下一代的PON技术及其标准化历程

      随着用户对高清IPTV、视频监控等高带宽业务需求的不断增长，产业界逐渐认识到，现有的EPON和GPON技术均难以满足业务长期发展的需求，特别是在光纤到楼（FTTB）和光纤到节点（FTTN）场景。光接入网在带宽、业务支撑能力以及接入节点设备功能和性能等方面都面临新的升级需求，因此提出了下一代PON的概念。所谓的“下一代PON”，其主要技术特征包括以下几个。

      · 10 Gbit/s及以上的传输速率。上下行对称10 Gbit/s或者下行10 Gbit/s、上行至少1 Gbit/s的非对称系统。WDM PON和40 Gbit/s速率的TDM PON在一些关键技术上尚未取得突破，因此应该算下下一代PON。

      · 更高的光功率预算和更大的分路比。下一代PON的最大光功率预算应大于28 dB，应至少支持1∶64的分光比。

      · 兼容现有的EPON/GPON系统。下一代PON系统应该能够与现已大规模部署的EPON/GPON系统共存，继承现有EPON/GPON的所有业务并确保用户向下一代PON网络迁移过程的平滑。

      · 更强的组网能力。下一代PON要面向运营商包括FTTH/O、FTTB、FTTC、FTTN等多种场景的组网需要，因此对其设备形态、业务管控、网络管理与维护等方面提出了更高的要求。

      针对上述需求，IEEE和FSAN分别启动了下一代PON技术的研究和标准化工作。

      IEEE于2005年年底启动了下一代EPON——10G-EPON技术的研究和标准化工作，并于2006年3月成立了IEEE802.3av工作组。2007年年中，IEEE802.3av Draft 1.0形成，基本形成了10G-EPON标准的框架和主体内容。2008年年中，IEEE802.3av Draft 2.0形成，基本上达到了比较完善的水平，并成为芯片和设备厂商开发相关芯片和系统的参考。2009年9月，正式发布10G-EPON国际标准IEEE802.3av，标志着10G-EPON的标准化完成。

      FSAN也在2007年11月启动了下一代GPON——NG-PON的研究和标准化。2009年5月，FSAN发布了NG-PON白皮书，明确了NG-PON分为NG-PON1和 NG-PON2两个阶段并给出了明确的技术路线。NG-PON1主要是与GPON共存，重利用GPON ODN的XG-PON，XG-PON又分为XG-PON1（上行2.5 Gbit/s/下行10 Gbit/s）和XG-PON2（上行10 Gbit/s/下行10 Gbit/s）两种。2009年10月，ITU-T的SG15/Q2工作组在SG15全会期间正式发布了XG-PON1标准的第一阶段文本G.987.1和G.987.2，目前XG-PON1的G.987.3主要技术框架已经具备。按照FSAN的计划，XG-PON1于2010年6月完成标准化，包括总体架构、物理层、TC层及OMCI等各部分。NG-PON2的标准化工作尚未开始。

      需要指出的是，无论是在10G-EPON和XG-PON1的需求分析、架构设计过程中，还是在10G-EPON和XG-PON1的标准文本的撰写过程中，中国的设备厂商和运营商都发挥了重要的作用。例如，在XG-PON1的制定过程中，华为公司的专家担任了ITU-T Q2组的主席和两个子标准的Editor/Co-editor的职务；中兴公司的专家担任了10G-EPON的Assistant Editor的职务。中国电信等运营商也结合自身的需求，提出了一系列重要的建议和意见。在下一代PON的标准化进程中，来自中国的厂商和运营商的提案约有100项，成为该领域最活跃的一个群体，为下一代PON技术的发展做出了前所未有的贡献。
10G-EPON技术特点和产业化进展

10G-EPON主要特点

      10G-EPON技术标准的主要特点在于充分利用10GE和EPON等成熟技术，实现更高的传输速率和更丰富的物理层规格，并与EPON技术兼容。

      （1）更高的系统传输能力

      IEEE802.3av规定了10 Gbit/s下行、1 Gbit/s上行的非对称模式和10 Gbit/s上下行对称模式，显著地提高了系统的传输能力。10G-EPON采用64 B/66 B线路编码，效率为97%，与1G-EPON的8 B/10 B（效率为80%）线路相比有了明显提升。10G-EPON通过电层的FEC技术来降低光收发模块的技术难度和成本，其FEC采用RS（255，223）编码，可增加光功率预算5～6 dB。

      测试结果表明：10G-EPON下行吞吐量可以达到8.3 Gbit/s以上（FEC开销约为13%），对称系统的上行吞吐量也高于8 Gbit/s。

      （2）更丰富的物理层规格

      针对10 Gbit/s对称的系统速率和10 Gbit/s/1 Gbit/s非对称系统速率，IEEE802.3av分别定义了10GBASE-PR和10/1GBASE-PRX的物理层要求。每种物理层要求又根据光功率预算的不同，规定了包括PR10、PR20、PR30和PRX10、PRX20、PRX30共6种规格，以满足不同的链路损耗要求。具体规格及链路光指标见表1。

      其中，10GBASE-PR30和10GBASE-PRX30的光链路预算达到了29 dB，可以实现20 km传输距离下的1∶64分光。

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