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10G PON技术现状及发展浅析

2014-08-16 00:02
林契于宸
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  近几年,不断增长的IPTV、视频游戏业务对带宽的巨大需求推动着宽带技术的发展,未来物联网的发展也离不开宽带网络的支撑。作为主流的光接入技术,EPON/GPON不能满足未来面对每户100M-1G的带宽需求,PON网络迈向10G的趋势不可逆转。

  未来宽带业务将会以多媒体、视频点播、互动游戏为主要特征,伴随着大流量、大宽带业务的开展和普及,EPON和GPON已无法满足未来宽带业务发展的需要,现有PON口带宽将会出现瓶颈。

  1、10G PON技术发展背景

  在PON出现至今的近二十年发展史上,已形成了窄带PON、APON/BPON、EPON和GPON等一系列产品。目前下一代 PON 接入技术的标准主要为 10G EPON 标准和 10G GPON 标准。

  2、10G EPON 标准及关键特性

  10G EPON 国际标准规定了10Gb/s下行、1Gb/s上行的非对称模式和10Gb/s 上/下行对称模式两种速率模式。同时,在沿用1G EPON的MAC和MPCP协议的基础上,扩展增加了10Gb/s能力的通信与协商机制,而对1G EPON的底层进行了重新定义,以专门处理10G EPON 10G上下行数据,而避免 MAC层及以上各层的改动。

  10G EPON最大的特点是:扩大了EPON 的上、下行带宽,同时提供最大达到 1:256 的分光比;充分考虑了与EPON的兼容性问题,实现10G EPON与1G EPON 的兼容和网络的平滑演进。

  (1)高带宽。10G EPON 提供了10Gb/s下行、1Gb/s上行的非对称模式和10Gb/s 上下行对称模式两种速率模式。在前期可以使用非对称模式;随着业务发展导致上行带宽需求增加,可以逐渐采用对称模式。

  (2)大分光比和长距离传输。目前10G EPON采用高功率预算PR30/PRX30时,最大可以支持 1:256 分光比下20km的传输距离或者 1:128 分光比下30km 的传输距离。

  (3)向下兼容。在波长分配、多点控制机制方面都有专门的考虑,最大限度地沿用EPON的MPCP协议,以保证10G EPON与1G EPON系统在同一ODN 下的共存,实现10G EPON和1G EPON 在ODN网络、管理维护、业务承载、平滑升级等方面的一致性、兼容性和扩展性。

  3、10G GPON 标准及关键特性

  2004年启动从GPON 向下一代PON演进的可行性研究。2007年9月,规范了GPON 和下一代PON 系统的共存,制定了NG-PON 的标准化路标:第一阶段是与 GPON 共存、重利用GPON ODN的NG-PON1;第二阶段是建设全新ODN的NG-PON2。其主要特性为:

  (1)兼容性。10G GPON系统能够很好地兼容现有的GPON系统。10G GPON的ODN 系统可以有效地利用原有GPON 网络已经布放的光纤、分路器和接插件等设备,仅需要升级更换 ONT 设备,而在OLT侧则可增加支持10G的接口板,这就大幅度降低了技术升级所需的成本,可将运营商的效益最大化。

  (2)超强的带宽能力。10G GPON能够提供的带宽是GPON系统的4倍和EPON的10倍以上,因而其能够更好地满足光纤接入系统未来发展的需要。

  (3)可以完成灵活部署。10G GPON 既能够实现l0G/2.5G上/下行非对称的速率,也可以实现l0G/10G上/下行对称的速率。

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