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中国电信上海公司:应用10G-EPON技术 打造超宽带接入网络

2015-12-16 00:43
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  2015年5月17日,中国电信上海公司联合上海中江地产和中兴通讯在上海浦东“国信世纪海景”小区推出全球首个基于对称型10G-EPON技术的FTTH千兆宽带示范点。千兆接入产品的上线,标志着超宽带接入网络解决方案已由研究试点逐步迈向了市场化,中国电信上海公司也由此成为首家提供FTTH千兆宽带接入的基础运营商,体现了宽带领域的国际领先地位,极大提升了行业竞争力。

  融合业务需求持续增长,超宽带已是大势所趋

  近年来,高清视频、大数据、云存储、物联网、可视通信、视频监控、互动游戏、远程医疗等高带宽融合型“互联网+”应用迅速发展,用户上下行带宽需求持续保持增长。作为业务承载通道,多样化的接入网部分是其中最为复杂也是速率和质量容易出现瓶颈的环节,宽带提速需求显著。

  按照国务院2013年发布的“宽带中国”战略实施方案,2014-2020年间,要求50%的城市家庭用户带宽达到100Mbit/s,发达城市部分家庭用户达1Gbit/s。而根据国务院最新的《关于加快高速宽带网络建设推进网络提速降费的指导意见》要求,“到2017年底全国所有地级以上城区家庭都要具备100M光纤接入能力,直辖市、省会等主要城市宽带用户平均接入速率超过30M,其他地市和县级市城区宽带用户平均接入速率达到20M”。2014-2017年《上海信息消费行动纲要》也明确:到2017年,上海基本建成具有国际水平的“宽带、泛在、融合、安全”的下一代信息基础设施体系,家庭光纤用户普及率达到65%,家庭光纤用户平均互联网接入带宽接近50Mbit/s。因此,“发达城市试点千兆以上高带宽、宽带技术标准在国际上形成差异化优势、建成宽带产业体系”这三点,是国家对宽带发展的硬要求,是技术突破、科技创新的战略所在。

  作为国内城市光网建设的零头羊,中国电信上海公司前瞻性地开展全光纤网络部署,在光网覆盖能力和FTTH用户数量上保持领先。此前部署的网络设备绝大多数基于1G-EPON技术,可以较好地满足多用户20-100Mbit/s业务应用,但今后随着光网用户实装率的提升以及用户使用习惯的变化,常在线高带宽应用等场景的冲击仍可能使接入带宽出现不足。因此,如何考虑在已有环境条件下,低成本实现网络能力的升级,同时做好未来发展规划,充分应对超宽带化的大势所趋,亟需从宽带技术上和互联网产业应用上未雨绸缪,推进产业链的成熟和发展,打造真正的超宽带接入网络,不断提升竞争力,保持领先地位。

  10G-EPON技术迎合光网演进趋势,部署灵活满足千兆接入带宽需求

  作为光纤接入网的承载技术之一,EPON技术保持了以太网的简便性,同时增加了点到多点控制管理功能,并提供多重搅动等数据加密技术,配合无源化的ODN网络,具备可靠的数据安全性和网络承载质量。EPON最大可以提供1G/1Gbit/s的上下行速率,标准及互通性的成熟使得产业链发展迅速,是目前中国电信光网宽带接入的主流技术之一。10G-EPON作为EPON的下一代演进技术,继承了EPON的优点,可提供1G/10Gbit/s非对称速率和10G/10Gbit/s对称速率两种模式,将每用户的平均带宽提升10倍,具体速率见图1。同时,10G-EPON可以支持更高的光功率预算(高于29dB)和分光比(最大1:256),即在相同的覆盖范围下能接入更多用户,或者保持接入用户不变的情况下提供更远的覆盖范围,而升级部署投资成本相对较低,因此特别适合中国宽带接入网市场的需要。

  图1PON技术发展趋势

  目前,10G-EPON的系列化标准已经非常成熟。其中,IEEE国际标准802.3av(物理层技术规范)于2009年发布;针对系统级互通和管理方面的规范SIEPON于2012年发布,中国电信是该国际标准的主导之一。此外,CCSA在2011年发布了10G-EPON行标,BBF组织也在2010年发布了针对10G-EPON体系架构和运营商高层业务需求的TR-200标准。

  为了实现10G-EPON与1G-EPON的兼容和网络的平滑演进,IEEE802.3av标准在波长分配和多点控制机制等方面都有专门的考虑,以保证10G-EPON与1G-EPON系统在同一ODN上的共存,同时也支持今后下一代技术NG-EPON的演进。如图2所示,10G-EPON采用1577nm作为10G下行信号波长,10Gb/s信号与1Gb/s信号(1490nm)为WDM方式,确保的隔离度。上行方向,非对称10E-EPON系统的上行波长仍然沿用EPON系统的上行波长1310nm(1260-1360nm),实现与EPON的无缝兼容,对称10-EPON系统的上行信号(速率为10Gb/s)波长是1270nm(1260-1280nm),二者有重叠,因此不能采用WDM方式,而是采用双速率TDMA方式。

  图210G-EPON波长分配

  10G-EPON技术良好的兼容性大大方便了设备的升级和扩容,可以灵活适应未来网络演进的需要。10G-EPON在网络架构上可以继续沿用原有EPON拓扑,保持ODN不变,OLT/ONU设备按需升级扩容,如图3所示。以上海公司为例,局端OLT设备采用10G-EPON升级部署,对于高价值地区和客户可以优先采用对称型10G-EPON板卡和光模块。FTTH场景下终端初期可保持现网已有的1G-EPON终端与新增的非对称10G-EPON终端混用,根据用户业务速率按需将1G-EPON终端平滑升级为非对称10G-EPON终端,迅速提升用户感知。而对于更高对称带宽要求的政企客户或者用户端口更为密集FTTB场景用户,则可以考虑采用支持对称/非对称10G-EPON光模块可插拔的ONU终端,今后随着业务流量的提升和光模块成本的下降,必要时进行升级替换。汇聚网络层面,OLT上联端口可根据业务流量的变化按需扩容,采用多GE/10GE捆绑连接汇聚交换机并配置负载均衡,必要时10GE端口直连BRAS,减少汇聚环节。

  

图310G-EPON平滑升级

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