光通讯产业焦点回归10G PON 部署于FTTH模式受成本考验

        在中国，FTTH已经进入规模部署期，但仍面临诸多困难。虽然10G PON标准化已较完善，但产业链还有待成熟。 

        FTTH爆发并踏上良性循环 焦点回归10G PON 

        目前各地运营商基本都有10G EPON的应用，主要服务于FTTB模式下的政企专线和有高带宽需求的客户。技术创新与应用从来都在服务于需求的发展，网络需求目前是通信发展的真正动力。 

        2010年可以说是10G EPON加速成熟的一年，在2010年11月中国电信进行10G EPON的设备互通测试之时，业内基本都认为10G EPON即将登上商用的舞台。然而当今年2月份中国电信推出“宽带中国光网城市”战略后，大家都将注意力集中到了FTTH中，EPON再掀热潮，ODN也成为了焦点。 

        FTTH是人们不断追求的梦想和探索的技术方向，但由于成本、技术、需求等方面的障碍，一度进展缓慢。然而近几年来，局面有了根本性的改变。由于政策上的扶持和技术本身的发展，FTTH在世界多个国家得到了长足发展。目前兴起的各种相关宽带应用如互联网、云计算、物联网以及大量的在线应用和智能家庭，特别是三网融合的推进，使得人们更加意识到具有高带宽、大容量、低损耗等优良特性的光纤，是宽带接入网的必然选择。 

        在中国，FTTH已经进入规模部署期，当然，FTTH的前进还面临着诸多的现实困难，需要业界共同努力推动其发展。在三网融合的推进过程中，FTTH网络部署以及宽带光纤接入技术的发展一直是大家关注的热点。我国FTTH网络已经覆盖超过1000万用户，但实际用户约100万。据预测，到2015年，我国FTTH网络端口将超过1亿个，而实际用户将达到4000万。 

        当FTTH开始平稳发展，规模部署也渐渐踏上良性循环。业界又开始关注10G EPON，但FTTH的热潮似乎阻碍了10G EPON的爆发，那么10G EPON该何去何从呢? 

        PON将向10G演进 但长期演进路线不明朗 

        除了上个世纪ITU-T制定的窄带PON和BPON技术在北美地区有一定应用之外，在最近10年中和未来10年内，PON技术的发展分为三个阶段： 

        第一阶段：2001年~2002年，IEEE和FSAN/ITU-T分别提出EPON与GPON技术概念，PON技术进入Gbit/s时代。从2004年日本首先开始部署EPON技术起，EPON技术和GPON技术以及产业链都已成熟并得到了大规模部署，未来3年内这两种技术将成为市场的主流应用。 

        第二阶段：在1G速率的PON技术逐渐成熟后，IEEE和FSAN/ITU-T从2008年开始启动10G PON的研究，这意味着PON技术将进入10Gbit/s时代。IEEE还是延续了原来的技术路线，采用以太网技术，通过少量扩展，推出了10G EPON标准，在2009年9月正式发布， ITU-T稍晚启动了10G GPON的标准制订，也基本延续了GPON的技术路线，并在2010年年中形成系列标准，完成了下行10Gb/s、上行2.5Gb/s的XGPON1的标准化工作。这标志着下一代PON技术的两大技术流派10G EPON和10G GPON技术在标准化层面已经基本完成。目前10G PON技术正致力于产业化和商用化进程。在带宽需求升级和市场竞争的驱动下，综合考虑到产业成熟度和成本等因素，预计10G PON技术最快将在2012年进入商用阶段，而且10G EPON技术将率先开始商用。 

        第三阶段：后10G PON时代采用什么技术，现在还没有一个明确的方向，一直超前研究PON技术的IEEE目前没有相关计划，而FSAN虽然有此方面的讨论，但还无实质性定论， FSAN目前对NGPON2应满足“下行总带宽不少于40G，上行总带宽不少于10G(每个终端用户的最高独享带宽应不低于1G);传输最大距离不低于40km，距离差不低于40km; 分支比不低于1∶64;重用GPON/XGPON1网络的ODN”的明确需求。有意思的是，ITU-T已经终止了下行10Gb/s、上行10Gb/s的XGPON2的标准化工作，这意味着突发模式的10Gb/s光模块研发存在技术和成本上的很多障碍，而基于WDM和WDM/TDM技术的PON是NGPON2可能的技术方向，关于WDM PON的波长分配方案已经开始在ITU-T进行讨论。 

        10G PON标准化已较完善 产业链有待成熟 

        标准化方面，10G PON延续了XPON的发展路线：IEEE在EPON标准基础上制定了10G EPON技术规范(802.3av)并正在制定10G EPON互通规范(SIEPON);而ITU-T在GPON标准基础上制定了10G GPON技术规范(G.987.x)和10G GPON ONU管理维护规范(G.988)。其中，业务互通是实现全球产业链共享的一个关键问题。IEEE 2009年11月专门成立了SIEPON工作组来制订10G EPON全球互通标准，期望彻底解决这个曾经束缚EPON在全球发展的最大问题。结合中国电信和NTT等运营商已有的EPON企业标准做蓝本，SIEPON希望能在2012年标准出来后就能快速应用。当然，基于地区性的业务互通规范的起草及相关测试验证工作都在紧锣密鼓地进行中。10G GPON的情况则与10G EPON不同，从业务互通的角度看，10G GPON在全球标准化方面相对是完备的，但由于产业链不完整，市场能提供10G GPON的设备较少，业务互通的测试验证工作还没有起步。 

