运营商接入网引入10G GPON技术势在必行

　　ICCSZ讯    随着与“互联网+”战略相关业务的快速规模落地，接入宽带业务得到了蓬勃发展，高清视频、4K电视、3D游戏和真人互动等高带宽业务迅速发展;同时激烈的市场竞争和“宽带中国”政策的驱动，使得各大运营商纷纷加速接入宽带网络的建设部署。

　　当前主流的EPON、GPON等宽带网络技术逐渐难以满足持续快速增长的各种高带宽业务对运营商现网带宽的需求。因此，运营商需要在现网中引入新的接入宽带技术，用来提供更高的带宽和更好的服务，提升高带宽业务的用户体验。当前已成熟的10GGPON技术恰好可以满足这一需求，可以解决业务快速发展和带宽不足的矛盾。

　　10G GPON技术优势显着

　　具有很好的兼容性：10G GPON系统能够很好地兼容现有的GPON系统。10G GPON的ODN系统可以有效地利用原有GPON网络已经布放的光纤、分路器和接插件等设备，仅需要升级更换ONT设备，在OLT侧增加支持10G GPON的接口板，大幅度降低了技术升级所需的成本;具有足够的带宽支持多种新业务,可以进行灵活部署,可将运营商的效益最大化。

　　10G GPON具有很好的QoS保证的全业务接入优势。运营商要实现“三网融合”，除了数据业务之外，还包含大量的语音和视频业务，对服务质量保证要求比较高，因此多业务QoS保障的优势将为客户提供了高质量、丰富的个性化业务体验。

　　具有超强的带宽能力：10G GPON能够提供的带宽是GPON系统的4倍和EPON的10倍以上，因而其能够更好地满足光纤接入系统未来发展的需要，可以完成灵活部署。此外10G GPON既能够实现l0G/2.5G的上/下行非对称的速率，也可以实现l0G/10G的上/下行对称速率。

　　具有良好的互通性：10G GPON沿袭了GPON的管理控制协议，能够提供非常完备的与GPON的互通能力。拥有更大的功率和更广的覆盖范围。10G GPON最大能够完成1:512的大分光比下20km的长距传输，在不改变用户带宽的前提下，可通过增大分光比实现更多用户的接入。10G GPON既适合在用户密集的城市使用，也适合在偏远地区使用，在偏远地区可以用一个中心局来管理更多稀疏的用户，实现成本的最优化。

　　GPON可以通过系统升级为10G GPON，运行于目前部署的GPON网络上，能够实现从GPON到10G GPON的平滑升级，具有成本的优势和技术的可行性。因此，10G GPON能以较低成本提供适合用户实际业务需求的带宽。

　　10G GPON技术引入需考虑多方面问题

　　运营商网络引入10G GPON技术需考虑多方面的问题。首先，要充分利用现网资源，如：ODN改动要尽量少，OTL机架能再利用，ONU不受影响，不占用或者少占用现网资源;其次，网络建设改造要能快速实施，涉及业务能快速开通。最后，新的技术引入要兼容现网的设备，包括：兼容EPON和GPON技术，支持下一代新的PON技术，网络投资要尽量少。因此，低成本、灵活、快速地由GPON向10G GPON升级改造，是目前各大运营商引入10G GPON技术的理想选择。

　　目前，GPON升级到10G GPON主要有外置合波器方案和光模块合一的Combo PON方案两种。外置合波器方案需新增OLT机框、机架、10G GPON线卡、外置合波器及跳纤和ODF架等配套设备，建设成本高、机房空间占用大、施工和布线复杂、管理和维护困难，外置合波器引入的光功率损耗也会影响现网ONU的光功率预算，存在影响用户业务的风险。

　　而采用光模块合一的Combo PON方案，该方案将GPON和10G GPON光波长在一个光模块内进行双通道合波后从同一光口输出，进行10G GPON升级时只需要采用Combo PON线卡替换原OLT上的GPON线卡，原GPON线卡上的光纤同步割接到Combo PON线卡上，即可实现GPON和10G GPON的共存，重用ODN和原有设备机框，不需要新增相关设备和外置合波等配套设备，具有机房空间占用少、网络升级简单、维护容易、业务快速开通、不影响现网业务、整体投资少等优点。因此，Combo PON方案是运营商网络GPON升级到10G GPON目前比较切合实际的方案。

　　Combo PON方案解析

　　Combo PON是GPON和10G GPON的联合体，利用两种技术采用不同的承载波长，在一个光模块内将两种波长合波实现GPON和10G GPON光信号的独立发送和接收处理，兼容现有GPON网络业务的同时按需提供高带宽业务，重用现有网络设备和重用ODN，避免现网资源的改动和额外的机房空间占用，根据业务需求升级，按需更换用户侧ONU终端，实现高带宽业务的快速平滑升级。

