現(xiàn)行的GPON和EPON系統(tǒng)使用同一個波長方案,，即上行1310nm、下行1490nm,、視頻疊加1555nm,。在最近發(fā)布的NG-PON1系統(tǒng)（包括10G GPON和10G EPON，以下簡稱10G PON）標(biāo)準(zhǔn)中,，上,、下行波長分別選用1270nm和1577nm波長,，究其原因,，這兩個波長能夠輕松地實現(xiàn)WDM共存方案；在此方案中,，無源光分離器能夠復(fù)用現(xiàn)有和新建系統(tǒng),，ONU的閉塞濾波器能夠有效的防止干擾；與此同時,，也考慮了一些非線性光效應(yīng)（主要是拉曼串?dāng)_）,，對于NG-PON系統(tǒng)而言，這些光效應(yīng)影響是可控的,。

10G PON系統(tǒng)已經(jīng)具備了試用條件,，我們也看到了10G PON系統(tǒng)越來越高水平的技術(shù)嘗試。然而,，需求疲軟,、投資過高、容量有限等因素限制了當(dāng)前階段10G PON技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用,，大部份運(yùn)營商希望盡可能減少設(shè)備更新?lián)Q代，因此對10G PON技術(shù)在現(xiàn)有PON網(wǎng)絡(luò)投資保護(hù)方面給與關(guān)注,，但對10G PON規(guī)模部署缺乏熱情,。同時，伴隨技術(shù)發(fā)展,，NG-PON2標(biāo)準(zhǔn)化工作也已開始,，技術(shù)的選擇方向是當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)探討的第一步，與現(xiàn)有PON網(wǎng)絡(luò)的共存,，仍是最為重要的需求,。

10G PON技術(shù), 是否生不逢時?

作為一種帶寬傳輸系統(tǒng),，PON的部署與應(yīng)用受帶寬需求的驅(qū)動。從目前以及未來的家庭用戶帶寬使用趨勢來看,，現(xiàn)有的PON系統(tǒng)（GPON及EPON）還將有較大的發(fā)展空間,。當(dāng)前寬帶用戶的平均帶寬使用大都低于2Mbps，假設(shè)用戶媒體流帶寬需求倍增達(dá)到100M（這也是目前的發(fā)展趨勢）,，在FTTH應(yīng)用場景下,，現(xiàn)有PON系統(tǒng)在未來10年內(nèi)仍然能夠滿足用戶需求。

當(dāng)然,，在新技術(shù)的增量成本不高的前提下,，新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中一般傾向于部署最新的技術(shù)，即使該技術(shù)不會馬上投入使用,。然而,，相比GPON/EPON， 10G PON的設(shè)備成本在相當(dāng)長的時間內(nèi)仍會居高不下,。根據(jù)目前最為激進(jìn)的降價預(yù)測,，即使通過批量生產(chǎn)的刺激，10G PON的光模塊器件成本也只能降到當(dāng)前GPON/EPON光模塊成本的2～3倍,。在寬帶市場競爭日趨激勵的情況下,，這種過度投資技術(shù)的方式很難得到運(yùn)營商的認(rèn)可。有鑒于此,，全球最大的FTTH EPON運(yùn)營商日本電信電話株式會社（NTT）決定不在他們的網(wǎng)絡(luò)部署10G EPON,。在FTTH應(yīng)用前景暗淡的情況下，10G PON的最后一塊用武之地或許是大型商用,、移動回傳網(wǎng),、以及大型多用戶居住單元（MDU）。這種情況下,，過高的光模塊成本可被更多用戶攤銷,，同時，高價值的應(yīng)用場景也能夠更好的消化建網(wǎng)成本,。然而,，這種應(yīng)用方式會大大影響10G PON光模塊的用量——前面的價格趨勢是基于FTTH海量發(fā)貨來做的預(yù)測，要求10G PON光模塊的發(fā)貨達(dá)到GPON/EPON的水平——如果10G PON主要用于MDU建網(wǎng),，其光模塊用量將減少至少10倍以上,，這樣，10G PON的光模塊成本將會更高（至少是當(dāng)前GPON/EPON光模塊成本的5倍以上）,。

