40G堆叠PON,构建面向未来的光接入网

40G堆叠PON，构建面向未来的光接入网当前，全球性的宽带建设正热潮涌动，中国的“宽带中国”战略也已明确提出。在全球固定宽带运营商规模实施光纤战略时，如何让规模投入能够持续性地产生效益，即如何投资建设一张可持续发展、具备长期演进能力的光接入网络，成为备受关注的热点问题，而业界标准化组织、设备制造商等产业重要参与者则在积极寻求答案。在标准化层面，光接入两大标准组织ITU-T和IEEE已经完成XGPON1(10GGPON)与10GEPON的标准制订工作，为GPON、EPON网络的下一步演进提供了方向。尽管10GPON的技术体系已经成熟，但是从运营商建网和投资回报的角度来看，只关注10PON本身的部署还远远不够，需要放眼长远，对现有的光接入网进行更全面的中长期规划，以确保光接入网络的持续平滑演进。在设备制造商环节，对于构建面向未来的光接入网络的探索从未止步。以华为为例，2011年，华为成功发布了全球首个40G传输速率的PON样机系统，通过波长叠加技术实现了下行40Gbps、上行10Gbps的带宽传输能力，支持1：512分光和20公里传输距离。华为40GPON样机的发布，作为一次有益的尝试，使得光接入的可持续发展有了实现的可能，因为能够帮助运营商把未来的升级和演进问题纳入现有GPON的规划部署中来，使得运营商能够以更加广阔的视野统筹光接入网在整个生命周期内的总成本。从平滑演进的角度来看，原有的10GPON解决方案尽管实现了从1G/2.5G到10G能力的提升，但面向网络长期演进，EPON和GPON两个标准在持续提速能力、统一技术方向，以及FTTB/C等几个方面均有不同程度的欠缺，而40G堆叠PON则可以弥补原有技术的这些不足。华为40GPON系统采用4个承载在不同波长上的XGPON堆叠而成，现有GPON/XGPONODN可保持完全不动。其中，每个ONU上行峰值速率为2.5Gbps、下行峰值速率为10Gbps;光功率预算支持256分支条件下传输40km，或者256分支条件下传输40km;支持40km的ONU距离差。该方案已经与中国电信北京研究院共同完成初步测试。TDM与WDM优势互补，低成本提速成为现实传统的PON技术在一根光纤内采用两个不同波长分别实现上下行数据的传送，不同ONU之间采用时分复用的方式共享带宽。而40G堆叠PON技术则在光纤接入网中引入了波分叠加的技术，在一根光纤上采用了8个波长，上下行各4个，分别承载4路XGPON1(10GGPON)的上下行数据。堆叠PON系统通过波长的不同将一个PON端口下的ONU分为4组，每一组ONU之间仍采用传统的时分复用机制，共享10G下行/2.5G上行带宽。这样，整个堆叠PON系统的下行总带宽达到40G，上行带宽达到10G。另一方面，在40G堆叠PON系统中，不同波长的合分波均在局端完成，对于ONU设备来说，除激光器的差异外，其他部件与10GPON系统并无差异，因此其成本与10GPON系统相当，不会带来大幅成本提升。合理波长规划，40GPON与现有网络和谐共存客观来看，40GPON的部署能否与现有的EPON和GPON和谐共存，这是运营商在实施宽带战略时要重点考虑的问题。由于40G堆叠PON技术在ODN中采用了波分复用技术实现不同技术叠加共存，在这种情况下，只要通过合理的波长规划，规避ODN中已经使用的波长，就可以实现40GPON与现有PON技术的和谐共存。GPON/EPON技术下行使用S波段(1460〜1530nm)，上行使用O波段(EPON：1260〜1360nm；GPON：1290〜1330nm)；10GPON技术下行使用L波段(1575〜1580nm)，上行使用O波段(1260-1280nm)。在现有的波长规划中，C波段用于承载有线电视信号，绝大多数情况下此波段仍为空闲，若使用C波段承载40G堆叠PON信号，便能够有效避开现有GPON和EPON的波长，以及可能部署的XGPON1或10GEPON波长，实现不同制式在同一ODN中共存。此外，若运营商考虑跨越10GPON阶段，直接部署40GPON技术，也可采用L波段支持40GPON，或者预留L波段支持其他后续PON技术。超大分光比+继承现有ODN，FTTH覆盖更广40G堆叠PON系统，在引入波分复用技术的同时，也引入了现有WDM网络中成熟应用的长距离传送技术，实现长距离、大分光比接入。当前业界为40G堆叠PON技术设定的分光比目标为1：512(20km传输距离)，而这个分光比能力已经得到了充分的理论和实践验证。40G堆叠PON的超大分光比支持能力，为FTTB网络向FTTH升级提供了一种全新的解决方案。运营商可以维持现有FTTB模式的ODN网络不变，在楼道MDU设备的位置部署二级分光器，再将光纤引入用户家中实现FTTH。这种方式可以大幅节省运营商FTTH网络覆盖的投资，并实现FTTH与FTTB两种不同接入模式并存，实现FTTB到FTTH的无缝平滑演进。当前，全球性的宽带建设正热潮涌动，中国的“宽带中国”战略也已明确提出。在全球固定宽带运营商规模实施光纤战略时，如何让规模投入能够持续性地产生效益，即如何投资建设一张可持续发展、具备长期演进能力的光接入网络，成为备受关注的热点问题，而业界标准化组织、设备制造商等产业重要参与者则在积极寻求答案。