　　GPON和10G GPON信号在不同的MAC芯片中，将这两块MAC芯片集成到一块芯片中进行处理，处理过的信号被发送到光模块中，光模块采用WDMlr技术将接收到的两个波长合波并传动到一条光纤中。在上行方向合一的波长在光模块中被分开，送到不同的MAC芯片中进行相应的处理，GPON和10G GPON的波长使用不同的调度，不会对带宽产生影响;在下行方向，GPON和10G GPON波长被同时送到ONU侧，GPON的ONU接收光纤中的GPON信号，10G GPON光模块接收光纤中的10G GPON信号。

　　采用Combo PON光模块的线卡可以直接替换已部署GPON的OLT上的线卡,实现10G GPON的升级和快速开展10G GPON的高带宽业务。

　　10G GPON在系统结构上仍然延续GPON的典型拓扑结构，由支持10G速率带有Combo PON线卡的光线路终端OLT、光网络单元ONU和光分配网络ODN组成。

　　Combo PON方案具有三大优势

　　Combo PON方案由于仅需替换线卡即可实现高带宽业务的平滑升级，相比其他的升级方案，具有以下几方面优势。

　　首先，极大地节省机房空间，简化运维。Combo PON方案不需要新增外置设备以及相关配套设备，在GPON满配升级的情况下，可以极大地节省机房空间。比如当机房内一个机架满配两框GPON的OLT时，如果要升级到10G GPON，若采用Combo PON方案，据测算可以节省60%以上的机房空间资源。同时，无新增加机房相关设备，避免带来更多的运维管理问题。

　　其次，减少投资。当前10G GPON的ONU终端相较GPON ONU成本高，采用Combo PON部署方案，可以根据家庭用户的带宽升级需求，随着业务的发展按需升级用户家庭里的ONU，实现轻资产进行10G GPON的升级部署，避免直接采用10G GPON升级带来的终端高成本投入，快速实现投资和收益的平衡。

　　最后，不影响现网GPON业务，平滑网络升级。采用Combo PON方案由于在光模块内部内置合波后进行光功率的放大，补偿合波的光功率损耗，保证输出的GPON和10G GPON光功率预算保持不变，从而保证现网业务不受影响。此外，Combo PON升级方案还可以减少局端部署成本，根据相关案例测算，采用Combo PON方案比其他方案可以节省至少24%的费用。

　　GPON向10G GPON过度

　　GPON向10G GPON发展需经历一个渐进过程,主要有1OG/2.5G下上行非对称和lOG/10G上下行对称的网络结构。在对称结构中，上下行方向均提供10Gbit/s的速率;非对称结构中，采取下行10Gbit/s上行2.5Gbit/s的方案。

　　首先，为了实现10G GPON平稳的过渡，10G GPON系统必须兼容现有的GPON系统，10G GPON下行使用L波段，上行使用O波段。通过采用WDM技术，10G GPON可以兼容目前部署的GPON，实现10G GPON的平滑过渡。

　　其次，ONU向l0G/10G转变，OLT向10Gbit/s的上下行速率转变。在下行信道完成升级后，上行信道开始向10Gbit/s速率转变。这一过程的初级阶段可能会花费较高成本。所以如何实现经济可靠的l0G/10G上下行对称的10G GPON系统，一直是研究的热点。

　　最后，ONU向10G/2.5G转变,OLT向10Gbit/s的下行速率转变。由于10Gbit/s突发模式接收机等技术难题,要实现经济可靠的10Gbit/s上行链路速率相对困难，所以2.5Gbit/s上行成为一个经济可行的方案。2.5Gbit/s的上行链路，不仅将上行通道扩容了两倍，还大大降低了突发模式接收机的设计难度，从而降低了接入成本。同时2.5Gbit/s上行还可以有效满足用户的各种接入需求。

　　EPON和GPON由于带宽窄、传输距离短、光功率预算范围小等缺点已不能满足现今各种业务应用对高带宽的需求,10G GPON作为下一代PON技术，既能满足不断出现的高带宽网络应用业务的需求，又能以较少的成本实现10Gbit/s带宽的接入，是下一代接入网技术的发展趋势。

　　随着10G GPON在宽带市场占有率逐步超过EPON和GPON，各种业务应用对现网带宽需求不断增加，10G GPON将成为下一代PON技术的主流技术。同时，运营商通过采用Combo PON方案，可快速实现从GPON到10G GPON的升级演进，灵活地实现高带宽业务的发放，改善用户体验，提升市场竞争力，创造更多价值。