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由GPON/EPON升级到10G-PON

时间:11-22 来源:中国通信网 点击:

a)、10G-PON的标准

伴随着EPON用户对带宽需求的压力,10G-PON的标准化工作始于2007年,IEEE开始成立了10G EPON的任务组,并在2009年9月达成规范文档-IEEE 802.3.av。

与此同时,随着ITU-T/FSAN也在G.984.5中着手研究10G-PON的规范工作,在该规范中ITU-T/FSAN规划使用SMF的波长来满足未来网络需求,XG-PON1的规范工作组已于2010年6月达成G.987及G.987.1/2等规范文档。

无论是10G-EPON还是10G-GPON,下面两点内容都已在新规范书中有所定义。

1)、对现有ODN(Optical Distribution Network,光分配网络)的利用:现有的PON光网络架构器件包括线缆、分离器、连接器无需更换;10G-PON必须能够重复利用现有PON网络的组件。

2)、在升级过程中,对于无升级需求的用户无需对他们的设备做任何改动;只对需更高带宽的用户更换ONU。

b)、升级方案

先从频谱的角度来分析PON网络,可用的频带包括O波段、E波段、S波段、C波段、I波段、U波段,如下图所示。

图2.a GPON/EPON频谱图

从图2.a可以看出:

在上行方向上,GPON/EPON都占据了SMF(Single Mode Fiber,单模光纤)O波段的频带(波长:1260 – 1360nm)。

在下行方向上,无论对于GPON还是EPON都采用S波段(1480nm - 1500nm)。

对于未来的广播视频通道, ITU-T、IEEE都对C波段进行预留。

这样下来,在PON和10G-PON的频谱图上有3个空闲波段:E(Extended)、L(Long)和U(Ultra Long)。由于现有的光纤经常伴有水峰,E波段可用性无法得到保证;而U波段须为测量(OTDR-Optical Time Domain Reflector meter)预留;因此,只能考虑利用L(Long)波段。

分上行、下行两个方向讨论升级方案。

- 上行方向:ITU-T和IEEE定义了O波段用作上载。

对于GPON,ITU-T在G.984.5规范中定义了在ONU中使用DFB激光器,同时指定了DFB激光器仅仅使用其中的子波段(1288-1338nm),也即O波段自1260nm至1280nm之间的波长是空闲的,这个频带空余下来可供10G-PON上行利用。因此,很容易通过新OLT+WDM分光器的方式来把GPON升级到10G-PON。

图2.b G/EPON与10G-PON的频谱图

对于EPON,其使用了FP激光器,用完了所有O波段1260nm至1360nm的带宽,因此通过WDM分离器来实现升级是不可行的。意味着,若要将EPON升级到10G-PON需要彻底用全新的OLT来更换。这个全新的OLT既具有EPON的功能,又具有10G-PON的功能。在上行方向EPON与10G PON采用TDM机制,即OLT支持双速率突发接收机。

下行方向:ITU-T和IEEE都把L波段仅用做下行方向数据传输用。

无论是EPON还是GPON,由于发射的波长并不一样,即L波段都可以为10G PON利用,OLT端1G和10G的两个信道的发射可以并存。1G的发射仍然采用1490nm,10G的发射则采用1577nm(1575~1580nm)的DFB 激光器,两段信号(1490nm和1577nm)可通过分离器加入光纤。

4、总结

虽然在GPON、EPON的选择上还需要作深入分析,但如果网络中对TDM流量有要求的话GPON还是有相当优势的。

在从现今的主流PON(GPON、EPON)网络升级到10G-PON方面,很重要的一点就是利用现有光网络的框架结构,对于不需要升级的用户不需要他们做任何的设备变动。从现有的GPON、EPON升级到10G-PON是科学的,但必须考虑两点:一是ONU是否使用的DFB激光器;二是ONU是否带有WBF。

对于GPON(或者说在ONU中带有DFB激光器的主流PON),可以通过WDM过滤器把新的OLT连接进来。对于EPON(ONU使用的是FP激光器),必须要把老的OLT换成全新的OLT才能提供10G-PON业务。

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