10G EPON技術(shù)的寬帶接入應(yīng)用分析

3G，WEB2.0，高清，這些概念在興起和發(fā)展的同時(shí)引發(fā)了新一輪的帶寬危機(jī)，從而加速了“光進(jìn)銅退”的推進(jìn)速度。據(jù)稱，要想看完YouTube上的全部?jī)?nèi)容大概需要400多年的時(shí)間，這是一個(gè)恐怖的數(shù)字，你也可以想想其對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗有多大。在國(guó)內(nèi)，三大運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前的注意力都放在3G網(wǎng)絡(luò)的部署、業(yè)務(wù)的開發(fā)和品牌的宣傳上，固定網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)技術(shù)的投資銳減，但有一個(gè)例外便是PON技術(shù)。原因就是上述新興應(yīng)用尤其是數(shù)字原生態(tài)應(yīng)用的興起而導(dǎo)致的用戶帶寬需求陡然的提升，而具有高帶寬、易管理、擴(kuò)展性好等特性的PON技術(shù)則能夠很好的滿足運(yùn)營(yíng)商在寬帶接入3G基站回程方面的建網(wǎng)需求。中國(guó)電信在經(jīng)過大量的測(cè)試、試驗(yàn)和試商用后已經(jīng)決定在今年大規(guī)模的推廣相對(duì)成熟的EPON技術(shù)。

10G EPON作為率先成熟的下一代PON技術(shù)，符合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)，具備大帶寬、大分光比，與EPON兼容組網(wǎng)，與EPON網(wǎng)管統(tǒng)一，現(xiàn)網(wǎng)可平滑升級(jí)。10G EPON與EPON一脈相承，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)直接提速10倍，且與國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商的寬帶規(guī)劃完美匹配，支撐國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商中遠(yuǎn)期規(guī)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，支撐運(yùn)營(yíng)商在IDC業(yè)務(wù)、政企客戶業(yè)務(wù)、家庭客戶業(yè)務(wù)的持續(xù)拓展。

10G EPON的標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.3av，10G EPON的標(biāo)準(zhǔn)制定從2006年開始，計(jì)劃2009年9月正式頒布標(biāo)準(zhǔn)。目前10G EPON的標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)程較快，已經(jīng)確定了主要的技術(shù)細(xì)節(jié)。10G EPON的標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.3av，10G EPON的標(biāo)準(zhǔn)制定從2006年開始，計(jì)劃2009年9月正式頒布標(biāo)準(zhǔn)。目前10G EPON的標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)程較快，已經(jīng)確定了主要的技術(shù)細(xì)節(jié)。IEEE 802.3av標(biāo)準(zhǔn)專注于物理層技術(shù)的研究，最大限度沿用EPON的IEEE 802.3ah的MPCP協(xié)議，該標(biāo)準(zhǔn)具有很好的繼承性。802.3av標(biāo)準(zhǔn)的核心有兩點(diǎn)：一是擴(kuò)大802.3ah標(biāo)準(zhǔn)的上下行帶寬，達(dá)到10G速率； 二是10G EPON標(biāo)準(zhǔn)有很好的兼容性，10G EPON的ONU可以與1G EPON的ONU共存在一個(gè)ODN下，最大限度保護(hù)運(yùn)營(yíng)商投資。IEEE 802.3av確定了兩種物理層模式，一種是非對(duì)稱模式，即10G速率下行和1G速率上行；另外一種是對(duì)稱模式，即上下行速率均為10G。非對(duì)稱模式可以認(rèn)為是對(duì)稱模式的一種過渡形式，在前期對(duì)上行帶寬需求較少和成本較為敏感的場(chǎng)合，可以使用非對(duì)稱形式。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，將會(huì)逐步過渡到對(duì)稱模式。

在下一代PON的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，10G EPON獲得了充分的發(fā)展機(jī)會(huì)，由于其良好的兼容性、擴(kuò)充性及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

10G EPON是EPON演進(jìn)的必然

針對(duì)寬帶發(fā)展，各國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商均制定了循序漸進(jìn)的寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃，很多運(yùn)營(yíng)商計(jì)劃在2009—2011年城市新建及改造區(qū)域逐步達(dá)到20Mbps以上接入能力，2012年之后的中遠(yuǎn)期目標(biāo)是提升到50～100Mbps。對(duì)于已經(jīng)規(guī)模建設(shè)了EPON的電信運(yùn)營(yíng)商，將原有技術(shù)升級(jí)為10G EPON是最節(jié)省投資的選擇。10G EPON技術(shù)能夠與已經(jīng)部署的EPON系統(tǒng)完美融合，提供可持續(xù)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)力。

