近幾年，不斷增長(zhǎng)的OTT、視頻游戲、4K電視、智能家居以及物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)離不開(kāi)寬帶網(wǎng)絡(luò)的支撐，同時(shí)這些業(yè)務(wù)也對(duì)帶寬的巨大需求推動(dòng)著寬帶技術(shù)的發(fā)展。作為主流的光接入技術(shù)，EPON/GPON不能滿足未來(lái)面對(duì)每戶100M-1G的帶寬需求，PON網(wǎng)絡(luò)邁向10G的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。

未來(lái)寬帶業(yè)務(wù)將會(huì)以多媒體、視頻點(diǎn)播、互動(dòng)游戲?yàn)橹饕卣鳎殡S著大流量、大寬帶業(yè)務(wù)的開(kāi)展和普及，EPON和GPON已無(wú)法滿足未來(lái)寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，現(xiàn)有PON口帶寬將會(huì)出現(xiàn)瓶頸。

1、10G PON技術(shù)發(fā)展背景

在PON出現(xiàn)至今的近二十年發(fā)展史上，已形成了窄帶PON、APON/BPON、EPON和GPON、10G PON、NG PON2等一系列產(chǎn)品。目前下一代 PON 接入技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)主要為 10G EPON 標(biāo)準(zhǔn)和 10G GPON 標(biāo)準(zhǔn)。

2、10G EPON 標(biāo)準(zhǔn)及關(guān)鍵特性

10G EPON 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了10Gb/s下行、1Gb/s上行的非對(duì)稱模式和10Gb/s 上/下行對(duì)稱模式兩種速率模式。同時(shí)，在沿用1G EPON的MAC和MPCP協(xié)議的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展增加了10Gb/s能力的通信與協(xié)商機(jī)制，而對(duì)1G EPON的底層進(jìn)行了重新定義，以專(zhuān)門(mén)處理10G EPON 10G上下行數(shù)據(jù)，而避免 MAC層及以上各層的改動(dòng)。

10G EPON最大的特點(diǎn)是：擴(kuò)大了EPON 的上、下行帶寬，同時(shí)提供最大達(dá)到 1：128 的分光比;充分考慮了與EPON的兼容性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)10G EPON與1G EPON 的兼容和網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)。

高帶寬。10G EPON 提供了10Gb/s下行、1Gb/s上行的非對(duì)稱模式和10Gb/s 上下行對(duì)稱模式兩種速率模式。在前期家庭寬帶用戶可以使用非對(duì)稱模式，而對(duì)于部分政企大客戶，上下行帶寬需求均會(huì)超過(guò)100M，甚至1G，因此對(duì)稱的10G EPON是最佳選擇；隨著業(yè)務(wù)發(fā)展導(dǎo)致上行帶寬需求增加，對(duì)稱的技術(shù)將逐漸成為主流。

大分光比和長(zhǎng)距離傳輸。目前10G EPON采用高功率預(yù)算PR30/PRX30時(shí)，最大可以支持 1：128 分光比下20km的傳輸距離或者 1：64 分光比下30km 的傳輸距離。

向下兼容。在波長(zhǎng)分配、多點(diǎn)控制機(jī)制方面都有專(zhuān)門(mén)的考慮，最大限度地沿用EPON的MPCP協(xié)議，以保證10G EPON與1G EPON系統(tǒng)在同一ODN 下的共存，實(shí)現(xiàn)10G EPON和1G EPON 在ODN網(wǎng)絡(luò)、管理維護(hù)、業(yè)務(wù)承載、平滑升級(jí)等方面的一致性、兼容性和擴(kuò)展性。

正是基于10G EPON對(duì)現(xiàn)網(wǎng)技術(shù)的完美兼容，同時(shí)也因?yàn)榘l(fā)展早，因此得以在現(xiàn)網(wǎng)大量應(yīng)用，截止到2014年底，全球應(yīng)用規(guī)模超過(guò)500萬(wàn)線，而絕大多數(shù)又是在中國(guó)，主要得益于國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商早期部署了大量的EPON網(wǎng)絡(luò)；特別是電信和聯(lián)通，從EPON網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到10G EPON無(wú)論是在FTTB還是FTTH上，不管是在成本還是維護(hù)上，都有天然的優(yōu)勢(shì)。

2013年，中國(guó)電信開(kāi)啟了全球最大規(guī)模的10G EPON集采，將10G EPON成本拉到了合理的水平，也直接為后期的大規(guī)模商用鋪平了道路。經(jīng)過(guò)2年多的商用，進(jìn)一步驗(yàn)證了10G EPON在帶寬提速和普及上的優(yōu)勢(shì)，特別是老城區(qū)以及農(nóng)村銅線改造過(guò)程中的巨大優(yōu)勢(shì)，中國(guó)電信2015年又將10G EPON納入集采范圍，而且范圍超過(guò)了2013年，達(dá)到100萬(wàn)線規(guī)模；據(jù)稱中國(guó)聯(lián)通也在研究是否將10G EPON納入今年的集中采購(gòu)，運(yùn)營(yíng)商的大規(guī)模招標(biāo)以及現(xiàn)網(wǎng)的大量應(yīng)用都說(shuō)明了業(yè)界對(duì)這些技術(shù)的看好，相信在未來(lái)的3-5年，10G EPON都將是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主流技術(shù)選擇。

