目前,傳統的(de)銅線接入網絡正在向基于光(guāng)纖的(de)PON接入網絡演進,這(zhè)一演進正在全球範圍如火如荼地進行;然而,光(guāng)纖部署無一例外地涉及到大(dà)量的(de)投資,同時(shí)對(duì)運營商的(de)未來(lái)競争力而言是個(gè)長(cháng)期的(de)“賭注”;因此,光(guāng)纖接入系統的(de)前後兼容性顯得(de)尤爲重要。業界普遍認爲,當前部署的(de)光(guāng)纖基礎網絡一定要面向未來(lái)、融合未來(lái)幾代的(de)光(guāng)纖技術,這(zhè)一點至關重要。這(zhè)也(yě)表明(míng),包含傳統單模光(guāng)纖和(hé)無源光(guāng)分(fēn)離器在内的(de)PON系統将成爲我們未來(lái)長(cháng)期的(de)工作内容。
現行的(de)GPON和(hé)EPON系統使用(yòng)同一個(gè)波長(cháng)方案,即上行1310nm、下(xià)行1490nm、視頻(pín)疊加1555nm。在最近發布的(de)NG-PON1系統(包括10G GPON和(hé)10G EPON,以下(xià)簡稱10G PON)标準中,上、下(xià)行波長(cháng)分(fēn)别選用(yòng)1270nm和(hé)1577nm波長(cháng),究其原因,這(zhè)兩個(gè)波長(cháng)能夠輕松地實現WDM共存方案;在此方案中,無源光(guāng)分(fēn)離器能夠複用(yòng)現有和(hé)新建系統,ONU的(de)閉塞濾波器能夠有效的(de)防止幹擾;與此同時(shí),也(yě)考慮了(le)一些非線性光(guāng)效應(主要是拉曼串擾),對(duì)于NG-PON系統而言,這(zhè)些光(guāng)效應影(yǐng)響是可(kě)控的(de)。
10G PON系統已經具備了(le)試用(yòng)條件,我們也(yě)看到了(le)10G PON系統越來(lái)越高(gāo)水(shuǐ)平的(de)技術嘗試。然而,需求疲軟、投資過高(gāo)、容量有限等因素限制了(le)當前階段10G PON技術規模化(huà)應用(yòng),大(dà)部份運營商希望盡可(kě)能減少設備更新換代,因此對(duì)10G PON技術在現有PON網絡投資保護方面給與關注,但對(duì)10G PON規模部署缺乏熱(rè)情。同時(shí),伴随技術發展,NG-PON2标準化(huà)工作也(yě)已開始,技術的(de)選擇方向是當前标準探討(tǎo)的(de)第一步,與現有PON網絡的(de)共存,仍是最爲重要的(de)需求。
10G PON技術, 是否生不逢時(shí)?
作爲一種帶寬傳輸系統,PON的(de)部署與應用(yòng)受帶寬需求的(de)驅動。從目前以及未來(lái)的(de)家庭用(yòng)戶帶寬使用(yòng)趨勢來(lái)看,現有的(de)PON系統(GPON及EPON)還(hái)将有較大(dà)的(de)發展空間。當前寬帶用(yòng)戶的(de)平均帶寬使用(yòng)大(dà)都低于2Mbps,假設用(yòng)戶媒體流帶寬需求倍增達到100M(這(zhè)也(yě)是目前的(de)發展趨勢),在FTTH應用(yòng)場(chǎng)景下(xià),現有PON系統在未來(lái)10年内仍然能夠滿足用(yòng)戶需求。
當然,在新技術的(de)增量成本不高(gāo)的(de)前提下(xià),新網絡架構中一般傾向于部署最新的(de)技術,即使該技術不會馬上投入使用(yòng)。然而,相比GPON/EPON, 10G PON的(de)設備成本在相當長(cháng)的(de)時(shí)間内仍會居高(gāo)不下(xià)。根據目前最爲激進的(de)降價預測,即使通(tōng)過批量生産的(de)刺激,10G PON的(de)光(guāng)模塊器件成本也(yě)隻能降到當前GPON/EPON光(guāng)模塊成本的(de)2~3倍。在寬帶市場(chǎng)競争日趨激勵的(de)情況下(xià),這(zhè)種過度投資技術的(de)方式很難得(de)到運營商的(de)認可(kě)。有鑒于此,全球最大(dà)的(de)FTTH EPON運營商日本電信電話(huà)株式會社(NTT)決定不在他(tā)們的(de)網絡部署10G EPON。