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在宽带中国战略即将推出的背景下,对目前主流的下一代光接入技术的需求、关键技术和产业状况进行了分析,探讨了下一代光接入技术可能的技术选择和演进趋势。
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下一代光接入技术助力宽带中国战略下一代光接入技术助力宽带中国战略
在宽带中国战略即将推出的背景下,对目前主流的下一代光接入技术的需求、关键技术和产业状况进行了分析,探
讨了下一代光接入技术可能的技术选择和演进趋势。
在
0引言引言
宽带网络是国家最重要的基础设施之一,我国非常重视宽带网络的建设。近期国务院通过《关于大力推进信息化发展和切
实保障信息安全的若干意见》,明确提出实施"宽带中国"工程。工信部和科技部也分别发文明确了建设国家宽带网络的指导思
想和发展原则。以上文件也明确了具体的宽带发展目标:到2015年要实现宽带接入用户2.5亿户,在宽带接人能力上,城市家
庭平均达到20M以上,农村平均达到4兆以上,部分发达城市达到100M。"十二五"规划明确指出:"十二五"期间,我国宽带网
络基础设施建设将累计投资1.6万亿元,其中,宽带接入网投资5700亿元。飞速发展的业务需求也对宽带战略的实施提出了诸
多挑战:从带宽需求上看。高清IHV、视频分享、云存储/云计算、社交网络、P2P等业务,都在不断地推高带宽需求,并对上
下行带宽的对称性提出了很高的要求。著名咨询公司McKinsey预测,随着业务发展,至2015年。用户带宽需求将增长至
250M。基于现有E/G
1 下一代光接入技术分析下一代光接入技术分析
1.1 10G PON技术简述技术简述
在近中期的10G-PON技术中,主要有10G-E,PON和10
10
10G-EPON之后的可能演进方向,一是在40G、100G以太网的IEEE 802.3ba标准的基础上,引入低成本的新型调制技
术;二是引入多波长技术,例如基于多波长10G-EPON的
FSAN/ITU-T定义的10G-GPON(XG-PONl)的上下行速率为2,5/10Gb/s,上下行对称带宽(XG-PON2)m的标准研发尚在
讨论中。XG-PONl标准于2010年10月发布,标准化工作较大程度地继承了GPON标准,并进行了改进和扩展,可以与GPON
通过WDM进行共存。由于芯片厂商最早的XG-PONl的ASIC芯片预计于2013年下半年诞生,故XG-PONl的预期商用化与产业
成熟时间在2014年左右。目前国内和国际一些运营商针对基于FPGA的原型样机已开展了一些测试验证工作,例如中国电信、
法国电信、美国Veilzon、英国电信等。10G-GPON的下一步演进目标是40Gb/s或以上的汇聚带宽的TWDM-PON,目前FSAN
组织正在进行NG-PON2的标准制定。
XG-PONl与10G-EPON在标准制定时采用了同样的波长定义,其主要目的是提升应用规模,共享产业链,降低成本。在
后10G-PON发展阶段,特别是引人多波长技术以后,ITU-T和IEEE两大标准组织很有可能会在体系架构、技术指标定义等方
面进行协同。
1.2 后后10G PON技术简述技术简述
国内外研究机构、运营商和设备商都在积极探索、研究后10G-PON时代的可能技术方案,目前主流的研究方向有TWDM-
PON、WDM-PON和OFDM一PON等。CDM-PON、对等结构PON、40/100Gb/s相干PON等技术也在积极研究中。
2010年,沃达丰等多个运营商和设备商成立了0pen Lamda研究组织,主要致力于研究利用波分技术实现一种开放的网络
架构,以及实现这种网络架构的各种新兴技术,实现波长、业务、网络动态调度。欧盟资助的SARDANA(Scalable Advanced
Ring-based passive Dense Access Network Architecture)科研项目,主要研究全光的城域接入融合的WDM/TDM PON。欧盟
的Accordance OFDM-PON项目,重点对基于OFDM技术的光纤、铜线以及无线混合组网的下一代接入网系统进行研究。我国
863计划三网融合重大项目中,也设立了TⅣDM-PON、OFDM-PON等关键技术和示范应用研究。
FSAN标准组织在2011年启动NGPON2的标准研发。对NGPON2的需求。架构以及可能的技术方案进行了系统讨论。
NGPON2的关键需求主要为40G下行和10G上行,实现20km传输距离和1:64分光:ONU需要支持1G业务。经过充分论证。
在综合考虑需求符合度、技术成熟度、成本和功耗等各项因素后,在众多候选技术中FSAN组织选择了TWDM-PON作为主要
技术方案,在移动回传和商业客户中可选择点对点的WDM overlay技术。
下面分别对后10G-PON时代的主要技术方向TWDM-PON、WDM-PON和OFDM-PON技术原理加以论述。
1.2.1 TWDM-PON技术技术
TWDM-PON系统工作原理如图1所示。其原理是利用波分复用将4个(或以上)10G-PON堆叠而成。系统总带宽可达下行
40Gb/s、上行10/40Gb/s。OLT复用解复用不同的波长,ONU同一时刻只能接收、发射一个波长。ONU一般使用可调收发技
术,光收发机可调谐至4对上下行波长中的任意一对。在一个波长通道内,TWDM-PON可重用10G-PON下行时分复用技术、
上行时分多址接入技术、时隙大小、广播及带宽分配等技术。其主要优点是与现有10G-PON的技术继承性好,复用效率与带
宽利用率高。
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