NG-PON2技术方案研究.docx

? ? NG-PON2技术方案研究 ? ? 　　摘要：随着EPON、GPON的规模部署和10 Gbit/s PON标准的制定，FSAN组织已经启动了NG－PON2的标准化工作。本文将分析运营商对NG－PON2的技术需求，并对TDM－WDM－PON、WDM－PON、OFDM－PON等多种备选技术方案进行探讨，研究这些技术的可实现性和与现有网络共存等问题。 　　关键词：无源光网络，NG-PON2，TWDM-PON，WDM-PON，OFDM-PON 　　1　引言 　　随着带宽需求的不断增长，无源光网络（PON）技术已经成为目前全球各个电信运营商关注的热门技术之一，也是运营商实施“宽带提速”、“光进铜退”工程的技术基础。近几年，由美国电气和电子工程师协会（IEEE）标准化的EPON和由国际电信联盟电信标准化部门/全业务接入网论坛（ITU－T/FSAN）标准化的GPON成为FTTH的两大主流技术，并得到规模部署。为了进一步提高系统能力，满足高带宽业务发展的需求，IEEE和ITU－T/FSAN也分别于2009年9月和2010年6月制定完成了10 Gbit/s EPON标准IEEE 802.3av和XG－PON标准G.987。10 Gbit/s EPON和XG－PONl的产业化也在快速进行，10 Gbit/s PON技术已经成熟，开始在网络中规模部署。 　　随着目前交互式网络电视（IPTV）、高清晰度电视（HDTV）、网络游戏、视频业务等大流量、大宽带业务的开展和普及，每用户的带宽需求预计将以每3年一个数量级的趋势递增，从未来运营商长期发展趋势分析，每用户的带宽需求将会在50～100 Mbit/s。为了满足更远期用户对带宽的需求，业界开始了后10 Gbit/s PON的技术研究和标准化工作。FSAN定义了NG－PON2，目标是研究具有技术跨越性的新型PON系统，例如利用WDM、OFDM、CDMA等技术设计的多点光接入系统。NG－PON2阶段的PON系统不要求与现有EPON或GPON系统共存。 　　目前来看，NG－PON2仍然处于技术研究探索阶段，主流技术包括TWDM－PON（time and wavelength division multiplexed PON）、WDM－PON（wavelength division multiplexed PON）、OFDM－PON（orthogonal frequency division multiplexed PON）等。本文将基于国内外运营商对NG－PON2的需求，研究这些技术的可实现性、实现成本、与现有网络的共存等方面的问题。 　　2　NG－PON2的技术需求 　　2011年5月，FSAN组织的运营商代表从需求的角度，就后10 Gbit/s PON系统关键需求达成一致意见，并提出了明确需求，标志着40 Gbit/s PON标准进入实质性讨论阶段。考虑到国内EPON、GPON的部署情况，国内电信运营商会对NG－PON2有一些特定的要求，这些要求会对国际标准的制定产生影响。 　　（1）系统能力 　　NG－PON2应当为用户提供比GPON和XG－PON更大的带宽，下行总速率不少于40Gbit/s，上行总带宽不少于10Gbit/s，每个终端用户的最高独享带宽应不低于1Gbit/s；传输的最大距离不低于40km，差分距离不低于40km；ONU不需要采用固定的波长，实现ONU的无色（colourless）性，以降低生产和库存管理的成本。 　　（2）与现有网络共存 　　尽管FSAN定义NG－PON2作为跨越性的新型接入技术，不要求与现有的GPON系统在同一个光分配网（ODN）中共存，但是ODN在电信建设投资中占有很大的比重，从运营商角度来讲，要求NG－PON2重用GPON/XG－PON的ODN。 　　（3）技术演进 　　针对目前的网络架构，NG－PON2还需要提出一种技术演进路线，从GPON、XG－PON升级到NG－PON2，共用现有ODN。目前存在3种技术演进方式：直线演进，在部署NG－PON2之前完成GPON到XG－PON的升级，NG－PON2可重用GPON的波长，与XG－PON兼容；灵活演进，跳过XG－PON，直接从GPON升级到NG－PON2，二者相互兼容；共存演进，GPON、XG－PON和NG－PON23种PON系统共存于同一个网络中。 　　由于国内EPON、GPON刚刚开始规模部署，并且已经做了很大的投入，盲目地对现有的OLT和ONU进行改造会导致严重的资源浪费，并给运营商带来巨大的成本压力，同时NG－PON2目前技术并不成熟，在日益增长的带宽需求下，国内必然会部署10 Gbit/s EPON或者XG－PON，因此NG－PON2很有可能采用共存技术演进，实现与EPON