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下一代PON技术演进以及对比安利摘要：本文经过对PON网络发展历程进行分析，提出了下一步高带宽PON网络的发展趋势，探讨了如何构建NG-PON，以高带宽优势推进有线电视网宽带及视频业务发展。
关键词：EPON GPON 10G-PON NG-PONNext Generation PON Technology Evolution&ComparisonAn Li（ChongQing CCN Co.，Ltd）Abstract Based on the analysis for the PON technology development history，this article has brought up the developing trend for the next generation high bandwidth PON technology，and discussed about how to structure NG-PON，and carry out the business development for cable television network broadband and video based on the advantage of high bandwidth technology.Key words EPON，GPON，10G-PON，NG-PON引言1 随着各大运营商“宽带提速”、“光进铜退”工程的大规模展开，未来业务将会以多媒体、视频点播、互动游戏为主要特征，高带宽、综合化将成为评判运营商所推广的宽带产品优劣的标准。
近几年，以 IEEE组织发起的EPON标准和ITU-T/FSAN标准组织发起的GPON标准成为PON技术的两大主流。
无论是EPON，还是GPON，其提供的上下行带宽仅仅为1G或者2G，随着目前大流量、大宽带业务的开展，用户的带宽需求预计将以每3年一个数量级的趋势递增，从未来运营商长期发展趋势分析，单个用户的带宽需求将会在100 Mbit/s以上，现有PON口带宽将会出现瓶颈。
PON技术演进面临的问题与其演进思路作者：徐孙富来源：《城市建设理论研究》2013年第11期摘要：PON技术凭借其点到多点的网络架构及无源等诸多优势，成为FTTx领域最受运营商青睐的解决方案。
随着PON网络的规模应用和全业务运营的快速发展，运营商对PON系统在带宽需求、业务支撑能力、接入节点设备和配套设备性能等方面，都提出了更高的期望。
下一代PON技术的未来演进已成为当前业界最瞩目的焦点问题。
本文根据目前几大主流PON技术进行分析，以探讨下一代PON技术的演进与发展。
关键字：PON、演进中图分类号：TN711文献标识码： A 文章编号：一、引言：随着宽带的快速发展，运营商在建设PON网络时，必须考虑更高的带宽业务能力，以满足用户的需求和竞争压力。
当前的EPON和GPON技术能力都可以提供每用户10～20M带宽，基本可以满足现阶段及未来2～3年的需求。
但长远看，带宽和分光比方面依然无法满足未来每用户50M～100M发展需要，下一代PON已经成为业界的研究热点。
二、PON的基本概念PON由光线路终端（OLT）、光合／分路器（Spliter）和光网络单元（ONU）组成，采用树形拓扑结构。
OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。
ONU放置在用户侧，OLT与ONU之间通过无源光合／分路器连接。
PON使用波分复用（WDM）技术，同时处理双向信号传输，上、下行信号分别用不同的波长，但在同一根光纤中传送。
OLT到ONU/ONT的方向为下行方向，反之为上行方向。
图1:PON系统组成单位三、PON演进面临的问题虽然PON技术演进的道路非常清晰，产品也非常明确，10GPON时代即将到来。
但是，令人难以置信的是，PON技术的未来走向由标准制定者和企业战略家所决定。
在一份关于NG-PON的白皮书报告中，我们发现，这个趋势无疑是很明显的，正如10GPON技术的标准也是通过他们来确立的。
综合来看这个过程，PON技术的演进看起来就像是一个非常简单的方程式。
下一代无源光接入网技术PON的技术演进摘要：PON技术越来越受到人们的关注，本文首先简单介绍了PON技术的发展历史和现状，接着介绍了PON 的三种技术：APON、EPON和GPON并对两种主流PON技术―EPON和GPON进行分析比较，提出了从现有的EPON、GPON技术演进到下一代PON网络xPON，从技术实现的角度对xPON技术进行了探讨。
关键字：PON APON EPON GPON xPON1、引言:无源光网络（PON）技术是最新发展的点到多点的光纤接入技术。