在FTTH應用(yòng)前景暗淡的(de)情況下(xià),10G PON的(de)最後一塊用(yòng)武之地或許是大(dà)型商用(yòng)、移動回傳網、以及大(dà)型多(duō)用(yòng)戶居住單元(MDU)。這(zhè)種情況下(xià),過高(gāo)的(de)光(guāng)模塊成本可(kě)被更多(duō)用(yòng)戶攤銷,同時(shí),高(gāo)價值的(de)應用(yòng)場(chǎng)景也(yě)能夠更好的(de)消化(huà)建網成本。然而,這(zhè)種應用(yòng)方式會大(dà)大(dà)影(yǐng)響10G PON光(guāng)模塊的(de)用(yòng)量——前面的(de)價格趨勢是基于FTTH海量發貨來(lái)做(zuò)的(de)預測,要求10G PON光(guāng)模塊的(de)發貨達到GPON/EPON的(de)水(shuǐ)平——如果10G PON主要用(yòng)于MDU建網,其光(guāng)模塊用(yòng)量将減少至少10倍以上,這(zhè)樣,10G PON的(de)光(guāng)模塊成本将會更高(gāo)(至少是當前GPON/EPON光(guāng)模塊成本的(de)5倍以上)。
使用(yòng)10G PON來(lái)建設FTTB還(hái)存在其他(tā)問題:表面上,采用(yòng)10G PON可(kě)以提升FTTB網絡的(de)帶寬能力,然而,考慮到實裝率及實際的(de)網絡流量并發模型,基于當前PON技術建設的(de)FTTB網絡可(kě)以很好地支持到20Mbps/用(yòng)戶的(de)帶寬能力,如果要進一步提升用(yòng)戶帶寬,單純升級上行口至10G PON并不能解決全部的(de)問題――主流MDU用(yòng)戶側接口爲ADSL2+,在實際部署中,20Mbps已經到達其技術能力的(de)極限,若要進一步提升速率,還(hái)需将ADSL2+升級爲VDSL2(用(yòng)戶終端也(yě)需要更換),同時(shí),可(kě)能需要進一步縮短銅線的(de)長(cháng)度,已部署的(de)ODN也(yě)因而需要調整。相比之下(xià),在這(zhè)種高(gāo)帶寬需求的(de)場(chǎng)景中,從帶寬能力及建設成本來(lái)看,直接建設GPON FTTH會比這(zhè)種10G PON MDU建設模式更有優勢。總之,10G PON的(de)前景仍不明(míng)朗,由于成本較高(gāo),目前似乎沒有強大(dà)的(de)驅動促使其進一步發展。該技術在一些縫隙市場(chǎng)得(de)到應用(yòng),然而其部署規模尚不足以大(dà)大(dà)消減部署成本。在這(zhè)種情況下(xià),直接部署GPON、跨越10G PON、等待下(xià)一代設備(40G或100G PON)的(de)到來(lái),可(kě)能成爲一部分(fēn)運營商的(de)選擇。相比10G PON, 40G或100G PON網絡有更遠(yuǎn)的(de)傳送距離、更高(gāo)分(fēn)光(guāng)比、及更高(gāo)的(de)帶寬靈活性。當前的(de)GPON和(hé)EPON部署項目可(kě)以繼續進行,因爲新的(de)網絡将支持與已有GPON和(hé)EPON網絡的(de)共存。
NG-PON2标準化(huà),共存是王道
10G PON支持後向兼容,帶寬達10G, 這(zhè)一點從一開始就很明(míng)确。相比10G PON,NG-PON2系統技術選擇性更大(dà)、更複雜(zá),我們可(kě)以看到有三種選擇方案,很可(kě)能發展成三條完全不同的(de)技術線路。
第一種方案是具有後向兼容能力的(de)TDMA PON堆疊方案,這(zhè)種方案發展的(de)初衷是解決“NG-PON2網絡如何兼容目前已經廣泛部署的(de)PON及可(kě)能部署的(de)10G PON網絡”;
第二種方案是具有很大(dà)挑戰性的(de)高(gāo)性能PON方案,也(yě)就是說“如果基礎技術的(de)難題能夠被解決,NG-PON2的(de)技術路線可(kě)能會是什(shén)麽 ?”
第三種方案是ODN重組方案。也(yě)就是回答(dá)“如果我們改變了(le)現有的(de)ODN結構,會有什(shén)麽樣的(de)結果?”
