下一代PON技术的进展与应用

了一系列关键的技术问题。

2009年3月，IC解决方案提供商Vitesse公司宣布了业界首款用于10G- EPON、全面符合IEEE802.3av/D3.0标准的全套物理媒体相关(PMD)芯片组。川崎微电子也已经开发出适用于10G-EPON OLT的突发模式SERDES芯片，可以用于对称和非对称系统。目前非对称10G-EPON光模块技术上已经比较成熟，Ligent、 Neophotonics、Source Photonics、Superxon等主流光模块厂商已经可以批量提供XFP封装的光模块，技术指标基本可以满足PRX30的要求。三菱、NEC、 Superxon等也已经可以提供符合IEEE802.3av标准的10G-EPON对称光模块，但光功率指标仍待提高。

芯片厂商也不遗余力地开发和创新10G-EPON技术。目前PMC-Sierra、Teknovus（现已被Broadcom收购）、Opulan公司均已推出成熟的基于FPGA的非对称和对称10G-EPON解决方案。Cortina公司于2009年下半年推出了基于FPGA的非对称10G-EPON解决方案。 10G-EPON芯片的互通性已经实现，预计2010年年底将有2款ONU侧ASIC出现，并支持对称和非对称两种模式，到2011年年初，将有至少2款 OLT侧ASIC芯片。考虑到10G-EPON初期的主要应用场景为FTTB/N，一些芯片厂商还对10G-EPON ONU侧芯片进行了优化，以适应MDU对QoS等方面的要求。

目前，国内的中兴、华为、烽火、上海贝尔等设备厂商也在积极地开发10G- EPON产品，目前均已发布了相关产品。中兴、华为已经在国内外开通了数十个试验局，演示了1∶128分光比、Triple-Play业务、与EPON的共存等典型应用。日本的NEC、住友等设备厂商也研发出了各自的10G-EPON设备。

国内外运营商对10G-EPON高度关注，NTT、KT、中国电信等运营商积极参与10G-EPON标准的制订，并密切跟踪技术进展，均进行了一系列的评估测试和现场试验。中国电信也对 10G-EPON系统的核心问题进行了比较详细的规定，解决了PON口下行数据安全性、MPCP发现协议一致性、设备架构和能力等关键问题。欧美的广电运营商非常关注10G-EPON技术，认为10G-EPON是Cable网络升级改造的最佳技术。例如，时代华纳早于2009年7月即进行了评估测试并给出了积极的评价。随着10G-EPON的快速推进，Verizon、FT、AT&T等运营商也组织了一系列的评估测试，探讨利用10G-EPON解决基于GPON进行FTTH建设的入户困难、成本高等问题。

总之，10G-EPON的高带宽、平滑演进、技术相对比较成熟等优点使其得到了产业界的高度关注和广泛支持。目前的技术进展非常迅速，产业链也已基本成熟，具备了现场试验的条件。预计到2011年年中，EPON的光模块、芯片和设备将更加成熟，具备规模商用的条件。考虑到对称系统和非对称系统的主要差别在光模块，尽管规模商用后（如大于10万台ONU），对称光模块的价格仍将比非对称光模块的价格高30％～50％（价格差20～30美元），但考虑到对称系统在上行能力上的优势和10G-EPON初期主要应用于FTTB/N场景，用户对光模块成本相对不敏感，所以对称10G-EPON系统将成为主流。

4 XG-PON 1技术特点和产业化进展

按照目前FSAN制订的XG-PON1标准草案，XG-PON1主要特征如下。

（1）定义了全新的速率体系和物理层规范

XG- PON1采用了XG-PON1系统的下行线路速率为9.953 28 Gbit/s ，上行线路速率为2.488 32 Gbit/s，线路编码为NRZ码。G.987规定了3种光功率预算的规格，以满足不同场景的应用需求。这3种规格的指标见表2（根据最新的会议讨论结果，G.987.2还将增加最大损耗为35 dB的等级）。

从表2可以看出，相对于10G-EPON，XG-PON1的物理层指标普遍偏高，这将给系统实现带来很大的技术困难。另外，目前基本确定的突发模式光接收机的技术指标也比较高，例如，XG-PON1的Tx Enable为32 bit，Tx Disable为32 bit，Guard Time为64 bit，Delimiter Time为32 bit，远远超过了10G-EPON的相关指标，给光模块的实现带来了一定的困难。

另外，与10G-EPON上下行采用相同的FEC编码不同，XG-PON1在下行方向上采用了RS(248，216，32)的强FEC（强制实现，强制使用），上行方向采用RS(248，232，16)的弱 FEC（强制实现，可选使用）。

（2）尽可能继承GPON系统的相关规范，如传输汇聚（TC）子层、OMCI机制、DBA机制及加密机制等

XG-PON1仍然采用周期为125 μs的TC帧（称为XGTC）GEM封装协议，并在TC帧中实现嵌入式的控制和管理功能。XG-PON1还原则上继承GPON的基于OMCI协议实现系统 ONU的控制与管理功能。FSAN正在制订新的OMCI标准G.988，将GPON、XG-PON1甚至EPON的ONU远程管理统一到这个新的标准中来。XG-PON1也采用了GPON的加密和DBA机制，从而降低实现难度。

（3）采用了与10G-EPON类