无源光网络由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。
一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA(时分多址接入)方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构(典型结构为树形结构)，PON的本质特征就是ODN全部由无源光器件组成，不包含任何有源电子器件。
这样避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电配置和网管复杂度，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术,越来越受到业界的关注和重视,发展非常迅猛。
与点到点的有源光网络相比，PON技术的主要特点在于维护简单，成本较低（节省光纤和光接口）和较高的传输带宽，其高性能价格比的特点会使其在很长时间内保持竞争优势，PON一直视被为接入网未来的发展方向。
PON网络由于其简洁、廉价、可靠的网络拓扑结构被普遍认为是宽带接入网的最终解决方案，支持光纤到户FTTH。
与核心网不同的是，FTTH对成本更加敏感。
成本的突破很大程度上意味着条件的成熟。
剖析FTTH成本因素，主要有两个方面，一是设备采购成本，二是运营成本。
根据NTT公布的数据，FTTH的这两项成本已经与高速ADSL基本接近。
值得一提的是，目前ADSL设备的价格下降潜力已经不大，但是FTTH的成本随着规模增长有望继续下降。
从整体上看，在接入网领域光通信酝酿着新一轮的发展。
千兆宽带的PON网络演进情况以及对策分析摘要：PON网络是现代通信网络建设的重要趋势，其具有相对成本低、纯介质网络、资源占用少的特点，有效地提升了宽带网络的分配效率与质量。
本文在阐述移动PON网络演进的基础上，就PON网络架构及运行原理展开分析，同时指出我国移动前兆宽带的接入和升级方法，期望能进一步提升PON网络的建设及配置水平，继而推动千兆宽带的进一步发展。
关键词：PON网络；千兆宽带；10GPON从2019年开始，我国开始进入5G商用时代，国家移动固定接入开始进行10GPON网络的规划与部署。
在“千兆引领、生态赋能”理念的指导下，5G移动网络千兆和光纤宽带网络千兆建设工作全面展开。
在千兆宽带建设中，我国注重OLT设备的转移升级，面向千兆款到的PON网络建设要求全国70%以上区域具备千兆能力，同时网路建设要覆盖2亿潜在的宽带用户。
这一建设要求对于固网宽带连接造成了较大影响，有必要进行PON固网宽带连接的进一步演进和升级。
一、移动PON网络演进现阶段，移动PON网络包含两种具有代表性的网络标准形式，分比为EPON和GPON。
就EPON网络标准而言，其由IEEE提出，在该标准体系下，固网宽带可以向用户提供1.2Gb/s的上下行共享带宽；而就GPON标准而言，其上行和下行的共享带宽具有一定差异性，其中上行带宽为1.25Gb/s，下行带宽为2.5Gb/s，在GPON标准应用中，应注重其上下行互通性和完整性的有效把控。
在以往百兆宽带时期，我国选择GPON技术进行共享带宽服务，并且建成了全世界规模最大的GPON光接入网络[1]。
步入5G商用时代以来，建设千兆宽带的PON网络成为PON技术发展的主要趋势。
在实际建设中，人们需重点解决的问题包括：其一，5G时代下，人们对于带宽业务提出了较高要求，持续发展的带宽业务和PON技术之间形成一定矛盾，需进行PON技术的再次升级；其二，基于用户侧接入技术的创新，在当前带宽升级中，还需升级PON技术，实现其与用户侧接入技术的匹配。
下一代PON标准与技术的进展不断增加新业务带宽需求推动下,运营商在建设PON网络时，必须考虑提供更高的带宽与业务能力，以满足不断增长的用户需求和竞争压力，努力架构一张面向未来的网络。
例如，对于目前的FTTx的主流建设模式FTTB，当前的EPON 和GPON技术能力都可以提供每用户10～20M带宽，基本可以满足现阶段及未来2～3年的需求；但长远看，带宽和分光比方面依然无法满足未来每用户50M～100M发展需要。
下一代PON已经成为业界的研究热点。
现阶段运营商对于下一代PON的主要需求表现在：支撑运营商5～10倍的带宽需求增长，并与现有xPON网络的ODN 实现良好兼容与过渡，充分保护投资;并支撑FTTB模式向FTTH逐步演进的需求。
EPON和GPON是无源光网络（PON）是宽带接入和FTTx网络的主要技术选择。
作为同时代的两种主流PON技术，同时经过几年的发展.到目前为止基于以太网研究路线的实践的EPON技术由于标准开放性好，易于实现与规模化生产，产业链成熟迅速，且成本快速下降，已经实现大规模建设部署。
