下一代PON技術發展展望

上海貝爾 | 趙蘇瑾

下一代PON技術發展展望

上海貝爾 | 趙蘇瑾

隨著我國“寬帶中國”戰略的深入推進，業內對于建設高速寬帶接入網熱情高漲，寬帶接入將迎來新一輪發展機遇。在大規模投資、規劃和建設前，有必要仔細研究接入網最新的發展趨勢，并以更長遠的眼光和縝密的思路，重新審視正在大規模進行的高速寬帶接入網絡建設項目。

GPON FTTH仍然是目前主流的部署方式

在過去的幾年中，高帶寬業務的需求驅動著接入技術不斷地發展，在各類PON技術中，GPON技術在帶寬、QoS、維護管理等方面具有突出的優勢。因此，無論在FTTB還是在FTTH的部署上，GPON技術仍然是目前主要的部署技術。

隨著業務模式的改變、用戶帶寬需求的增加，FTTH部署方式已經占據主流。據預測，在2020年之前，GPON FTTH仍可滿足寬帶接入網的業務發展、帶寬需求。并且在經濟性和成本的考慮上，與10G PON相比，GPON FTTH具有比較突出的性價比，由此可見，GPON FTTH部署模式將繼續引領中國寬帶接入網絡的部署。這在一定程度上延遲了對下一代PON網絡的迫切要求，從而使選擇GPON FTTH的運營商有更多的時間規劃下一代PON網絡。

下一代PON的幾種技術方案

TDM演進方案在概念上與當前的PON系統非常接近，其采用了更高速率的光電子，可以為用戶提供非常高效的共享帶寬。但該技術方案需要每個ONT（光終端）在40Gbit/s的速率下運作，該速率已遠超市場對終端個人用戶需求的預測。同時，基于高成本、色散問題無法解決等角度考慮，FSAN組織已經放棄了TDM-PON技術。

密集波分復用PON（DWDM-PON）技術支持在一根光纖上傳送很多波長，它可以為每個PON用戶提供一根獨享的1Gbit/s對稱速率的波長（未來可實現10Gbit/s）。但最終由于該技術成本高，無法解決用戶間的帶寬共享、運維復雜等問題，FSAN組織并不傾向于這種技術選擇。但是DWDM-PON技術在小范圍領域仍然存在價值，比如在GPON方案中疊加一根DWDM波長用于支持類似移動前傳。在ITU標準的附錄中描述了該特殊應用，被稱為點到點WDM。

基于時分和波分復用的PON（TWDM-PON）技術在每根光纖提供4根或更多波長，每根波長可提供2.5Gbit/s或10Gbit/s對稱或非對稱速率的傳輸能力。在2012年，FSAN將TWDM-PON技術定為NG-PON2架構實施的方案選擇。

TWDM-PON集合了TDM和WDM的優勢，同時又避免了二者的劣勢，是未來PON技術的一個比較完美的解決方案。

循序漸進過渡到TWDM-PON

對于新一代PON技術的引入，在考慮技術先進性的前提下，對基礎網絡的規劃和投資要關注長期業務發展需求，盡量避免后續網絡建設中出現重復投資和浪費資金的風險。如何快速又經濟地從現有網絡過渡到下一代PON網絡，是需要重點考慮的問題，

在演進到TWDM PON網絡的過程中，需要從經濟性、高效性、延續性等多方面進行考慮，既能夠滿足現今業務發展的需求，也需要能夠以最經濟、最平滑的方式進行演進和過渡，而XGS PON正是基于這些思考應運而生的一種技術方式，不同于已有的10G EPON和XGPON1，XGSPON為更好地演進到TWDM-PON，在技術上、標準上、實現上提供了完備的解決方案。

XGS PON基于TWDM-PON的MAC層進行設計和開發，與TWDM-PON完全兼容，采用10G EPON固定波長的光模塊，為用戶提供10G/10G的上下行對稱帶寬。XGS PON技術允許先進行固定波長的10G PON業務支持，后續根據業務的發展、運營的需求向多波長的PON平滑演進。

在同樣的OLT設備和ONU設備上，可以平滑支持10G/10G的固定波長業務演進到可變波長業務。實現一種板卡、多種應用，獲得成本和未來演進潛力的統一。這種使用及演進方式，可以避免對設備的多次可行性驗證和互通性測試，最大限度地在滿足用戶需求的同時，保護了用戶的投資。

而對于今后更高帶寬業務的支持，可以采用多波長的TWDM PON解決方案，實現在一根光纖上傳送40G/40G的上下行帶寬，對于多波長的部署方式，也可采用按需增加波長的模式，即隨著需求的變化，投資逐漸增長，波長逐步增加，如圖所示。

基于TWDM的技術將成為下一代PON的主流

GPON FTTH的部署模式仍可滿足未來幾年內的帶寬需求，但是對于現網的一些GPON/EPON FTTB部署方式，用戶帶寬需求已經遇到了增長的瓶頸，因此，基于成本和業務平衡的考慮，在近幾年內，下一代PON技術可以定位應用于以下幾個方面。

● FTTB-Business 商業用戶

● FTTB-Building 多層/高層樓宇

● FTTC-Cell site 移動基站回程

顯而易見，能夠提供對稱速率的XGS PON非常適用于商業用戶和移動基站回程用戶，是目前可見的比較完善的帶寬提升解決方案。

今后，隨著下一代PON的光模塊和芯片成本不斷降低、用戶業務帶寬需求的不斷增加，目前業內最新的預測是帶寬需求每年以15%速度增長，100M的用戶帶寬已經成為很多城市的主流需求，在國內經濟發達市場已經出現了1G FTTH的商用部署，基于TWDM技術的下一代PON必將得到大規模的應用和部署。

小結

隨著視頻、云計算、游戲、小基站回程等高帶寬業務的興起，各種高寬帶應用都向高清、虛擬3D、互動方向發展。未來智能化、創新服務將成為高帶寬應用的主流發展方向。既立足于現有的網絡，又考慮到未來發展需求的一個可平滑演進的下一代PON技術，必將在未來的網絡建設中大放異彩。

圖 波長按需增加