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运营商普遍关心的是Brown Field场景,即基于共存的演进,主要指已部署的GPON系统由于新业务驱动压力而需要现网升级。升级时,运营商可选择将用户设备逐批次升级或一次性升级为XG-PON1。基于WDM堆叠的共存是目前最标准的共存方式,为实现从GPON到XG-PON1的升级,所有ONU以及OLT必须严格实现ITU-T G.984.5amd1(扩展波段)中所规范的波长计划,从而达到通过波长堆叠的方式完成GPON和XG-PON1在同一ODN上的共存。图2描述了在基于共存的演进过渡期时GPON和XG-PON1通过波分设备的共存网络示意图。
物理层规范:XG-PON1的物理层技术标准于2009年10月定稿并在ITU获得通过,并于2010年1月在ITU正式发布。相比于GPON,XG-PON1的物理层规格有较大变化。
传输汇聚层规格:FSAN/ITU-T定义的XG-PON1的TC层尽可能沿用GPON TC层的基本处理机制,并针对XG-PON1特性进行必要的改良和完善。TC层的三大关键技术点,即成帧格式、DBA以及激活流程,都依据现有GPON框架展开讨论。其中,为适配XG-PON1的速率,以及方便芯片实现和提升处理效率,XG-PON1对帧结构做了较多改动,维持125us周期不变但重新定义了帧头,加入了PON-ID,并更改了帧同步的加扰方式;DBA主要结构相同,相关配合参数做了简化;激活机制删除了功率调节机制及相关消息交互过程,其余则完全与GPON一致。
管理和配置:从管理项及其配置来看,XG-PON1与GPON几乎没有区分,但把其中与具体PON技术特征相关的描述都去掉,使其抽象化,从而达到普遍化目的。
XG-PON1系统的终端管理也全面保留了GPON时期的特色:在FTTH场景时,XG-PON1默认对ONU采用全OMCI进行实时管理;在FTTB/C等场景时,XG-PON1采用OMCI结合其他管理协议对ONU进行管理,即“双管理”。双管理的基本思路是首先利用OMCI打通其他管理协议通信所需的2层通道,此后以OMCI层面的虚拟端口作为分界点,在PON线路上对其他管理协议报文进行透传。其典型应用为OMCI+SNMP。
10G GPON成本决定规模商用时间点:可规模商用的ASIC芯片以及光模块产品的开发是10G GPON产品的最核心部分。目前业界已经有包括FiberHome在内的主流厂商能够提供10G GPON成品,并且在核心器件:芯片和光模块上,FiberHome实现了独立自主研发。由于当前芯片方案还处于高成本的FPGA阶段,直接导致10G GPON成本高昂,因此离真正规模商用还存在一定差距。
对于ONU产品,光模块和PON芯片占超过60%的成本,而当前10G GPON的光模块和PON芯片成本是GPON的10倍以上,成本能否大幅度降低决定了整个ONU产品规模商用的时间。
对于MDU产品而言,设备的光模块和PON芯片仅占25%左右的成本,同时由于FTTB/C单设备服务于多用户,通常大于24线,因此每户分摊的设备成本相对较低,光器件和PON芯片成本只要下降到当前GPON的2~3倍即可接受。
远期规划——NG-PON2
在NG-PON2时代,由于考虑的是长期演进,有更多的技术选择。其中,高速TDM PON(40G)、WDM PON、OFDMA等都进行过专门讨论。下面将对各种可能的NG-PON2技术进行阐述。
P2P WDM:典型WDM-PON(波分复用PON)采用树形ODN。其ODN采用波分复用/解复用器。典型情况下,该MUX/DEMUX采用AWG。每用户完全独享一个波长上的带宽资源。WDM PON系统,由于AWG各个端口具有波长依赖性,每个终端用户设备中的有色光模块将发射由AWG的端口决定的特定波长的光信号。由于产业链不成熟、技术复杂、成本过高以及业务驱动力不足等原因,在未来3~5年,WDM PON在FTTH场景中规模部署的可能性较低,但在一些有大带宽需求、成本相对不敏感的FTTB/C场景中,可能存在一定机会。
TWDM PON:TWDM PON是NG-PON2的候选技术之一,多个XG-PON1通过波分复用共用一个ODN,互不干扰。每个XG-PON1子网的ONU工作波长互不相同,为降低成本,ONU侧光模块采用可调激光器。TWDM PON原理简单,技术难度适中,是一种较理想的候选技术。
综上所述,NG-PON2成为近期PON系统和技术的研究重点,由于需求、器件、成本的原因,NG-PON2短期内还难以实用化。但NG-PON2是PON技术的集大成者,是PON演进过程中的重要里程碑。
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