這(zhè)些問題的(de)答(dá)案仁者見仁、智者見智,而每一個(gè)答(dá)案都可(kě)能會有自己的(de)一席之地。
華爲尤爲感興趣的(de)是第一套方案,即采用(yòng)波分(fēn)複用(yòng)的(de)方式堆疊多(duō)套TDMA PON系統。我們相信,大(dà)多(duō)數運營商也(yě)比較青睐此方案,因爲相比于沒有兼容能力的(de)大(dà)規模升級,這(zhè)套方案憑借其強大(dà)的(de)後向兼容能力能夠大(dà)幅度地節約成本。即使是沒有任何前期部署的(de)運營商,也(yě)會傾向于此套方案,因爲他(tā)們可(kě)以借鑒已經部署GPON/EPON網絡運營商的(de)成功經驗,并分(fēn)享産業鏈成熟後的(de)規模效益。從容量角度看,TDMA PON堆疊有可(kě)以提供40G到100G的(de)聚合帶寬來(lái)服務64到128個(gè)用(yòng)戶,即每個(gè)用(yòng)戶能獲取夢寐以求的(de)接近1G的(de)高(gāo)帶寬。此外,這(zhè)個(gè)帶寬帶來(lái)局域網般的(de)體驗,而且進一步下(xià)移了(le)統計增益。相對(duì)于目前熱(rè)議(yì)的(de)純WDM-PON,其帶寬優勢顯而易見。
TDMA PON堆疊方案能夠實現與現有系統共存嗎?針對(duì)先行采用(yòng)10G技術的(de)運營商,它能夠及時(shí)到位嗎?答(dá)案是肯定的(de)。關于共存,目前已有兩套可(kě)行方案:如果需要支持視頻(pín)疊加業務,可(kě)以通(tōng)過優化(huà)XG-PON波段來(lái)實現更加精細化(huà)的(de)波長(cháng)顆粒、支撐更多(duō)通(tōng)道,這(zhè)需要将千兆比特PON系統直接升級到PON堆疊系統,這(zhè)種大(dà)跨度的(de)升級是可(kě)能的(de);如果不需要支持視頻(pín)疊加業務,可(kě)以利用(yòng)C波段提供所需的(de)多(duō)種通(tōng)道。理(lǐ)論上,在部署PON堆疊系統前可(kě)以事先部署XG-PON,但是鑒于C波段能夠提供更優越的(de)性能,孰好孰壞不言而喻。
PON堆疊系統能夠及時(shí)到位嗎?這(zhè)取決于堆疊系統中的(de)關鍵技術,即可(kě)調接收機和(hé)可(kě)調發射機技術。目前來(lái)看,可(kě)調接收機技術不是問題,因爲這(zhè)個(gè)技術很常用(yòng),僅需要實現商用(yòng)即可(kě)。所以,未來(lái)2-3年内,我們相信可(kě)調接收機能夠實現商用(yòng)。不得(de)不承認,可(kě)調發射機是個(gè)難題,需要花些時(shí)間。鑒于此可(kě)以看出,堆疊系統需要實現三步走并且每一步都需要後向兼容。
第一步:堆疊準備
在此階段,ONU擁有固定的(de)下(xià)行接收機和(hé)傳統發射機。目前這(zhè)一步可(kě)以馬上實現,因爲不需要任何其他(tā)未經驗證的(de)技術。但是需要爲未來(lái)的(de)的(de)堆疊系統開放頻(pín)譜資源,同時(shí)OLT也(yě)需要擁有必要的(de)波長(cháng)陣列來(lái)面向未來(lái)的(de)堆疊系統。
第二步:局部堆疊
在局部PON堆疊系統中,新型ONU配有可(kě)調接收機,能夠增強下(xià)行性能。此外,第一步中部署的(de)OLT能夠在不幹擾先前部署的(de)ONU的(de)情況下(xià)激活新的(de)波長(cháng)。現有的(de)ONU能夠繼續利用(yòng)其固有波長(cháng)工作,并且能夠通(tōng)過TDMA和(hé)WDMA技術組合共享上行頻(pín)譜資源。
第三步:100%堆疊
在100% PON堆疊系統中,新部署的(de)ONU同時(shí)配有可(kě)調接收機和(hé)發射機,因而能夠100%獲取對(duì)稱帶寬資源。當然,先前部署的(de)ONU依然可(kě)用(yòng),沒有必要對(duì)其強行升級,除非客戶需要更多(duō)的(de)帶寬。這(zhè)種業務驅動升級的(de)模式,能夠保護客戶投資、實現收入增長(cháng)。