10G EPON产业链的技术标准、芯片光模块、运营商以及系统厂商等,都已做好了充分的准备,2010-2011年将正式开始进入商业化部署阶段。
10G EPON技术在设计上最大限度地继承了传统EPON的全部特点,其最大优势体现为可在保持现有ODN网络结构不变的情况下,实现EPON网络平滑升级到10G EPON网络,并且具备EPON/10G EPON混合组网能力。
在技术标准方面,10G EPON标准IEEE802.3av规范针对10G的MPCP协议(IEEE802.3)以及PMD层进行扩展,并推出了1G-EPON和10G-EPON并存的分层模型;维护管理方面,则继续沿用IEEE802.3ah相应OAM管理标准,同时增加符合IEEE802.3av的管理规程。
10G EPON的标准IEEE802.3av规范从2006年开始起草制定,期间历经约20次会议研讨,完成所有关键技术研究及意见修订,其标准制订进程较为顺利,并于2009年9月颁布其正式规范,成为业内公认的下一代PON标准。
由于IEEE802.3ah标准已经十分成熟,且获得较大规模的实际部署,因此IEEE802.3av标准的核心有两点:1.扩大802.3ah标准的上下行带宽,达到10G速率;2.规定10G EPON具备很好的兼容性,通过1G/10G共存最大限度保护运营商投资。
关键技术
IEEE802.3av的重点在物理链路层的变化,而协议层仍基于1GEPON的控制协议(MPCP)。仅对MPCP的发现、注册、测距,DBA动态带宽分配、10GFEC、扩展OAM以及与1G速率的后向兼容性等做了相应改进。PCS层描述线路编码源自10G以太网,以64/66编码(效率97%)作为基线,替换EPON采用的8/10B编码(效率为80%),大大减少了开销,提高了数据传输效率。
增加前向纠错(FEC)。FEC奇偶校验字节被周期性地添加至编码中,无论封包边界怎样,FEC操作都是强制性的。所选用的FEC编码是RS(255、223),与1GEPON的RS(255,239)编码相比能力更强。
10G EPON下行采用不同波长方式,上行采用双速率突发模式接收技术,通过TDMA机制协调1G和10G光节点共存。光模块方面,OLT模块利用波分集成技术,集成了1270nm/1310nm/1490nm/1577nm四个波长,其中1490nm和1577nm用于下行,分别传输连续1.25G和10.3125G信号,1310nm用于1.25G突发上行接收,1270nm用于10.3125G突发上行接收。从而实现在同一光配线网络下的共存与平滑改造。
在光功率预算方面,10G-EPON目前规定了三种功率预算,即PR10/PRX10、PR20/PRX20和PR30/PRX30。目前10G EPON的功率预算最大可支持20km传输距离和1∶32分光比。
除了IEEE802.3av标准所制定的技术规范,10G EPON系统要求实现更高速率输送、更大容量交换以及更精细化的业务负载和调度能力,其系统设计必须满足超高速背板、百G高速上联、T容量交换等技术;因此包括如大功耗交换芯片的散热,高速信号完整性,大容量转发延时等问题也成为10G EPON的关键技术。
动态带宽分配(DBA)机制:10G EPON系统DBA机制与传统略有不同,新平台需调度1G和10G两个系统。下行方向DBA采用WDM技术传输,而上行方向由于两个系统的线路编码不同,需采用两种MAC栈结构,因而MAC客户端层需要两种不同的接口机制,也需要DBA机制做相应的改进。
组播业务方面:随着1OLT接入的用户数量增加,且每用户带宽提高,导致同时访问多个频道的几率大大增加,对于PON芯片和交换芯片,则需要维护更多的组播条目数,同时对于用户快速响应的需求更是大大提高;另外,随着更多三层处理模块的参与,IGMP协议处理需要维护多个状态机,其对丢包和延迟会更加敏感。IGMP协议处理对整个系统的处理能力要求也进一步提高。
而且,为适应网络的可持续性发展,10G EPON系统要求全面支持IPv6全协议栈要求,因此10G EPON系统对其功能的开发上还需要全面提升。
产业链发展状况
MAC芯片
