获得通过，标准号为g.989.1。随着itu-t日前推出40gbps无源光网络（ng-pon2）g.989系列标准，下一代无源光网络（ng-pon）的发展又向前迈出了一大步。ng

7、-pon2是紧随着1g gpon（itu-t g.984系列）和10g xg-pon1（itu-t g.987系列）之后出现的，拥有多波长操作、收发器和接收器onu波长可调等增强性能。基于多波长和点对多点架构，ng-pon2的主要解决方案是基于时分和波分复用的pon（twdm-pon）。事实上，twdm-pon由两个方向上的四到八个波长组成，每个方向的最高速率能达到80gbps。twdm-pon是tdm技术与wdm技术结合。其采用8个波长实现4路10g gpon在同一odn中叠加；其中，下行4个波长，10g/波长；上行4个波长，2.5g/波长；总带宽下行40g/上行10g。twdm-pon可以

8、与现有g/epon fttb网络和谐共存，不同pon技术采用不同波长隔离，不会对数据规划和网络管理造成困扰；利用堆叠pon 1：512的高分光比能力，可借用fttb的odn网络实现ftth低成本覆盖。twdm-pon所带来的带宽和灵活性的提升，将为整个光纤网络打开一个全新领域，twdm能够支持、管理或演进至合适的带宽以支持各种不同的业务，比如，支持商业接入对称的高带宽，支持移动回程的非对称高带宽等。同时它也能支持在同一架构下各种业务和用户的融合。这些能力将帮助运营商降低capex，并创造更多收入。3.其它40g pon技术与twdm-pon共同纳入ng-pon2备选方案的有： ofdm-pon技术（正交频分复用）、udwdm-pon技术（基于相干光检测）、sswdm-pon技术（odn中引入反射镜等）、xlg-pon技术（tdm直接到40g速率）。出于更大限度的重现有用odn网络及产业水平的整体考虑，twdm-pon和部分p2p wdm-pon的应用场景更为多数运营商所接收，从而成为ng-pon2的主要标准内容。三、 结束语总的说来，g速率的pon网络和技术已在全球范围内获得了商业应用。目前，10gpon技术已开始商业应用。40g速率代表的twdm-po