        产业方面，10G EPON：除了标准之外，电信运营商在近几年还进行了积极的技术研究探索和试用工作，中国电信2009年组织了芯片级互通测试，中国联通和中国移动也在2010年上半年进行了技术摸底测试，三大运营商目前都有较小规模的实验局试点。 

        而从目前实际测试的情况来看，10G EPON整个产业链正在逐渐成熟。在芯片方面，ONU侧的核心芯片已经ASIC化，Broadcom和Opulan均推出了第二代芯片，而OLT侧ASIC芯片厂家目前较少，而且技术不太成熟，预计到2011年年底或者2012年第一季度OLT侧的ASIC芯片才会逐渐成熟。在光模块方面，采用的上下行1G/10G非对称类型的光模块也已经推向市场，但由于需求较少而导致价格昂贵。在设备方面，目前华为、中兴、烽火、阿朗等主流公司都深入参与了10G EPON设备的研发工作，与GEPON相比，10G EPON终端(ONU)设备形态较少，功能有待进一步完善。10G GPON：在欧美和中国运营商的关注下，已有Verizon、FT、TI、Telefonica、PT、中国移动、中国联通等公司组织进行了10G GPON技术的摸底测试，包括Erisson、AL、MOTO、华为等在内的主流设备厂商都参与其中。从测试的情况来看，与10G EPON相比，10G GPON产业链要落后8~12个月左右，系统设备还基本处于实验室样机状态，核心芯片采用FPGA实现，同时10G/2.5G光模块技术不成熟，达到指标要求的光模块成品率较低。因此，总体来讲，10G GPON产业链远未成熟。 

        10G PON先应用于FTTB FTTH应用取决于成本 

        受业务需求和成本制约，10G PON将在FTTB场景率先应用。国内三网融合政策的推出将使宽带接入市场的竞争加剧，运营商的光纤接入网络建设和升级改造也将提速，100Mb/s宽带入户将成为可能，而中国人口密集，FTTB的建设模式已成为主流，在这种建设模式下，每个OLT端口下用户可达256个甚至512个，而xPON的带宽只有1G/2.5G ，平均到每用户EPON只有8M(考虑50%并发上线率)，GPON只有20M， 距离50M以上超带宽要求有较大的差距，采用10G PON技术就比较迫切。同时在FTTB模式下成本问题并不突出，MDU中光模块和MAC芯片只占成本的20%，同时还被十几或几十个用户分摊，因此成本增加非常有限。 

        10G EPON互通测试满意 平滑兼容利于现网升级 

        2009年第四季度，中国电信组织Broadcom、Qualcomm、PMC和海思先后进行了非对称与对称10G EPON芯片的互通测试，全球首次实现了非对称互通，并解决了对称互通的部分问题； 

        在2010年4月与2011年4月，中国电信进行了两次10G EPON的设备互通测试，并在现网中加载多种业务测试了设备功能、性能。据悉，从测试结果来看，10G EPON已经相对成熟，运营商对于结果基本满意。 

        一系列的测试推进了10G EPON产业链进一步的成熟，同时也验证了10G EPON的商用价值。其实，目前各地运营商基本都有10G EPON的应用，只是规模比较小，所以各地运营商都是自己运作，集团并没有统一采购。 

        据悉，目前各地的10G EPON主要应用于政企客户业务，政企客户对于带宽的需求比较高，EPON在这些高价值业务中的性价比不如10G EPON。目前FTTB是10G EPON的理想场所，而在2～3年之后，当用户带宽需求普遍提高到100M甚至更高的时候，FTTH模式下也必须要引入10G EPON。 

        10G EPON可以与现有的ODN网络、EPON设备平滑兼容，这对于以后的网络升级十分有利。 

        此外，10G EPON在FTTH下理论上可以支持1：128的分光比，但是越高的带宽就要消耗越高的光功率，也需要牺牲一定的覆盖距离。FTTH下的组网模式还需要进一步验证。

        所以10G PON在初期应用的3年内，FTTB是最合适的应用场景。当然，受三网融合政策的影响，国内运营商近期也将调整策略，开始积极推进FTTH/O的部署，而10G PON能否成为FTTH的主流技术选择，除了技术和设备成熟度因素之外，还将取决于成本因素：10G PON 成本需要迅速下降，特别是10G PON ONU的成本要在短期内与GEPON/GPON ONU成本接近，要知道，当前10G PON 光模块和MAC芯片的成本均是GEPON/GPON的数倍。而目前采用GEPON/GPON部署FTTH，在50%收敛比、1∶32分路比的情况下，GEPON/GPON的每用户平均带宽可以超过50M/100M，而每线综合成本已经下降至市场完全可以接受的水平。 

        FTTH最大的优势就是高带宽，但这不能成为运营商建设FTTH的直接动力。目前FTTH模式下，EPON能提供20M～50M的带宽，2～3年内完全可以满足带宽需求，FTTH模式中短期内不会应用10G EPON。