40G堆疊PON,構建面向未來的光接入網(wǎng)

40G堆疊PON，構建面向未來的光接入網(wǎng)當前，全球性的寬帶建設正熱潮涌動，中國的“寬帶中國”戰(zhàn)略也已明確提出。在全球固定寬帶運營商規(guī)模實施光纖戰(zhàn)略時，如何讓規(guī)模投入能夠持續(xù)性地產(chǎn)生效益，即如何投資建設一張可持續(xù)發(fā)展、具備長期演進能力的光接入網(wǎng)絡，成為備受關注的熱點問題，而業(yè)界標準化組織、設備制造商等產(chǎn)業(yè)重要參與者則在積極尋求答案。在標準化層面，光接入兩大標準組織ITU-T和IEEE已經(jīng)完成XGPON1(10GGPON)與10GEPON的標準制訂工作，為GPON、EPON網(wǎng)絡的下一步演進提供了方向。盡管10GPON的技術體系已經(jīng)成熟，但是從運營商建網(wǎng)和投資回報的角度來看，只關注10PON本身的部署還遠遠不夠，需要放眼長遠，對現(xiàn)有的光接入網(wǎng)進行更全面的中長期規(guī)劃，以確保光接入網(wǎng)絡的持續(xù)平滑演進。在設備制造商環(huán)節(jié)，對于構建面向未來的光接入網(wǎng)絡的探索從未止步。以華為為例，2011年，華為成功發(fā)布了全球首個40G傳輸速率的PON樣機系統(tǒng)，通過波長疊加技術實現(xiàn)了下行40Gbps、上行10Gbps的帶寬傳輸能力，支持1：512分光和20公里傳輸距離。華為40GPON樣機的發(fā)布，作為一次有益的嘗試，使得光接入的可持續(xù)發(fā)展有了實現(xiàn)的可能，因為能夠幫助運營商把未來的升級和演進問題納入現(xiàn)有GPON的規(guī)劃部署中來，使得運營商能夠以更加廣闊的視野統(tǒng)籌光接入網(wǎng)在整個生命周期內(nèi)的總成本。從平滑演進的角度來看，原有的10GPON解決方案盡管實現(xiàn)了從1G/2.5G到10G能力的提升，但面向網(wǎng)絡長期演進，EPON和GPON兩個標準在持續(xù)提速能力、統(tǒng)一技術方向，以及FTTB/C等幾個方面均有不同程度的欠缺，而40G堆疊PON則可以彌補原有技術的這些不足。華為40GPON系統(tǒng)采用4個承載在不同波長上的XGPON堆疊而成，現(xiàn)有GPON/XGPONODN可保持完全不動。其中，每個ONU上行峰值速率為2.5Gbps、下行峰值速率為10Gbps;光功率預算支持256分支條件下傳輸40km，或者256分支條件下傳輸40km;支持40km的ONU距離差。該方案已經(jīng)與中國電信北京研究院共同完成初步測試。TDM與WDM優(yōu)勢互補，低成本提速成為現(xiàn)實傳統(tǒng)的PON技術在一根光纖內(nèi)采用兩個不同波長分別實現(xiàn)上下行數(shù)據(jù)的傳送，不同ONU之間采用時分復用的方式共享帶寬。而40G堆疊PON技術則在光纖接入網(wǎng)中引入了波分疊加的技術，在一根光纖上采用了8個波長，上下行各4個，分別承載4路XGPON1(10GGPON)的上下行數(shù)據(jù)。堆疊PON系統(tǒng)通過波長的不同將一個PON端口下的ONU分為4組，每一組ONU之間仍采用傳統(tǒng)的時分復用機制，共享10G下行/2.5G上行帶寬。這樣，整個堆疊PON系統(tǒng)的下行總帶寬達到40G，上行帶寬達到10G。另一方面，在40G堆疊PON系統(tǒng)中，不同波長的合分波均在局端完成，對于ONU設備來說，除激光器的差異外，其他部件與10GPON系統(tǒng)并無差異，因此其成本與10GPON系統(tǒng)相當，不會帶來大幅成本提升。合理波長規(guī)劃，40GPON與現(xiàn)有網(wǎng)絡和諧共存客觀來看，40GPON的部署能否與現(xiàn)有的EPON和GPON和諧共存，這是運營商在實施寬帶戰(zhàn)略時要重點考慮的問題。由于40G堆疊PON技術在ODN中采用了波分復用技術實現(xiàn)不同技術疊加共存，在這種情況下，只要通過合理的波長規(guī)劃，規(guī)避ODN中已經(jīng)使用的波長，就可以實現(xiàn)40GPON與現(xiàn)有PON技術的和諧共存。