下一代PON技术打造Gigaband千兆全光网络

 

 

EPON技术比GPON先推出，但其下行带宽比GPON低，而且在支持传统业务上比GPON弱，因此EPON主要是在日本、韩国和中国等光纤部署较早的市场有规模应用。

 

EPON和GPON主要是提供百兆业务，要升级到千兆网络，需要部署10G EPON或者10G GPON，10G EPON的上行频谱较宽，覆盖了EPON的频谱，因此10G EPON局端可以兼容现网的EPON终端。

 

10G EPON目前有两种标准，一种是非对称型即下行10G、上行1G，还有一种是对称型上、下行均是10G。非对称型有较高的性价比，但下行与上行的速率比偏大。而对称型10G EPON虽然解决了上行速率低的问题，但成本较高，而且对称型10G EPON与EPON共存时，下行速率会被过多的低速EPON终端拉低。因为上行采用时分复用，如果大量数据窗口被低速EPON占据，留给10G EPON终端的窗口就会有限，实际速率会大幅下降。

 

那么是否有更优的10G EPON方案，既能提高上行速率，又不会带来太多的成本上升？

 

 

10G EPON与10G GPON在上行速率上的差异导致运营商不同网络的用户带宽和体验不同，给运营商业务规划的统一带来障碍。为此华为开发了上行2.5G速率的10G EPON解决方案，这样非对称的10G EPON与10G GPON速率完全相同，方便运营商业务规划，可以屏蔽设备间差异，便于业务的统一发放和管理。

 

具体在实现上，华为局端对称型10G EPON业务板可以支持多种远端配置，即可以是对称型也可以是非对称型终端，同时支持上行2.5G的速率规格。而远端的非对称型10G EPON ONT硬件既支持传统的1G速率上行，也支持2.5G速率上行，只需要使能软件License就可以与局端配合获得上行2.5G速率。

 

上行2.5G的10G EPON无疑解决了非对称10G EPON上行速率低的问题，而通过软件License可以让运营商降低初期设备投资，根据业务增长需要购买License，无需更换硬件就可以实现上行提速，这种按需付费的商业模式更加符合运营商业务逐步增长的需要。也可以鼓励新技术创新，催生更多的新功能和新业务。

 

 

GPON与10G GPON波长不重叠，他们在同一个ODN网络上共存时需要通过WDM1r合波器，虽然额外多了个无源光器件，但10G PON波长不重叠的好处就是不会象10G EPON那样，上行速率受低速EPON终端影响，10G GPON可以获得全部速率。

 

针对GPON向10G GPON演进，华为PON Combo解决方案提供三种不同的方式，一种是外置合波器方案，可以配置在机柜内或者配线架上，通过光连接器分别连接GPON接口、10G PON接口和ODN接口。第二种是通过PON Combo板，单板提供GPON和10G PON接口，在2合1连接器上集成了合波器，对外只有一个光接口，这样在演进时只需要将原有的光接口插入PON Combo板的连接器上就行，该方案的好处是可以根据距离的不同更换光模块，具有一定的灵活性。第三种就是PON Combo光模块，即光模块内部集成了GPON、10G PON和WDM1r合波器，这种方案的好处是演进方便，缺点是成本高且缺少光模块更换的灵活性。

 

 

作为10G PON的下一代技术，40G PON曾经一度非常热，一些发达国家的运营商曾想跳过10G PON直接进入40G PON，其中一个好处是采用波分技术，拥有4个不同的波长，这在提供专线时非常有帮助。传统PON技术下行采用广播方式，虽然理论上通过加密技术不存在数据安全问题，但国外一些政府和银行客户还是有顾忌。而40G PON可以通过独立的波长，在物理层上进行了分隔，解决了安全问题。另外无线基站的远端模块处理也需要有独立的波长来传输。

 

但为了保持终端统一，40G PON的终端需要自适应不同波长，这种技术目前仍有较大挑战，光模块成品率还未达标，实现上有一定的难度，特别是终端的成本很难降下来。因此不少运营商决定先上对称型10G PON，局端对称型10G PON可以兼容远端的非对称和对称型10G PON终端，因此终端可以根据住宅应用或者企业专线的不同按需配置，降低成本。

 

 

华为在2016年2月的FTTH Council上发布了业界首个100G PON样机，目前100G PON采用单波25G、4个波长叠加的方式实现，复用目前的GPON波长，意味着100G PON开始部署时，GPON技术需要退出历史舞台，将波长资源施放出来，供新技术提供更高的速率。

 

另一个技术就是WDM PON，华为一直在投入创新，从最初的16波1G到32波2.5G，到2016年3月美国OFC展会上发布了首款32波10G的样机。WDM PON适合企业专线或者无线远端基站前传的应用。由于WDM PON需要配置AWG滤波器，与传统的ODN并不完全兼容，因此目前的应用还非常有限。

 

 

各种PON技术发展同样需要终端的配合，目前各种PON和10G PON的终端已经成熟。一方面，终端在速率上不断提升，包括支持千兆接口、支持双频Wi-Fi、支持路由等，另一方面，终端也逐渐成为智慧家庭的控制中心和连接中心，终端也在往智能型方向发展，提供开放的软件平台，支持第三方的软件集成和下载，集成蓝牙、Zigbee/Z-wave等接口，可以支持智慧家庭业务。

 

此外，终端还在节能环保上逐步完善，比如终端可以通过自动检测用户侧的以太网接口，发现用户是否在使用，未使用可以自动进入节能模式。另外在Wi-Fi上未来也能自动检测是否有设备使用，当检测到设备有要求时再启动Wi-Fi，虽然会牺牲部分响应速度，但可以节能环保。