在标准化层面，光接入两大标准组织ITU-T和IEEE已经完成XGPON1(10GGPON)与10GEPON的标准制订工作，为GPON、EPON网络的下一步演进提供了方向。尽管10GPON的技术体系已经成熟，但是从运营商建网和投资回报的角度来看，只关注10PON本身的部署还远远不够，需要放眼长远，对现有的光接入网进行更全面的中长期规划，以确保光接入网络的持续平滑演进。在设备制造商环节，对于构建面向未来的光接入网络的探索从未止步。以华为为例，2011年，华为成功发布了全球首个40G传输速率的PON样机系统，通过波长叠加技术实现了下行40Gbps、上行10Gbps的带宽传输能力，支持1：512分光和20公里传输距离。华为40GPON样机的发布，作为一次有益的尝试，使得光接入的可持续发展有了实现的可能，因为能够帮助运营商把未来的升级和演进问题纳入现有GPON的规划部署中来，使得运营商能够以更加广阔的视野统筹光接入网在整个生命周期内的总成本。从平滑演进的角度来看，原有的10GPON解决方案尽管实现了从1G/2.5G到10G能力的提升，但面向网络长期演进，EPON和GPON两个标准在持续提速能力、统一技术方向，以及FTTB/C等几个方面均有不同程度的欠缺，而40G堆叠PON则可以弥补原有技术的这些不足。华为40GPON系统采用4个承载在不同波长上的XGPON堆叠而成，现有GPON/XGPONODN可保持完全不动。其中，每个ONU上行峰值速率为2.5Gbps、下行峰值速率为10Gbps;光功率预算支持256分支条件下传输40km，或者256分支条件下传输40km;支持40km的ONU距离差。该方案已经与中国电信北京研究院共同完成初步测试。TDM与WDM优势互补，低成本提速成为现实传统的PON技术在一根光纤内采用两个不同波长分别实现上下行数据的传送，不同ONU之间采用时分复用的方式共享带宽。而40G堆叠PON技术则在光纤接入网中引入了波分叠加的技术，在一根光纤上采用了8个波长，上下行各4个，分别承载4路XGPON1(10GGPON)的上下行数据。堆叠PON系统通过波长的不同将一个PON端口下的ONU分为4组，每一组ONU之间仍采用传统的时分复用机制，共享10G下行/2.5G上行带宽。这样，整个堆叠PON系统的下行总带宽达到40G，上行带宽达到10G。另一方面，在40G堆叠PON系统中，不同波长的合分波均在局端完成，对于ONU设备来说，除激光器的差异外，其他部件与10GPON系统并无差异，因此其成本与10GPON系统相当，不会带来大幅成本提升。合理波长规划，40GPON与现有网络和谐共存客观来看，40GPON的部署能否与现有的EPON和GPON和谐共存，这是运营商在实施宽带战略时要重点考虑的问题。由于40G堆叠PON技术在ODN中采用了波分复用技术实现不同技术叠加共存，在这种情况下，只要通过合理的波长规划，规避ODN中已经使用的波长，就可以实现40GPON与现有PON技术的和谐共存。GPON/EPON技术下行使用S波段(1460〜1530nm)，上行使用O波段(EPON：1260〜1360nm；GPON：1290〜1330nm)；10GPON技术下行使用L波段(1575〜1580nm)，上行使用O波段(1260-1280nm)。在现有的波长规划中，C波段用于承载有线电视信号，绝大多数情况下此波段仍为空闲，若使用C波段承载40G堆叠PON信号，便能够有效避开现有GPON和EPON的波长，以及可能部署的XGPON1或10GEPON波长，实现不同制式在同一ODN中共存。此外，若运营商考虑跨越10GPON阶段，直接部署40GPON技术，也可采用L波段支持40GPON，或者预留L波段支持其他后续PON技术。超大分光比+继承现有ODN，FTTH覆盖更广40G堆叠PON系统，在引入波分复用技术的同时，也引入了现有WDM网络中成熟应用的长距离传送技术，实现长距离、大分光比接入。当前业界为40G堆叠PON技术设定的分光比目标为1：512(20km传输距离)，而这个分光比能力已经得到了充分的理论和实践验证。40G堆叠PON的超大分光比支持能力，为FTTB网络向FTTH升级提供了一种全新的解决方案。运营商可以维持现有FTTB模式的ODN网络不变，在楼道MDU设备的位置部署二级分光器，再将光纤引入用户家中实现FTTH。这种方式可以大幅节省运营商FTTH网络覆盖的投资，并实现FTTH与FTTB两种不同接入模式并存，实现FTTB到FTTH的无缝平滑演进。40G堆叠PON，未来必然的技术方向正是因为拥有诸多的优势特性，40G堆叠PON技术势必将成为未来PON技术的主流方向。在已有充分技术验证的基础之上，持续推进堆叠PON的标准化和产业化，将是未来几年光纤接入标准工作的重点。尤为重要的是，在PON网络的实际部署中，运营商若提前一步考虑光纤接入技术演进策略，为后续引入堆叠PON技术预留充分的波长资源，将会对光纤接入网的可持续演进奠定坚实的基础。同时，设备制造商作为技术升级的探索者和推动者，也将在光纤接入网的持续演进中扮演重要角色。华为40GPON，