GPON/EPON技術下行使用S波段(1460?1530nm)，上行使用O波段(EPON：1260?1360nm；GPON：1290?1330nm)；10GPON技術下行使用L波段(1575?1580nm)，上行使用O波段(1260-1280nm)。在現(xiàn)有的波長規(guī)劃中，C波段用于承載有線電視信號，絕大多數(shù)情況下此波段仍為空閑，若使用C波段承載40G堆疊PON信號，便能夠有效避開現(xiàn)有GPON和EPON的波長，以及可能部署的XGPON1或10GEPON波長，實現(xiàn)不同制式在同一ODN中共存。此外，若運營商考慮跨越10GPON階段，直接部署40GPON技術，也可采用L波段支持40GPON，或者預留L波段支持其他后續(xù)PON技術。超大分光比+繼承現(xiàn)有ODN，F(xiàn)TTH覆蓋更廣40G堆疊PON系統(tǒng)，在引入波分復用技術的同時，也引入了現(xiàn)有WDM網(wǎng)絡中成熟應用的長距離傳送技術，實現(xiàn)長距離、大分光比接入。當前業(yè)界為40G堆疊PON技術設定的分光比目標為1：512(20km傳輸距離)，而這個分光比能力已經(jīng)得到了充分的理論和實踐驗證。40G堆疊PON的超大分光比支持能力，為FTTB網(wǎng)絡向FTTH升級提供了一種全新的解決方案。運營商可以維持現(xiàn)有FTTB模式的ODN網(wǎng)絡不變，在樓道MDU設備的位置部署二級分光器，再將光纖引入用戶家中實現(xiàn)FTTH。這種方式可以大幅節(jié)省運營商FTTH網(wǎng)絡覆蓋的投資，并實現(xiàn)FTTH與FTTB兩種不同接入模式并存，實現(xiàn)FTTB到FTTH的無縫平滑演進。當前，全球性的寬帶建設正熱潮涌動，中國的“寬帶中國”戰(zhàn)略也已明確提出。在全球固定寬帶運營商規(guī)模實施光纖戰(zhàn)略時，如何讓規(guī)模投入能夠持續(xù)性地產(chǎn)生效益，即如何投資建設一張可持續(xù)發(fā)展、具備長期演進能力的光接入網(wǎng)絡，成為備受關注的熱點問題，而業(yè)界標準化組織、設備制造商等產(chǎn)業(yè)重要參與者則在積極尋求答案。在標準化層面，光接入兩大標準組織ITU-T和IEEE已經(jīng)完成XGPON1(10GGPON)與10GEPON的標準制訂工作，為GPON、EPON網(wǎng)絡的下一步演進提供了方向。盡管10GPON的技術體系已經(jīng)成熟，但是從運營商建網(wǎng)和投資回報的角度來看，只關注10PON本身的部署還遠遠不夠，需要放眼長遠，對現(xiàn)有的光接入網(wǎng)進行更全面的中長期規(guī)劃，以確保光接入網(wǎng)絡的持續(xù)平滑演進。在設備制造商環(huán)節(jié)，對于構建面向未來的光接入網(wǎng)絡的探索從未止步。以華為為例，2011年，華為成功發(fā)布了全球首個40G傳輸速率的PON樣機系統(tǒng)，通過波長疊加技術實現(xiàn)了下行40Gbps、上行10Gbps的帶寬傳輸能力，支持1：512分光和20公里傳輸距離。華為40GPON樣機的發(fā)布，作為一次有益的嘗試，使得光接入的可持續(xù)發(fā)展有了實現(xiàn)的可能，因為能夠幫助運營商把未來的升級和演進問題納入現(xiàn)有GPON的規(guī)劃部署中來，使得運營商能夠以更加廣闊的視野統(tǒng)籌光接入網(wǎng)在整個生命周期內(nèi)的總成本。從平滑演進的角度來看，原有的10GPON解決方案盡管實現(xiàn)了從1G/2.5G到10G能力的提升，但面向網(wǎng)絡長期演進，EPON和GPON兩個標準在持續(xù)提速能力、統(tǒng)一技術方向，以及FTTB/C等幾個方面均有不同程度的欠缺，而40G堆疊PON則可以彌補原有技術的這些不足。華為40GPON系統(tǒng)采用4個承載在不同波長上的XGPON堆疊而成，現(xiàn)有GPON/XGPONODN可保持完全不動。其中，每個ONU上行峰值速率為2.5Gbps、下行峰值速率為10Gbps;光功率預算支持256分支條件下傳輸40km，或者256分支條件下傳輸40km;支持40km的ONU距離差。