引领下一代宽带接入技术潮流的新技术

　　宽带光接入的无源光网络(PON)技术能够大量节省主干光纤和局端设备光接口，高密集用户区域成本低，标准化程度高，业务透明性较好，网络配置灵活，综合优势明显，是未来宽带光接入及FTTH方式的主要技术选择。近年处于同一代的PON技术主要为EPON和GPON，EPON国际标准相对简单，易实现。目前EPON技术已成熟，成本不断下降，达到了规模商用水平，能够满足近期宽带业务的要求。GPON国际标准较详细，支持多业务能力较强。但目前 GPON技术尚不完全成熟，在系统功能、网管、商用芯片、互通性等方面仍需不断完善。虽然EPON和GPON接入技术提供了1G/2G的带宽，但随着 IPTV、HDTV、双向视频以及在线游戏等大流量宽带业务的逐渐开展与普及，每用户的带宽需求预计将以每5年一个数量级递增并有加速趋势，从中长期的发展趋势来看，每用户的带宽需求将是50～100Mbps。无论是EPON还是GPON，现有的PON口带宽都将出现新的瓶颈，因此ITU-T/FSAN和 IEEE组织均在积极探讨下一代PON接入技术的发展走向。

　　标准加速市场发展

　　目前下一代PON接入技术的标准主要为制定EPON标准的IEEE组织推出的10GEPON标准和制定GPON标准的ITU-T/FSAN组织推出的NG-PON标准。

　　(1)10GEPON标准的发展状况

　　10GEPON的标准为IEEE802.3av，10GEPON的标准制定从2006年开始，计划2009年9月正式颁布标准。目前10GEPON的标准制定进程较快，已经确定了主要的技术细节。

　　IEEE802.3av标准专注于物理层技术的研究，最大限度沿用EPON的IEEE802.3ah的MPCP协议，该标准具有很好的继承性。

　　IEEE802.3av确定了两种物理层模式，一种是非对称模式，即10G速率下行和1G速率上行；另外一种是对称模式，即上下行速率均为 10G。非对称模式可以认为是对称模式的一种过渡形式，在前期对上行带宽需求较少和成本较为敏感的场合，可以使用非对称形式。随着业务的发展和技术的进步，将会逐步过渡到对称模式。

　　(2)NG-PON标准的发展状况

　　NG-PON标准分为两个发展阶段，分别为NG-PON1和NG-PON2。

　　NG-PON1的研究方向主要为制定可兼容目前GPON，能够共享同一个ODN的NG-PON技术标准。

　　NG-PON2的研究方向则不考虑对于目前GPON网络的兼容性以及ODN的兼容性，光波长选择也不受目前网络应用的限制，开放式地讨论GPON技术发展潜力。目前主要探讨方向是高速率、长距、大分光比的WDM-PON与TDM-PON相结合的混合PON网络。

　　在国际标准组织的10GEPON和NG-PON标准的讨论和制定中，中国相关企业均积极参与，如中兴通讯积极参加多次10GEPON标准会议，拥有该标准的重要领导席位，提交多篇提案；在NG-PON标准的研讨中，积极、持续地为技术白皮书的制定做出重要贡献，并于2008年9月在上海独家承办了ITU-T/FSAN的标准大会。

　　(3)两大标准的发展探讨

　　NG-PON标准的制定时间表为在2009年Q1完成NG-PON的技术白皮书，包括NG-PON1/2的需求、NG-PON1的规范、NG-PON2的初期研究。计划在2011年左右完成对NG-PON1标准的制定和发布。

　　从两大标准的制定时间计划来看，目前NG-PON1标准化进程较10GEPON要晚2～3年。

　　ITU-T/FSAN组织对于NG-PON的主要思路是想通过引入WDM单纤多波长技术解决大带宽、大分光比以及长距的需求，但目前多个方向尚在讨论中，还没有确定。

　　10GEPON标准由于遵循了已有的EPON规范，上行链路的突发时序比较宽松，因此可以使用现有的元器件，加快10GEPON进入市场的速度。波长方面，10GEPON从开始就明确作为现有EPON网络的兼容升级方案，因此所选择的波长也不会影响当前EPON网络工作。加上10GEPON有很好的兼容性，能够最大化地保护运营商的投资，全面降低CAPEX，因此10GEPON技术作为一种提供10GE高带宽、兼容性好、能快速成熟的下一代 PON接入技术将在未来的几年中得到广泛关注和发展应用。

　　技术实现原理

　　下一代PON接入技术趋向于大带宽、大分光比及长距的发展方向。相对来说，10GEPON的10GE高带宽、兼容性好、能很快成熟及应用等的技术特征及思路更符合中国FTTB的建设思路，而且由于10GEPON与GEPON有着良好的兼容性，现有国内所做的EPON互通标准与规范可以绝大部分继承。

　　由图1可见，10GEPON技术在协议上位于OSI参考模型的物理层和数据链路层。

图1 10G EPON 协议框图

　　在下行方向，10GEPON以10G速率连续方式发送码流，数据流由MAC层传递到RS子层，经过XGMII接口，数据流到达PCS子层，在 PCS子层内部经过64B/66B编码、扰码、FEC功能处理(为了增加光功率预算，10GEPON技术规定必须实现FEC)；数据流经过PCS子层的处理，到达PMA子层，进行串并转换处理；最后串行码流到达PMD子层，进行光电转换，将数据流经过单模光纤传递到ONU设备；ONU设备对数据流进行相反的处理，然后送到MAC层处理。

　　在上行方向基本流程和下行相同，区别是在ONU侧的PMD层，采用突发模式发送，在OLT层的PMD层需要采用突发模式接收方式，在PCS层要进行突发模式时钟恢复。

　　10GEPON在PMD层规定了波长分配和光功率预算。IEEE802.3av的波长下行采用1575～1580nm波段，上行和1GEPON 的波长重叠，采用1260～1280nm波段。从波长分配上看，在上行方向10G速率的上行波长和1G速率的上行波长是叠加的，因此1G速率的ONU和 10G速率的ONU要采用时分复用方式发送上行数据。在下行方向10G速率的波长和1G速率的波长是分开的，保证了下行数据有较高的带宽。

　　完整的产业链支持

　　目前对10GEPON投入研究的硬件厂商主要有光模块厂商、芯片厂商和设备制造商。光模块方面，2008年上半年，已经有供应商可以提供非对称的10GEPON光模块。芯片方面，PMC-Sierra公司、Teknovus公司等都宣布可以提供完整10GEPON解决方案。设备方面，2008年 10月22日，中兴通讯在2008中国国际信息通信展览会上率先向业界推出了全球首台10GEPON设备样机，并进行了系统业务演示。部分运营商已计划在 2009年上半年建设10GEPON的试验局。

　　可以看出，10GEPON的标准发展很快，2009年三季度将发布正式标准。10GEPON可以继承EPON大规模部署的成熟经验，可以在不改变目前的ODN网的情况下与GEPON共存，为运营商节省投资。在带宽上10GEPON与已有的宽带接入技术相比有很大优势。目前各厂商也在积极投入 10GEPON的研发，产业链将很快成熟。因此10GEPON是适合于下一代宽带接入的理想技术。