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下一代PON技术演进 带宽提升需求刺激新技术应用相适配

2016-04-13 14:30
来源: C114

  近年来,伴随着人们日益增长的生活需求,各种基于网络的应用蓬勃涌现。包括3D电视、高清电视、4K电视,甚至8K电视、虚拟现实在内的高质量视频服务,给人们带来无与伦比的视听体验,并正逐渐普及。除此之外,手机、平板电脑等可移动设备的使用也使得接入网络的设备和连接数大量增加。根据Nielsen定律,每过7年带宽需求都会增加一个数量级。为了应对如此强劲的需求,可提供高带宽的PON技术被广泛应用。

  10G PON:继1G PON后的主流FTTx应用技术

  包括EPON、GPON在内的1G PON技术能为终端用户提供大约20-50 Mbps的带宽。不难发现,这样的带宽对于4K电视等大带宽需求的应用来说有些捉襟见肘。因此,ITU-T提出了XG-PON1技术,它能提供10 Gbps(相当于GPON四倍)的下行带宽和2.5 Gbps(相当于GPON两倍)的上行带宽。IEEE也提出了10G EPON标准,将EPON的下行速度提升到了10 Gbps。在部分应用场景中,拥有对称的带宽也十分重要。因此,ITU-T又开始研究10G PON的另一个分支XGS-PON,以提供上下行对称的10 Gbps带宽。时至今日,10G PON技术研究已经基本完成,一系列的行业标准也已发布,规范了详细的技术参数和指标,例如10G EPON的IEEE 802.3av标准和10G GPON 的ITU-T G.987系列、G.988系列标准。在这些标准的支持和规范下,10G PON器件得以大批量生产。

  得益于成熟的产业链和优异的性能,10G PON逐渐成为了PON网络的主流技术。它适用于多种部署场景,例如楼宇、小区改造,高端家庭、中小企业宽带接入,移动回程等。更关键的是,通过重用ODN与恰当的波长部署,10G PON和1G PON可以完美共存,这也意味着运营商可以较为容易地实现网络建设的平滑演进。对于传统运营商来说,有助于提升用户体验、增强用户粘性,维持竞争优势地位;对于新兴运营商来说,则能够提供一种差异化的、在竞争中提升竞争力的思路。

  10G PON应用场景之楼宇、小区改造

  这种应用场景充分利用了10G PON技术的接入带宽,同时提供大用户覆盖范围和高达100兆乃至1G的接入带宽。此外,在成本敏感的应用场景,它能充分利用五类网线、双绞线、管网等现有资源,以实现快速的部署和业务开通,进而降低资本支出。如果进一步地应用Vectoring、G.fast等新型的铜线通信技术,在铜线入户的情形下,利用已有铜线资源,也能实现与FTTH相媲美的带宽接入效果。

  10G PON应用场景之高端家庭、企业、校园宽带接入

  对于服务高端用户的全新部署场景,10G PON是最佳选择。它可以提供最1G乃至10G的接入带宽,足以支持高端家庭和商业用户的高带宽需求应用,例如高速互联网接入、云存储、超高清视频、3D/VR在线游戏服务等。在这种场景下采用10G PON接入,有助于提升用户满意度,进而巩固、甚至提升营收。

  10G PON应用场景之移动回程

  在移动互联网时代,移动通信在通信市场中占据了重要的份额。因此,十分有必要为运营商提供一种弹性接入、成本低廉,但又能支持海量业务的移动通信流量承载方案,而可以部署在室内外各场景的10G PON恰好十分符合这一需求,从Smallcell和10G PON的时间发展节点和带宽提供来看,两者完美匹配。已有FTTx资源(包括机框、机架、ODN等)也为需要高密度部署的LTE smallcell解决方案提供了极大的便利。

  NG-PON2: 10G PON之后的未来

  尽管现有的主流10G PON已经可以保障绝大多数的通信业务,但带宽需求的增加仍会持续。包括虚拟现实、8K电视在内的超高清视频服务和包括Pre5G、5G在内的新一代移动通信技术都需要大量的通信带宽,并极有可能在未来带来更大的数据流量。早在2009年,FSAN就开始了下一代PON网络技术NG-PON2的研究。在2012年,FSAN选择TWDM-PON作为主流的NG-PON2技术,PtP WDM PON作为补充。这也被业界视为NG-PON2技术发展史上的一个里程碑。至2015年底,FSAN已定稿G.989.1、G.989.1 Amd1和G.989.1 Amd2等若干技术建议。同时,IEEE也正在紧锣密鼓地进行NG-EPON技术的研发,以此作为10G EPON技术的下一代演进方向。

  TWDM-PON技术就是将波分复用机制和现有PON光网络中的时分复用机制相融合,即充分利用光纤的超高容量,将若干个10G GPON波长通过波分复用技术聚合到一个通道中。换句话说,NG-PON2技术是建立在10G PON技术之上的,这也从另一个侧面反映出了10G PON技术的关键性。正是如此,NG-PON2能和现有的10G PON完全兼容,这也意味着可以实现简单、平滑、经济的技术演进。通常情况下,针对不同的应用需求,通过堆叠4个或8个、甚至更多的10G PON波长来实现按需升级或者带宽提速。在用户侧,NG-PON2的无色ONU使用可调谐光收发器来保证无论在哪个波长下,ONU均能正常工作。

  目前,NG-PON2的对应标准G.989系列正处在研究阶段,NG-PON2的技术指标、管理方式等众多细节仍需进一步讨论和确认。此外,尚不成熟的产业链也极大地限制了NG-PON2的商业化进程。厂商的NG-PON2产品目前还处在原型机阶段。一些关键器件,例如标准封装光模块仍十分缺乏,因此NG-PON2的成本相比XG-PON1要高出很多,预计2020年后NG-PON2才有可能规模应用。

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