10G GPON引領(lǐng)下一代接入網(wǎng)

文/Frank Effenberger、羅遠(yuǎn)秋

GPON崛起

　　目前，全球主流運營商都把“光進(jìn)銅退”作為重要的發(fā)展戰(zhàn)略，中國的運營商也逐漸將投資重心轉(zhuǎn)向光纖接入網(wǎng)，積極建設(shè)以寬帶為特征的下一代網(wǎng)絡(luò)。如何構(gòu)建一個能提供多業(yè)務(wù)、大帶寬、QoS保證的接入網(wǎng)？在各種光接入技術(shù)中，歐洲的Telecom Italia、北美的Verizon和中東的Etisalat等主流運營商都選擇部署GPON。GPON緣何得到眾多運營商的青睞？

　　GPON具備低成本和高帶寬接入能力。通過共享的主干光纖和免維護的光分配網(wǎng)絡(luò)，GPON能為運營商降低CAPEX和OPEX。GPON下行采用時分復(fù)用（TDM）技術(shù)，上行采用時分多址（TDMA）技術(shù)，可以提供2.5Gbps的下行速率和1.25Gbps的上行速率；同時，GPON能支持長達(dá)20公里的傳輸距離和1：64的分支比。

　　從業(yè)務(wù)接入的角度看，GPON不僅高效，而且具備數(shù)據(jù)、語音和視頻等多業(yè)務(wù)接入能力。它采用GPON封裝方法（GEM）來封裝以太網(wǎng)、ATM和TDM的用戶流量。其中，對以太網(wǎng)幀的封裝使GPON能支持IP業(yè)務(wù)。GPON吸引運營商的另一個優(yōu)點是，GPON不需要額外的IP層封裝，GEM就能實現(xiàn)傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)與GPON的連接。另外，GPON通過結(jié)合broadcast video overlay和IPTV來提供視頻業(yè)務(wù)�；�于上述優(yōu)點，GPON在網(wǎng)絡(luò)接入市場具有良好的應(yīng)用前景。


下一代接入網(wǎng)

　　統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，寬帶接入需求每年正以約1.3倍的速度增長。目前，高清晰電視（HDTV）每個通道占用約10Mbps帶寬，成為寬帶接入網(wǎng)流量增長的主推手。將來，新業(yè)務(wù)應(yīng)用會不斷涌現(xiàn)，如家庭視頻共享、在線網(wǎng)絡(luò)游戲、遠(yuǎn)程互動教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)存儲、以及三維電視等，這些將進(jìn)一步推動帶寬需求增長。

　　新興多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展對用戶帶寬提出了新要求，現(xiàn)有的GPON技術(shù)有可能成為發(fā)展的瓶頸。不少運營商開始考慮，怎么樣的系統(tǒng)才能滿足下一代接入網(wǎng)的要求？

　　與現(xiàn)有的GPON相比，下一代接入網(wǎng)應(yīng)具備更快、更多、更廣的特點。更快指其下行鏈路至少達(dá)到10Gbps，而上行鏈路則取決于具體的應(yīng)用和成本要求；更多指其支持的用戶端設(shè)備（ONU/ONT）數(shù)量需遠(yuǎn)高于GPON支持的32個或64個；更廣指其物理傳輸距離應(yīng)遠(yuǎn)大于20公里。此外，為了降低成本和節(jié)省時間，必須重用現(xiàn)有的光分配網(wǎng)絡(luò)。因為在GPON的建設(shè)中，運營商耗費了大量的投資部署室外光纖，而這些投資必須在約30年內(nèi)攤銷。因此，向后兼容也是GPON向下一代接入網(wǎng)平滑過渡的主要問題之一。


標(biāo)準(zhǔn)鋪路

　　ITU-T G.984系列標(biāo)準(zhǔn)對GPON作出了全面的定義，包括總體特性和基本架構(gòu)（G.984.1）、物理媒質(zhì)相關(guān)子層（G.984.2）、傳輸匯聚層（G.984.3）和管理控制接口（G.984.4）。G.984.5和G.984.6還分別定義了增強帶寬和距離擴展。此外，OMCI Implementation Study Group（OISG）正在對OMCI模型進(jìn)行最后的完善。

• FSAN與NGA
  
  多業(yè)務(wù)接入網(wǎng)工作組（FSAN）的成員來自世界各國的運營商和設(shè)備制造商，負(fù)責(zé)開發(fā)寬帶接入網(wǎng)解決方案和推動各種技術(shù)提案成為標(biāo)準(zhǔn)。FSAN從2001年開始研究GPON，并逐步制定了ITU-T G.984系列標(biāo)準(zhǔn)。目前，ITU-T已經(jīng)頒布了GPON的主體標(biāo)準(zhǔn)，GPON產(chǎn)品也開始商用部署。
  
  FSAN下屬的下一代接入（NGA）小組負(fù)責(zé)研究繼GPON后的光纖接入系統(tǒng)，并著眼于下一代無源光網(wǎng)絡(luò)（NGPON）的標(biāo)準(zhǔn)化工作。NGA小組將NGPON演變劃分兩個階段：NGPON1和NGPON2。NGPON1是個中期的演進(jìn)方案，即在兼容現(xiàn)有ODN的基礎(chǔ)上，通過擴展GPON標(biāo)準(zhǔn)過渡到NGPON。NGPON2則是基于全新光網(wǎng)絡(luò)的長期的演進(jìn)方案，其目標(biāo)是提供一個獨立的下一代光網(wǎng)絡(luò)接入方案，該方案不再受制于現(xiàn)有的GPON標(biāo)準(zhǔn)和光分配網(wǎng)絡(luò)。
  
  備受關(guān)注的WDM-PON技術(shù)屬于NGPON2范疇；它通過在一根光纖中使用多個波長實現(xiàn)接入網(wǎng)的擴容。WDM-PON的真正商用還要突破一系列的關(guān)鍵技術(shù)要點，包括突發(fā)模式粗波分復(fù)用、無色ONU收發(fā)器、可調(diào)諧WDM、DWDM集成和低成本W(wǎng)DM光源等。
  
  
• XGPON1與XGPON2
  
  XGPON1和XGPON2是NGPON1的兩個主要備選架構(gòu)。XGPON1是下行10Gbps上行2.5Gbps的非對稱系統(tǒng)；XGPON2是上下行10Gbps的對稱系統(tǒng)。由于在目前的PON標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展中，不對稱系統(tǒng)XGPON1極可能追隨ITU定義的GTC層發(fā)展，所以也稱為10G GPON。對稱系統(tǒng)XGPON2則會向IEEE 802.3av工作組制定的10G EPON標(biāo)準(zhǔn)靠攏。2008年6月，在ITU-T Study Group 15的組織下，IEEE和ITU舉行聯(lián)席會議，展開了下一代接入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的廣泛討論。這將有助于實現(xiàn)雙方平衡，推動新標(biāo)準(zhǔn)的制定。
  
  華為一直積極參與各種PON標(biāo)準(zhǔn)會議和PON互通性測試。華為在FSAN、ITU和IEEE會議上貢獻(xiàn)了大量高價值的提案；此外，華為專家還擔(dān)任了包括GPON主題標(biāo)準(zhǔn)的Editor、FSAN NGA白皮書部分章節(jié)的Editor和OISG主席等職務(wù)，與各方一道促進(jìn)光接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。