下一代PON技术演进以及对比安利 摘要：本文经过对PON网络发展历程进行分析，提出了下一步高带宽PON网络的发展趋势，探讨了如何构建NG-PON，以高带宽优势推进有线电视网宽带及视频业务发展关键词：EPONGPON10G-PONNG-PONNextGenerationPONTechnologyEvolution&ComparisonAnLi（ChongQingCCNCo.，Ltd）AbstractBasedontheanalysisforthePONtechnologydevelopmenthistory，thisarticlehasbroughtupthedevelopingtrendforthenextgenerationhighbandwidthPONtechnology，anddiscussedabouthowtostructureNG-PON，andcarryoutthebusinessdevelopmentforcabletelevisionnetworkbroadbandandvideobasedontheadvantageofhighbandwidthtechnology.KeywordsEPON，GPON，10G-PON，NG-PON引言1随着各大运营商“宽带提速”、“光进铜退”工程的大规模展开，未来业务将会以多媒体、视频点播、互动游戏为主要特征，高带宽、综合化将成为评判运营商所推广的宽带产品优劣的标准。
近几年，以IEEE组织发起的EPON标准和ITU-T/FSAN标准组织发起的GPON标准成为PON技术的两大主流无论是EPON，还是GPON，其提供的上下行带宽仅仅为1G或者2G，随着目前大流量、大宽带业务的开展，用户的带宽需求预计将以每3年一个数量级的趋势递增，从未来运营商长期发展趋势分析，单个用户的带宽需求将会在100Mbit/s以上，现有PON口带宽将会出现瓶颈1.1近中期的10G-PON技术在近中期的10G-PON技术中，主要有10G-EPON和10G-GPON两种技术方向10G-EPON以IEEE802.3av标准为基础，最大限度地沿用了以往IEEE802.3ah中的内容，具有很好的向上兼容性10G-GPON则以ITU-TG.987协议组为基础，定义了包括总体特征、物理媒质相关子层、传输汇聚子层和管理控制接口等一系列标准，提出上下行非对称XG-PON1和上下行对称XG-PON2两种10G-GPON的主要架构210G-EPON技术2.110G-EPON标准简介2009年9月12日发布了10G-EPON国际标准802.3av，并分别定义了对称型和非对称型物理层参数，为了实现10G-EPON与1G-EPON的兼容和网络的平滑演进，IEEE802.3av标准在波长分配、多点控制机制方面都有专门的考虑。
2.2PHY层主要变化●光功率预算10G-EPON标准除了定义了与EPON相同的20dB和24dB外，还根据实际组网的需要，定义了29dB的光信道插入损耗10G-EPON标准针对非对称和对称传输速率各定义了3类功率预算：——非对称（10G/1G）：PRX10，PRX20，PRX30——对称（10G/10G）：PR10，PR20，PR30●波长划分在波长规划方面，为了实现与1G-EPON的兼容，IEEE802.3av标准选择1577nm作为10Gbit/s下行信号的波长（波长范围1574~1580nm）在下行方向，10Gbit/s信号与1Gbit/s信号为WDM方式而上行方向，1Gbit/s和10Gbit/s信号的上行波长有重叠，只能采用双速率TDMA方式10G-EPONOLT可以同时发现10G/10GONU，10G/1GONU和1G/1GONU，三种ONU可以共存●新的PCS层10G-EPON采用64B/66B编码，效率为97%，与1G-EPON的8B/10B（效率为80%）相比有了明显提升2.3MPCP层主要变化10G-EPON系统需要支持非对称、对称传输速率并兼容现有EPON技术，需要对EPON的MPCP协议（IEEE802.3）进行扩展，增加了10Gbit/s能力的通告与协商机制。
这样可以充分利用现有EPON的实现方案，极大地降低了芯片和设备成本2.4Churning功能在EPON系统中，采用三重搅动（TripleChurning）的方法对OLT下行数据进行加密，提高下行数据的安全性IEEE802.3av定义了一种适用于10G-EPON系统的Churning方案，提高了10G-EPON下行数据的安全性10G-EPON系统的搅动密钥更新和同步过程与EPON系统相同310G-GPON技术3.110G-GPON标准简介2007年11月，ITU-T正式确定NG-PON的标准化路标，并以“低成本、高容量、广覆盖、全业务、高互通”为目标，迅速推进下一代PON技术标准的研究和制定：一个是与GPON共存、利用GPONODN的NG-PON1；一个是完全新建ODN的NG-PON2，NG-PON1是GPON的中期演进，兼顾已有的GPON的标准，而NGPON2是PON的远期发展方向我们通常说的10G-GPON属于NG-PON1阶段，标准号为G.987系列，又称为XG-PON其中，非对称系统（上行2.5Gbit/s，下行10Gbit/s）称为XG-PON1，对称系统（上行10Gbit/s，下行10Gbit/s）称为XG-PON2；另外，ITU-T以GPONOMCI为基础进行扩展，形成新的标准G.988（G.omci），整合所有OMCI相关文档，作为终端管理基础标准。