使用10G PON來建設(shè)FTTB還存在其他問題：表面上,，采用10G PON可以提升FTTB網(wǎng)絡(luò)的帶寬能力，然而,，考慮到實裝率及實際的網(wǎng)絡(luò)流量并發(fā)模型,，基于當(dāng)前PON技術(shù)建設(shè)的FTTB網(wǎng)絡(luò)可以很好地支持到20Mbps/用戶的帶寬能力,，如果要進(jìn)一步提升用戶帶寬，單純升級上行口至10G PON并不能解決全部的問題――主流MDU用戶側(cè)接口為ADSL2+,，在實際部署中,，20Mbps已經(jīng)到達(dá)其技術(shù)能力的極限，若要進(jìn)一步提升速率,，還需將ADSL2+升級為VDSL2（用戶終端也需要更換）,，同時，可能需要進(jìn)一步縮短銅線的長度,，已部署的ODN也因而需要調(diào)整,。相比之下，在這種高帶寬需求的場景中,，從帶寬能力及建設(shè)成本來看,，直接建設(shè)GPON FTTH會比這種10G PON MDU建設(shè)模式更有優(yōu)勢?？傊?，10G PON的前景仍不明朗，由于成本較高,，目前似乎沒有強(qiáng)大的驅(qū)動促使其進(jìn)一步發(fā)展,。該技術(shù)在一些縫隙市場得到應(yīng)用,，然而其部署規(guī)模尚不足以大大消減部署成本,。在這種情況下，直接部署GPON,、跨越10G PON,、等待下一代設(shè)備（40G或100G PON）的到來，可能成為一部分運(yùn)營商的選擇,。相比10G PON, 40G或100G PON網(wǎng)絡(luò)有更遠(yuǎn)的傳送距離,、更高分光比、及更高的帶寬靈活性,。當(dāng)前的GPON和EPON部署項目可以繼續(xù)進(jìn)行,，因為新的網(wǎng)絡(luò)將支持與已有GPON和EPON網(wǎng)絡(luò)的共存。

NG-PON2標(biāo)準(zhǔn)化,，共存是王道

10G PON支持后向兼容,，帶寬達(dá)10G, 這一點從一開始就很明確。相比10G PON,，NG-PON2系統(tǒng)技術(shù)選擇性更大,、更復(fù)雜，我們可以看到有三種選擇方案,，很可能發(fā)展成三條完全不同的技術(shù)線路,。

第一種方案是具有后向兼容能力的TDMA PON堆疊方案,，這種方案發(fā)展的初衷是解決“NG-PON2網(wǎng)絡(luò)如何兼容目前已經(jīng)廣泛部署的PON及可能部署的10G PON網(wǎng)絡(luò)”;

第二種方案是具有很大挑戰(zhàn)性的高性能PON方案，也就是說“如果基礎(chǔ)技術(shù)的難題能夠被解決,，NG-PON2的技術(shù)路線可能會是什么 ,？”

第三種方案是ODN重組方案。也就是回答“如果我們改變了現(xiàn)有的ODN結(jié)構(gòu),，會有什么樣的結(jié)果,？”

這些問題的答案仁者見仁、智者見智,，而每一個答案都可能會有自己的一席之地,。

華為尤為感興趣的是第一套方案，即采用波分復(fù)用的方式堆疊多套TDMA PON系統(tǒng),。我們相信,，大多數(shù)運(yùn)營商也比較青睞此方案，因為相比于沒有兼容能力的大規(guī)模升級,，這套方案憑借其強(qiáng)大的后向兼容能力能夠大幅度地節(jié)約成本,。即使是沒有任何前期部署的運(yùn)營商，也會傾向于此套方案,，因為他們可以借鑒已經(jīng)部署GPON/EPON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的成功經(jīng)驗,，并分享產(chǎn)業(yè)鏈成熟后的規(guī)模效益。從容量角度看,，TDMA PON堆疊有可以提供40G到100G的聚合帶寬來服務(wù)64到128個用戶,，即每個用戶能獲取夢寐以求的接近1G的高帶寬。此外,，這個帶寬帶來局域網(wǎng)般的體驗,，而且進(jìn)一步下移了統(tǒng)計增益。相對于目前熱議的純WDM-PON,，其帶寬優(yōu)勢顯而易見,。

TDMA PON堆疊方案能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有系統(tǒng)共存嗎？針對先行采用10G技術(shù)的運(yùn)營商,，它能夠及時到位嗎,？答案是肯定的。關(guān)于共存,，目前已有兩套可行方案：如果需要支持視頻疊加業(yè)務(wù),，可以通過優(yōu)化XG-PON波段來實現(xiàn)更加精細(xì)化的波長顆粒、支撐更多通道,，這需要將千兆比特PON系統(tǒng)直接升級到PON堆疊系統(tǒng),，這種大跨度的升級是可能的；如果不需要支持視頻疊加業(yè)務(wù),，可以利用C波段提供所需的多種通道,。理論上,，在部署PON堆疊系統(tǒng)前可以事先部署XG-PON，但是鑒于C波段能夠提供更優(yōu)越的性能,，孰好孰壞不言而喻,。