EPON與10G EPON基于相同的標(biāo)準(zhǔn)體系，和EPON兼容共存是10G EPON標(biāo)準(zhǔn)的基本目標(biāo)，二者在ODN、管理維護(hù)、業(yè)務(wù)承載、平滑升級(jí)等方面具有天然的兼容性：10G EPON與EPON可以使用統(tǒng)一的運(yùn)維模式和管理機(jī)制；EPON與10G EPON在同一ODN下，各類用戶共享OLT和ODN，用戶可以根據(jù)帶寬需求靈活選擇EPON、對(duì)稱10G EPON、非對(duì)稱10G EPON 等ONU類型，實(shí)現(xiàn)按需平滑升級(jí)，組網(wǎng)簡(jiǎn)潔、配置靈活。

如圖1所示，10G EPON組網(wǎng)方式與原有的EPON組網(wǎng)方式完全相同，運(yùn)營(yíng)商不需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行任何更改，只需要在OLT上安裝10G EPON的用戶板即可。針對(duì)用戶端，只要安裝具有10G EPON的ONU即可，不需要改動(dòng)原有的EPON ONU。

圖1 10G EPON與EPON組網(wǎng)圖

10G EPON的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

作為EPON的發(fā)展，10G EPON全面繼承了以太網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)練適用、成本低廉、可擴(kuò)展性好的技術(shù)特性，在下一代PON技術(shù)關(guān)注的核心技術(shù)指標(biāo)方面顯現(xiàn)了突出的優(yōu)勢(shì)，具有強(qiáng)大的生命力。

● 10G EPON帶寬提升10倍，綜合成本增加不到1/10

在現(xiàn)有的FTTB模式下，采用10G EPON，設(shè)備成本僅比EPON高出5％；在FTTH模式下，設(shè)備成本比EPON高出20%～30％（初期10G EPON建設(shè)量較小時(shí)的成本分析），綜合考慮10G EPON的大容量、大帶寬、大分光比特性，綜合成本增加不到1/10。

● 10G EPON支持1:256分光比，滿足FTTB向FTTH的平滑演進(jìn)需求

寬帶光接入發(fā)展的終極目標(biāo)是FTTH，無論是現(xiàn)有的FTTB升級(jí)為FTTH，還是未來直接部署FTTH，都需要OLT具備更大的分光比，以體現(xiàn)節(jié)約主干光纖的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)有的FTTB模式下，分光比一般為1:16（每臺(tái)ONU平均帶16個(gè)寬帶用戶），要演進(jìn)為FTTH，只需進(jìn)行二級(jí)分光，在FTTB ONU處放置1:16分光器，達(dá)到1:256的總分光比，從而實(shí)現(xiàn)FTTB向FTTH的平滑演進(jìn)。

● 10G EPON可支持70km以上的超長(zhǎng)距離覆蓋，滿足OLT向匯聚型發(fā)展的要求

10G EPON支持更大的光功率預(yù)算，可以實(shí)現(xiàn)32～35dB的光功率預(yù)算，可實(shí)現(xiàn)70km以上的超長(zhǎng)距離覆蓋。有了充足的光功率預(yù)算，確保足夠長(zhǎng)的覆蓋半徑，這樣才能夠真正滿足OLT向匯聚型發(fā)展的要求。

10G EPON的應(yīng)用場(chǎng)景

10G EPON可以被廣泛應(yīng)用于政府、家庭、辦公、移動(dòng)回程等場(chǎng)景，滿足運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)實(shí)需求。

● 政企客戶FTTO，采用GE專線接入

政府通常采用FTTO方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，帶寬要求支持?jǐn)?shù)兆至GE，最好使用光纖接入。另外，需提供完善的服務(wù)保障與DBA機(jī)制。

傳統(tǒng)采用P2P光纖直驅(qū)的方式，需要消耗大量的光纖資源。采用10G EPON技術(shù)，有足夠的帶寬在PON網(wǎng)絡(luò)中為企業(yè)開通對(duì)稱的GE專線，節(jié)約了寶貴的光纖資源。

● 家庭客戶FTTN，采用大中容量節(jié)點(diǎn)的寬帶提速

家庭客戶目前主要采用FTTN接入方式，而10G EPON支持大容量節(jié)點(diǎn)、大用戶量、長(zhǎng)距離的接入組網(wǎng)。

隨著中國(guó)電信寬帶提速的推進(jìn)，大量的老小區(qū)改造中，對(duì)于無法布放5類線的地區(qū)仍然采用FTTN+DSL（ADSL2+或VDSL2）模式，單節(jié)點(diǎn)的寬帶用戶數(shù)可能有200～500個(gè)，采用1個(gè)GE或者EPON，帶寬都無法滿足集團(tuán)提速目標(biāo)的要求，而引入10G EPON則可以在PON網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)大容量接入點(diǎn)的寬帶提速。

● 家庭客戶FTTB

家庭客戶也可能選擇FTTB接入，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商基本上全部選擇了光進(jìn)銅退，F(xiàn)TTB為運(yùn)營(yíng)商主推的解決方案之一。其網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)為：快速，低投入，支持網(wǎng)絡(luò)平滑升級(jí)，是目前建網(wǎng)的最佳方式之一。家庭客戶FTTB模式具有以非對(duì)稱業(yè)務(wù)應(yīng)用為主的特點(diǎn)，根據(jù)MDU的容量不同，推薦10G EPON的FTTB現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用分光比為1:32～1:128，以節(jié)省主干光纖資源和局端機(jī)房空間。