3.2XG-PON1PHY层主要特性XG-PON1相比GPON在物理层要求上有明显提升，具体参见表3.3XGPON1的波长规划XG-PON1的下行信号波段为1575~1580nm（室外应用时为1575~1581nm），上行信号波段为1260~1280nm由于整网演进过程中不可避免的共存需求，XG-PON1ONU需保留足够带宽用于现有GPON以及CATV信号，且应最大限度减少不同信号间串扰带来的影响3.4XG-PON1TC层规范（G.987.3）XG-PON1TC层共分业务适配子层、成帧子层和物理层适配子层，业务适配子层主要涵盖了XGEM帧封装以及XGEM-ID分配过滤等功能，支持数据单元的分段重组和XGEM帧的定界功能；成帧子层包含XGTC帧/突发数据帧封装和解析，嵌入式OAM功能，PLAM功能以及Alloc-ID过滤等；物理适配子层实现了FEC功能、线路编码以及突发数据开销功能3.5XGS-PONXGS-PON是对称的10G-GPON，是10G-GPON的另一个分支，以提供上下行对称的10Gbps带宽，该技术被视为GPON和基于TWDMPON的NG-PON2之间的过渡技术3.5.1XGS-PON的波长定义在标准中定义了两种情况，基本波长和可选波长方案。
①基本波长XGS-PON支持跟XG-PON1一样的波长范围当同一个PON系统同时覆盖XGS-PON和XG-PON1ONU部署的时候，OLT侧可以同时接收和处理来自XGS-PON（10Gb/s）和XG-PON1（2.5Gb/s）ONU的上行数据和消息②可选波长重用GPON的波长（下行1480~1500nm，上行1300~1320nm），但前提条件是运营商尚且没有部署GPON系统这样XGS-PON和XGPON就可以通过波长堆叠的方式来同时部署根据波长方案的不同，XGS-PON的光功率损耗在基本波长模式的情况下支持28dB，而在可选波长方案的情况下支持29dB3.5.2XGS-PON的汇聚子层XGS-PON中的传输汇聚子层，基本上是重用了G.989.3中的定义以及G.987.3的标准另外在XGS-PON的汇聚子层中定义了对XG-PON的支持3.5.3XGS-PON的升级以及共存双速情况下的混合共存模式对于运营商来说，他们可以有更加灵活的网络部署业务例如，他们可以在相同的OLT的PON端口下面选择普通的终端用户支持XG-PON，选择商业用户使XGS-PON另一种升级的场景是GPONONU、XG-PON和XGS-PON并存的网络部署。
GPONONU使用1490nm/1310nm的下行/上行波长，同时XGS-ONU和XG-ONU都占用了相同的波长范围，即1270nm/1577nm的上行/下行波长在双速情况下，与XGS-PON相比，因为XG-PON上行速率只是2.5Gb/s，所以XG-PON需要4倍的时间来传输相同的1bit数据4结束语国内外研究机构、运营商和设备商都在积极探索、研究后10G-PON时代的可能技术方案，目前主流的研究方向有TWDM-PON、WDM-PON、OFDM-PON等技术，CDM-PON、对等结构PON、40/100Gb/s相干PON等技术也在积极研究中参考文献：[1]IEEE802.3ah-2004Amendment：MediaAccessControlParameters，PhysicalLayers，andManagementParametersforSubscriberAccessNetworks[S/OL].[2012-07-11][2]IEEE802.3av-2009Amendment：PhysicalLayerSpecificationsandManagementParametersfor10Gb/sPassiveOpticalNetworks[S/OL].[2012-07-11][3]ITU-TG.983.1BroadbandopticalaccesssystemsbasedonPassiveOpticalNetworks（PON）[S/OL].[2012-07-11][4]2017年中国电信XG-PON设备技术要求V1.0[5]2013年CCSA10G-EPON测试标准：YD/T2650-2013安利，男，1981年1月出生，硕士学位，重庆有线电视网络股份有限公司运行维护部质量管理主管，工程师，主要从事网络及设备端到端质量检测、运行维护管理工作，曾参与过企业网络、各类型设备质量检测、运行维护标准及规范的研究和制定。