該方案已經(jīng)與中國電信北京研究院共同完成初步測試。TDM與WDM優(yōu)勢互補，低成本提速成為現(xiàn)實傳統(tǒng)的PON技術在一根光纖內(nèi)采用兩個不同波長分別實現(xiàn)上下行數(shù)據(jù)的傳送，不同ONU之間采用時分復用的方式共享帶寬。而40G堆疊PON技術則在光纖接入網(wǎng)中引入了波分疊加的技術，在一根光纖上采用了8個波長，上下行各4個，分別承載4路XGPON1(10GGPON)的上下行數(shù)據(jù)。堆疊PON系統(tǒng)通過波長的不同將一個PON端口下的ONU分為4組，每一組ONU之間仍采用傳統(tǒng)的時分復用機制，共享10G下行/2.5G上行帶寬。這樣，整個堆疊PON系統(tǒng)的下行總帶寬達到40G，上行帶寬達到10G。另一方面，在40G堆疊PON系統(tǒng)中，不同波長的合分波均在局端完成，對于ONU設備來說，除激光器的差異外，其他部件與10GPON系統(tǒng)并無差異，因此其成本與10GPON系統(tǒng)相當，不會帶來大幅成本提升。合理波長規(guī)劃，40GPON與現(xiàn)有網(wǎng)絡和諧共存客觀來看，40GPON的部署能否與現(xiàn)有的EPON和GPON和諧共存，這是運營商在實施寬帶戰(zhàn)略時要重點考慮的問題。由于40G堆疊PON技術在ODN中采用了波分復用技術實現(xiàn)不同技術疊加共存，在這種情況下，只要通過合理的波長規(guī)劃，規(guī)避ODN中已經(jīng)使用的波長，就可以實現(xiàn)40GPON與現(xiàn)有PON技術的和諧共存。GPON/EPON技術下行使用S波段(1460?1530nm)，上行使用O波段(EPON：1260?1360nm；GPON：1290?1330nm)；10GPON技術下行使用L波段(1575?1580nm)，上行使用O波段(1260-1280nm)。在現(xiàn)有的波長規(guī)劃中，C波段用于承載有線電視信號，絕大多數(shù)情況下此波段仍為空閑，若使用C波段承載40G堆疊PON信號，便能夠有效避開現(xiàn)有GPON和EPON的波長，以及可能部署的XGPON1或10GEPON波長，實現(xiàn)不同制式在同一ODN中共存。此外，若運營商考慮跨越10GPON階段，直接部署40GPON技術，也可采用L波段支持40GPON，或者預留L波段支持其他后續(xù)PON技術。超大分光比+繼承現(xiàn)有ODN，F(xiàn)TTH覆蓋更廣40G堆疊PON系統(tǒng)，在引入波分復用技術的同時，也引入了現(xiàn)有WDM網(wǎng)絡中成熟應用的長距離傳送技術，實現(xiàn)長距離、大分光比接入。當前業(yè)界為40G堆疊PON技術設定的分光比目標為1：512(20km傳輸距離)，而這個分光比能力已經(jīng)得到了充分的理論和實踐驗證。40G堆疊PON的超大分光比支持能力，為FTTB網(wǎng)絡向FTTH升級提供了一種全新的解決方案。運營商可以維持現(xiàn)有FTTB模式的ODN網(wǎng)絡不變，在樓道MDU設備的位置部署二級分光器，再將光纖引入用戶家中實現(xiàn)FTTH。這種方式可以大幅節(jié)省運營商FTTH網(wǎng)絡覆蓋的投資，并實現(xiàn)FTTH與FTTB兩種不同接入模式并存，實現(xiàn)FTTB到FTTH的無縫平滑演進。40G堆疊PON，未來必然的技術方向正是因為擁有諸多的優(yōu)勢特性，40G堆疊PON技術勢必將成為未來PON技術的主流方向。在已有充分技術驗證的基礎之上，持續(xù)推進堆疊PON的標準化和產(chǎn)業(yè)化，將是未來幾年光纖接入標準工作的重點。尤為重要的是，在PON網(wǎng)絡的實際部署中，運營商若提前一步考慮光纖接入技術演進策略，為后續(xù)引入堆疊PON技術預留充分的波長資源，將會對光纖接入網(wǎng)的可持續(xù)演進奠定堅實的基礎。同時，設備制造商作為技術升級的探索者和推動者，也將在光纖接入網(wǎng)的持續(xù)演進中扮演重要角色。華為40GPON，