10G PON的另外一支分支，是10G GPON，由于這幾年GPON的大規(guī)模商用，因此GPON的下一代技術(shù)10G GPON也逐漸納入各方的視野。

3、10G GPON 標(biāo)準(zhǔn)及關(guān)鍵特性

2004年啟動(dòng)從GPON 向下一代PON演進(jìn)的可行性研究。2007年9月，規(guī)范了GPON 和下一代PON 系統(tǒng)的共存，制定了NG-PON 的標(biāo)準(zhǔn)化路標(biāo)：第一階段是與 GPON 共存、重利用GPON ODN的NG-PON1;第二階段是建設(shè)全新ODN的NG-PON2。其主要特性為：

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(jí)更換 ONT 設(shè)備，而在OLT側(cè)則可增加支持10G的接口板，這就大幅度降低了技術(shù)升級(jí)所需的成本，可將運(yùn)營(yíng)商的效益最大化。

超強(qiáng)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(lái)發(fā)展的需要，可以完成靈活部署。10G GPON 既能夠?qū)崿F(xiàn)l0G/2.5G上/下行非對(duì)稱的速率，也可以實(shí)現(xiàn)l0G/10G上/下行對(duì)稱的速率。

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長(zhǎng)的覆蓋范圍。10G GPON最大能夠完成1：512的大分光比下20km 的長(zhǎng)距傳輸，在不改變用戶帶寬的前提下，可通過(guò)增大分光比實(shí)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，以便提高接入網(wǎng)的用戶覆蓋率，實(shí)現(xiàn)成本的最優(yōu)化，為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更大的收益。

10G GPON相對(duì)10G EPON成熟較晚，因此發(fā)展的相對(duì)緩慢一些，目前在國(guó)內(nèi)主要還是小范圍驗(yàn)證，沒(méi)有規(guī)模商用；倒是在國(guó)外，包括歐洲，中東，東南亞已經(jīng)開(kāi)始了大量的10G GPON商用，2014年，印尼電信的10G GPON國(guó)家寬帶項(xiàng)目，堪稱目前為止全球最大規(guī)模的商用網(wǎng)，覆蓋用戶超過(guò)100萬(wàn)線，建設(shè)模式包括FTTH和FTTB，提供用戶100M帶寬，引來(lái)多家廠商爭(zhēng)奪。

4、升級(jí)過(guò)渡方案

GPON 向 10G GPON 的升級(jí)。ONU向10G/2.5G升級(jí)，OLT向10Gbit/s的下行速率升級(jí)。由于10Gbit/s突發(fā)模式接收機(jī)等技術(shù)難題，要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可靠的10Gbit/s 的上行鏈路速率相對(duì)困難，所以 2.5Gbit/s 上行成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)可行的方案。采用2.5Gbit/s 的上行鏈路，將上行通道擴(kuò)容了兩倍，同時(shí)大幅降低了突發(fā)模式接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)難度，從而降低了接入成本，而且2.5Gbit/s 上行還可以有效滿足用戶的各種接入需求。

ONU向l0G/10G 升級(jí)，OLT向10Gbit/s 的上下行速率升級(jí)。在下行信道完成升級(jí)后，上行信道開(kāi)始向10Gbit/s 速率目標(biāo)升級(jí)。這一過(guò)程的初期可能會(huì)花費(fèi)較高成本，所以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可靠的l0G/10G 上/下行對(duì)稱的10G GPON系統(tǒng)還需要進(jìn)一步研究。

為了完成GPON向10G GPON的平穩(wěn)過(guò)渡，通過(guò)采用WDM技術(shù)，10G GPON能夠很好地兼容已有的GPON 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)GPON向10G GPON的順利過(guò)渡。

EPON向10G EPON的升級(jí)。在10G EPON的引進(jìn)及現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)改造的過(guò)程中，主要會(huì)遇到以下兩種情況：

一種是新建ODN網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)新增10G EPON OLT 單板和ONU設(shè)備，建立新的ODN 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)新增用戶高帶寬的需求。這種情況下，網(wǎng)管系統(tǒng)升級(jí)并增加10G EPON業(yè)務(wù)配置及業(yè)務(wù)發(fā)放功能，OLT 側(cè)版本升級(jí)并增加10G EPON的用戶數(shù)據(jù)配置。同時(shí)，根據(jù)10G EPON的特性，在新建的ODN網(wǎng)絡(luò)中，用戶側(cè)可以是10G EPON的ONU，也可以是 EPON 的ONU設(shè)備。

另一種情況是在原有ODN網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行用戶寬帶提速。新增10G EPON OLT單板，并將需要提速的用戶側(cè)ONU設(shè)備更換為10G EPON的ONU設(shè)備，然后進(jìn)行割接，將原ODN網(wǎng)絡(luò)接入新增OLT單板，以實(shí)現(xiàn)用戶的寬帶提速。在這種情況下，需光纖線路割接，用戶數(shù)據(jù)也要進(jìn)行遷移。

5、總結(jié)

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(diǎn)已不能滿足人們的需求，下一代PON技術(shù)已經(jīng)逐步趨于完善，10G PON在光接入網(wǎng)絡(luò)中具有非常光明的前景，并將起著舉足輕重的作用。

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