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摘要:宽带中国战略的实施对光接入网的带宽接入能力提出了更高要求10G PON网络技术将成为必然选择本文分析了宽带中国的业务需求对PON向10G PON的应用演进模式和升级方案做了初步研究探讨.
关键词:10G PON；宽带中国；网络演进
1引言
为满足普通集团客户、WLAN回传和家庭客户等业务的接入，城域传送网已部署了大量的PON设备，在PON网络发展初期存在极少量的EPON，经过近几年的GPON网络建设，GPON网络已具备一定规模。但是，一方面随着GPON网络接入的客户越来越多、接入的带宽越来越大、接入的场景越来越复杂，另一方面用户对视频点播、高清电视、高速上网等业务及品质的要求不断提高，促使GPON网络未来演进应以“低成本，高容量，广覆盖，全业务，高互通”作为演进的目标。“宽带中国”战略及实施方案，到2020年，城市和农村家庭宽带接入能力分别达到50Mb/s和12Mb/s，发达城市部分家庭用户可达1吉比特每秒（Gb/s）。
2宽带中国业务需求分析
2.1全业务运营
随着社会的不断发展、信息技术的不断普及，不同主体对信息业务的需求日益呈现出专业化、多元化趋势。对于多元化的需求主体，需要多元化的个性信息产品来满足;对于同一主体的丰富需求，一站式服务，带给用户的全方位体验式服务,都需要全业务运营来支撑。
2.3移动互联网
“宽带中国”战略提出到2015年3G/LTE用户普及率要达到32.5%，实现移动互联网的广泛渗透；到2020年3G/LTE用户普及率要达到85%，实现移动互联网在全国城乡全面普及。随着宽带无线接入技术和移动终端技术的飞速发展，人们迫切希望随时随地乃至在移动过程中都能方便地从互联网获取信息和服务。
2.4云计算
云计算的核心思想是将大量用网络连接的计算资源进行统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务。“宽带中国”战略中多处提出要加强云计算等重点领域新技术研发，加快其产业化发展。云计算业务对于宽带网络全覆盖、随时随地接入能力、网络接入质量、网络安全等指标的要求。要比传统互联网业务高出许多这也对现有的PON接入网接入能力带来了更多的挑战。10GPON的主要应用模式研究,无论是10G EPON还是10G GPON，都具有明显的带宽优势，可以满足未来相当长一段时间内高带宽业务发展的需求。但从经济性来讲，由于光模块和芯片技术难度高，目前10G EPON和10G GPON的成本远高于现有的EPON和GPON。如何选择合适的应用模式，是关系到下一代PON技术和市场可持续发展的关键问题。从技术能力和成本上来讲，在相当长的时间内下一代PON技术将主要适用于FTTB/C/N场景。FTTB/C/N是目前国内运营商主流的“光进铜退”模式，在这些场景下，每个MDU要接入多个用户。随着用户对带宽需求的逐渐提高。目前EPON和GPON系统的带宽有能在2-3年内遭遇瓶颈。而10G PON系统中10Gbit/s量级的带宽确保了MDU上每个宽带用户需求。此外，随着4G LTE移动基站回传业务的IP化和回传带宽的急剧增长，以及将来家庭基站（FemtoCell）的逐步应用10G PON技术应用于移动基站回传也开始在一些地方进行测试试用将成为未来固定移动融合实现的主要方式之一。
3 现网向10 GPON的演进模式与方案
3.1 10G PON演进技术原理
就各种PON的波长定义和演进方面，EPON/10G EPON、GPON/10G GPON分属两个独立发展的体系技术，分属不同技术体系的PON技术，未考虑在一个ODN下共存。
从EPON到10GEPON（非对称、对称）上行采用TDMA方式，完全兼容现有ODN；从GPON到10GPON（非对称）采用WDM方式重用ODN对GPON有限制性前提条件。（10GGPON只规范了非对称的XG-PON1，对称XG-PON2标准暂缓，在网络如何演
进和ODN兼容共存方面，技术方向还有待于标准后续研究）
3.2 GPON的演进方向
EPON是由IEEE组织制定的，主要的演进方向是10GEPON，而GPON技术G.984系列标准由ITU-T组织制定的，在朝着更高带宽、更大分光比、更合理的性价比、更远距离等方面的需求驱动下，ITU-T从2004年起开始同步研究下一代PON技术即NG-PON。第一阶段，与GPON网络共存，可重复利用ODN网络，称为NG-PON1阶段，即XG-GPON。该标准分为两部分：第一部分：技术规范（G.987/XG-PON）规定非对称系统；第二部分：对称系统，即上下行速率均为10Gb/s。第二阶段，是由NG-PON1向更高速率的NG-PON2演进，目前ITU-T正在进行技术选型，尚未启动标准化工作。
4 GPON与10G GPON的对比
4.1技术参数对比
4.3 10G GPON的优势
10G GPON沿袭了GPON完全相同的体系结构，ODN系统可以有效地利用原有GPON已经布放的光纤、分路器和接插件等设备，仅需要升级更换ONU设备。未来是面向带宽的运营竞争，所以10G GPON拥有更强的带宽能力。10G GPON沿袭了GPON的管理控制协议，能够提供非常完备的与GPON的互通能力。10G GPON拥有更大的功率和更长的覆盖范围，可通过增大分光比实现更多用户的接入。
5 10G GPON的建设方案
（1）10G GPON独立组网，不与现网PON网络混合应用，组网时采用10G GPON OLT以及10G GPON ONU，另外新建ODN网络。
（2）新建10G GPON与原有GPON叠加组网使用原有的ODN网络。WDM1r是一个合波器件，行将10G GPON和GPON接口的GPON下行波长合起来送入同一根光纤下行传输，上行将来自同一根光纤的GPON和10G GPON上行波长分离出来分别送给GPON和10G GPON接口。见组网示意图
原有GPON平滑改造升级到10G GPON方案。首先GPON OLT向，下行10Gb/s、上行2.5Gb/s速率升级，可通过在同一台OLT上插上10G GPON板卡实现。其次ONU向10Gb/s升级，另外现网ONU需要配置对应的光模块。最后为了完成GPON向10G GPON的平稳过渡，通过采用WDM技术，10G GPON系统能够很好地兼容GPON系统。
6结束语
10G GPON技术符合未来接入网络的“大容量、少局所”的发展方向，在提高接入速率的同时，支持更大的分路比，覆盖更多的用户。因此，10G GPON技术必将成为未来实现“宽带提速”“宽带中国”等宽带网络建设可持续发展的热门技术。建议近期在10G GPON方面的工作以技术储备为主，同时研究应用场景，继续跟踪技术发展和产业链、技术标准等，适当选择场景将现网GPON进行升级、测试。相信10G GPON在未来的光接入网络中具有非常光明的前景。
参考文献
[1]沈成彬,王成巍,蒋铭,王波.下一代PON技术的进展与应用.电信科学20108.
[2]程强.PON技术的发展及演进.邮电设计技术;201211.
[3]吴华,赵明.从PON到10G PON的演进之路.华为技术;20109.
论文作者:李奕炜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/6
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