目前主流的EPON MAC芯片厂商都在积极参与10G EPON MAC芯片的研发。并相继发布了基于FPGA的解决方案,包括PMC-Sierra、Teknovus、Cortina、Opulan等都有具体的10G EPON芯片研发路线图,并先后推出了10G EPON非对称/对称演示样机。业界将在2010年三季度推出10G EPON的OLT/ONUASIC芯片,预计届时业界将有多家OLT的ASIC芯片面世。同时Freescale、Marvell也启动了ONUASIC芯片计划,计划2010年提供产品。
光模块
包括海信光电子、SourcePhotonics、Neophotonics、Superxon、WTD、[FS:Page]Innolight等多个光模块厂商先后发布10G EPON对称/非对称光模块,在封装、指标、成本方面取得长足进步。
突发模式收发器件
由于PON技术的上行数据流采用时分复用方式,因此突发模式收发器件是必须解决的关键技术。目前业界已经有川崎微电子和Vitesse可以提供10G EPON的突发模式收发器件。
川崎微电子已经开发出使用于10G EPONOLT的突发模式SERDES测试晶片CTXL1。此SERDES测试晶片CTXL1同时支持下行10G/上行10G对称/非对称模式。CTXL1的锁定时间小于100纳秒,使系统的效率得以较大提升。
Vitesse半导体公司在2009年4月宣布了业界首款用于10G EPON的PMD芯片组。该芯片组使用四个集成电路,解决了网络中发送和接收路径问题,提供高性能的连续模式解决方案。
运营商关注情况
随着10G EPON产业链的不断完善,各大运营商也开始密切关注10G EPON的进展,并积极开展测试和试点商用局的部署。其中包括:
国外方面:法国电信2009年7月启动10G EPON测试,11月测试完成,测试结果令人鼓舞;美国时代华纳2009年9月启动10G EPON测试,计划今后平滑升级到10G EPON;NTT、KT、新加坡电信等近期都有测试10G EPON的计划。
国内方面:中国电信2009年11月进行了第二轮10G EPON芯片级互通测试,主测对称系统,测试结果好于预期;同时开通10G EPON商用试点;中国移动2009年7月开始10G EPON测试,并于2009年11月开通商用试点;中国联通也积极跟踪10G EPON进展,计划近期启动10G EPON试点。
烽火通信10G EPON解决方案
2009年10月,烽火通信(通信产业榜通信设备技术供应商50强第5名)正式发布AN5516-01型10G-EPON平台,提供10G高速率的EPON接入能力,该平台同时也是EPON/GPON混合平台,并能满足与现网完全兼容,实现平滑升级。烽火10G EPON平台其最大优势表现在全面支持10G/10G、10G/1G、1G-/1G三种速率模式运行,同时支持EPON/GPON/10G EPON的混插模式,并能为用户提供FTTH、FTTB多种建设场景,特别适合不同用户的高带宽业务、高密度用户接入的各种应用场景。
ONU方面,烽火公司现有的AN5006-20型ONU以其1.25G速率接口已在现网中大量运行,配合10G EPON平台,支持10G速率的平滑提升,只需更换上联10G EPON接口,即可实现宽带提速,保持原有网络结构不变,保护投资,降低升级风险。同时,还计划陆续推出相应新款10G速率的ONU系列产品,满足运营商不同用户的需求。
烽火通信凭借在FTTX领域深厚的技术积累和强大的市场基础,在国内占有超过1/3的份额,利用烽火现有E/GPON平台,按照不同用户对带宽要求的不同,逐步进行网络升级改造,实现10G与1G共存,稳步平滑提升网络性能,并能实现统一平台管理,ONU兼容等优势,其改造过程对现网影响小,可靠性高,同时最大程度保护运营商建设投资,使得10G EPON建设得以有步骤地顺利进行。
综上所述,10G EPON产业链的技术标准、芯片光模块、运营商以及系统厂商等,都已做好了充分的准备,2010/2011年将正式开始进入商业化部署阶段,随着用户对接入带宽提出越来越高的要求,也作为EPON高端技术的进一步补充,10G EPON必将顺利步入良性发展阶段,正如今天EPON产业的成功一样,10G EPON也定能实现同样的社会价值。
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