● 家庭客戶FTTH

對(duì)于家庭客戶的FTTH接入，由于10G EPON同時(shí)支持高分光比與高帶寬，能夠提供高端客戶差異化服務(wù)，并可支持FTTB向FTTH演進(jìn)。

對(duì)于現(xiàn)有FTTB升級(jí)為FTTH，10G EPON可以實(shí)現(xiàn)1:256甚至更高的分光比，無需調(diào)整主干ODN，實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)，如圖2所示。

圖2 FTTB升級(jí)為FTTH

對(duì)于新建FTTH，10G EPON具有1:256及更高的分光比，進(jìn)一步節(jié)約主干光纖，可有效降低建網(wǎng)成本，組網(wǎng)圖如圖3所示。

圖3 采用10G EPON新建FTTH

● 特殊應(yīng)用（移動(dòng)回程）

此外，采用10G EPON，還可以為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供回程服務(wù)。未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)要演進(jìn)到LTE，一個(gè)基站需求最大可達(dá)數(shù)百兆帶寬，光纖網(wǎng)絡(luò)需要與固網(wǎng)共享共存。10G EPON的高帶寬能力與時(shí)間承載完全滿足發(fā)展需求。

10G EPON很好地滿足了基站回傳、WLAN接入所需的帶寬持續(xù)增長(zhǎng)的需求，同時(shí)能夠大幅節(jié)省光纖和端口資源。ONU可采用E1/FE/GE接口接入基站，基站通過1588消息或1pps+TOD接口，從ONU獲取時(shí)鐘頻率和時(shí)間同步。

10G EPON應(yīng)用情況

自2002年推出第一個(gè)IEEE Ethernet-in-the-First-Mile標(biāo)準(zhǔn)后，廠商在標(biāo)準(zhǔn)最終出臺(tái)之前推出解決方案已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象。10G EPON標(biāo)準(zhǔn)也將遵循這一模式，以少量的規(guī)范更新以及成熟的1G EPON發(fā)展模式為基礎(chǔ)，推動(dòng)MAC器件快速進(jìn)入市場(chǎng)，模擬器件也將很快跟上。MAC、模擬以及光學(xué)元器件的發(fā)展路徑將首先促進(jìn)10G對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)評(píng)估系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，而其商用方案將于2009年底出現(xiàn)。

10G EPON目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，自2009年開始，在廣東、江蘇、山西、浙江、哈爾濱等地都有商用案例。廣東東莞電信，真正實(shí)現(xiàn)了10GEPON與EPON網(wǎng)絡(luò)的平滑升級(jí)，原有1G的用戶與目前10G用戶在同一張ODN網(wǎng)上同時(shí)運(yùn)行，現(xiàn)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)1:128分光比；江蘇移動(dòng)，則成功進(jìn)行了大分光比的突破， 1G/10G兼容共存，高帶寬，大分光比，高速上網(wǎng)、高清視頻、高清會(huì)議電話業(yè)務(wù)展示；山西聯(lián)通，10G EPON采用大分光比方案，分光比達(dá)到1:256，支持長(zhǎng)距離接入，開創(chuàng)了業(yè)界的先河；10G EPON在哈爾濱聯(lián)通的應(yīng)用，得到了運(yùn)營(yíng)商的高度認(rèn)可。

亞太地區(qū)、日本、韓國(guó)、中國(guó)已經(jīng)大規(guī)模部署了EPON網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、工程實(shí)施、業(yè)務(wù)發(fā)展等方面均積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)各國(guó)電信寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向?yàn)镕TTx，現(xiàn)在，10G EPON技術(shù)已經(jīng)率先成熟，并在一些國(guó)家開始了應(yīng)用，10G EPON獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，對(duì)EPON網(wǎng)絡(luò)的兼容性，能夠有效降低運(yùn)營(yíng)商的CAPEX及OPEX，是未來EPON網(wǎng)絡(luò)升級(jí)與更新的實(shí)際發(fā)展方向。10G EPON以其獨(dú)有的一系列優(yōu)勢(shì)，正在被越來越多的運(yùn)營(yíng)商所認(rèn)可并采用。

隨著帶寬需求持續(xù)快速增長(zhǎng)，現(xiàn)在正是接入網(wǎng)設(shè)備提供商轉(zhuǎn)向10G EPON技術(shù)的最好時(shí)機(jī)。其通過使用兼容的升級(jí)技術(shù)，可以提供下一代應(yīng)用所需的帶寬，并為服務(wù)供貨商提供所需的功能和服務(wù)，從而增加用戶數(shù)量及帶來豐厚利潤(rùn)。1G EPON接入技術(shù)已很快應(yīng)用于數(shù)百萬用戶，而基于兼容升級(jí)的技術(shù)特性和持續(xù)增長(zhǎng)的光纖接入網(wǎng)帶寬需求，10G EPON技術(shù)的大批量部署將更為迅速。