PON堆疊系統(tǒng)能夠及時到位嗎？這取決于堆疊系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),，即可調(diào)接收機(jī)和可調(diào)發(fā)射機(jī)技術(shù),。目前來看，可調(diào)接收機(jī)技術(shù)不是問題,，因為這個技術(shù)很常用,，僅需要實現(xiàn)商用即可。所以,，未來2-3年內(nèi),，我們相信可調(diào)接收機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)商用。不得不承認(rèn),，可調(diào)發(fā)射機(jī)是個難題,，需要花些時間。鑒于此可以看出,，堆疊系統(tǒng)需要實現(xiàn)三步走并且每一步都需要后向兼容,。

第一步：堆疊準(zhǔn)備

在此階段，ONU擁有固定的下行接收機(jī)和傳統(tǒng)發(fā)射機(jī),。目前這一步可以馬上實現(xiàn),，因為不需要任何其他未經(jīng)驗證的技術(shù)。但是需要為未來的的堆疊系統(tǒng)開放頻譜資源,，同時OLT也需要擁有必要的波長陣列來面向未來的堆疊系統(tǒng),。

第二步：局部堆疊

在局部PON堆疊系統(tǒng)中,，新型ONU配有可調(diào)接收機(jī)，能夠增強(qiáng)下行性能,。此外,，第一步中部署的OLT能夠在不干擾先前部署的ONU的情況下激活新的波長。現(xiàn)有的ONU能夠繼續(xù)利用其固有波長工作,，并且能夠通過TDMA和WDMA技術(shù)組合共享上行頻譜資源,。

第三步：100%堆疊

在100% PON堆疊系統(tǒng)中,，新部署的ONU同時配有可調(diào)接收機(jī)和發(fā)射機(jī),，因而能夠100%獲取對稱帶寬資源。當(dāng)然,，先前部署的ONU依然可用,，沒有必要對其強(qiáng)行升級,，除非客戶需要更多的帶寬。這種業(yè)務(wù)驅(qū)動升級的模式,，能夠保護(hù)客戶投資,、實現(xiàn)收入增長。

總結(jié)：

總而言之,，當(dāng)前的GPON/EPON網(wǎng)絡(luò)基本可以滿足10年內(nèi)的帶寬和業(yè)務(wù)發(fā)展需求。從考慮投資保護(hù)的角度出發(fā),，PON網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)有多種可能性,，不論是GPON/EPON演進(jìn)到10G-PON，再到NG-PON2,，還是直接跨越10G-PON進(jìn)入NG-PON2,，對現(xiàn)有PON網(wǎng)絡(luò)的共存是未來演進(jìn)的關(guān)鍵。目前,，產(chǎn)業(yè)鏈各界已經(jīng)開始著手NG-PON2技術(shù)的研究,，2011年將圍繞NG-PON2的發(fā)展進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作。

作者簡介：

Frank Effenberger博士從1995年加盟Bellcore（現(xiàn)在的Telcordia）公司開始,，參與各類接入網(wǎng)技術(shù)研究,，見證了FSAN的成立及PON技術(shù)的發(fā)展。2000年,，他加入摩托羅拉,，負(fù)責(zé)PON網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊，專著于PON技術(shù)的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作,。2006年,，他加盟華為美國研究所，成為華為PON技術(shù)首席專家,。

Frank在標(biāo)準(zhǔn)組織中一直承擔(dān)重要工作,，是ITU PON標(biāo)準(zhǔn)組織的團(tuán)隊領(lǐng)導(dǎo)者和主要標(biāo)準(zhǔn)貢獻(xiàn)者。2008年,，他成為ITU-T Q2/15的主席,，負(fù)責(zé)光纖接入系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化工作。他和他的團(tuán)隊主要負(fù)責(zé)面向下一代的光接入技術(shù),，包括802.3av 10G EPON和ITU XG-PON (即10G GPON),。目前，他研究的主要方向是超越10G PON的下一代光接入技術(shù),，實現(xiàn)光接入更高帶寬,、更廣覆蓋及更長距的傳送。