而GPON技术受A TM-PON思路影响较大，标准相对复杂，目前在互通、商用芯片和成本方面还需要进一步的完善和发展，全球建设速度较为缓慢。
全球各标准组织正在积极开展下一代PON标准技术的研究工作。
目前主要有两大标准体系，一是制订EPON标准的IEEE组织，推出的标准为10G-EPON；二是制订GPON标准的ITU-T/FSAN组织，研究方向为NG-PON。
(1)标准化目前的进展10G-EPON标准IEEE早在2006年就成立了一个TaskForce工作组，进行10G-EPON标准IEEE802.3av的研究和制订工作。
10G-EPON 标准的制订进程较快，目前已完成所有关键技术研究及意见修订工作，处于收尾阶段。
2009年9月将正式发布。
鉴于EPON技术已经获得大规模的成功部署，IEEE工作组开发的802.3av标准其最重要的要求是和现有部署的EPON 网络实现后向兼容及平滑升级，并与以太网速率10倍增长的步长相适配。
下一代PON演进技术与其演进思路分析
摘要：随着PON网络的规模应用和全业务运营的快速发展，运营商对PON 系统在带宽需求、业务支撑能力等方面都提出了更高的期望。
下一代PON技术的未来演进已成为当前业界最瞩目的焦点问题，本文就目前几大主流PON演进技术进行分析，以探讨下一代PON技术的演进与发展的思路。
关键字：PON、发展趋势、演进思路
一、引言
随着宽带的快速发展，运营商在建设PON网络时，必须考虑更高的带宽业务能力，以满足用户的需求和竞争压力。
当前的EPON和GPON技术能力都可以提供每用户10～20M带宽，基本可以满足现阶段及未来2～3年的需求。
但长远看，带宽和分光比方面依然无法满足未来每用户50M～100M发展需要，下一代PON已经成为业界的研究热点。
二、PON的基本概念
PON由光线路终端（OLT）、光合／分路器（Spliter）和光网络单元（ONU）组成，采用树形拓扑结构。
OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。
ONU放置在用户侧，OLT与ONU之间通过无源光合／分路器连接。
PON使用波分复用（WDM）技术，同时处理双向信号传输，上、下行信号分别用不同的波长，但在同一根光纤中传送。
OLT到ONU/ONT的方向为下行方向，反之为上行方向。
图1:PON系统组成单位
三、下一代PON演进方式
现阶段运营商对于下一代PON的主要需求表现在支撑运营商5～10倍的带宽需求增长，并与现有xPON网络的ODN实现良好兼容与过渡，充分保护投资。
传统上谨慎的做法是构建一种可满足未来网络拓展需求，以更低的价格连接大量的终端用户，按需求传送可灵活调整带宽的可扩展PON，它将无需对外部构件进行改进就可升级。
朝着这个方向，下一代PON的主要发展趋势有以下几个方面：WDM-PON、WDM/TDM混合PON、10GEPON、PON/ROF汇聚、Long-ReachPON。
3.1 WDM-PON
一种直接升级TDM-PON的途径是在OLT与ONU之间采用独立的波长信道，这种方式通过物理上点对多点的PON结构在OLT和每个ONU间形成了点对点的连接，被称为WDM-PON。
相比TDM-PON，WDM-PON有许多优势，例如高带宽，协议透明性，安全性更高，灵活的可扩展性。
影响WDM-PON大规模应用的最大问题在于基于不同波长的使用导致ONU的成本高。
因此WDM-PON核心技术的发展都与如何为ONU构建一个便宜和稳定的光发射机相关。
3.2 WDM/TDM混合PON
WDM/TDMPON将是未来PON的发展趋势。
由于现阶段实现WDM-PON 还存在不小的难度，因此较为合理的网络升级策略是从TDM-PON向WDM-PON 逐步过渡，而在过渡的过程中，两者的共存阶段是必须要经历的，将出现被称为WDM/TDM混合PON的多种融合形式。
WDM和TDM混合模式的PON结构具有容量大、高可靠、节约城域光纤资源等突出优势，在将来的接入网络改造和升级中将发挥巨大作用。
基于WDM技术的PON网络架构可以兼容现有的1G/2.5G/10GEPON、GPON和P2P等多种光纤接入技术。
通过波长规划可以直接承载1310nm波长的有线电视（CATV）业务，实现“三网融合”；在线路中引入光链路监控信号，实现ODN网络的光链路检测功能。
3.3 10GEPON
普通EPON的自然升级是10GEPON。
10GEPON在系统组成上与1GEPON 相同，但需采用支持10G速率的OLT、ONU和ODN。
10GEPON在系统结构上仍然延续1GEPON的典型形拓扑结构。
目前10G下行将采用1574～1580nm，其与波长范围在1480～1500nm间的1G下行共存，保留了1540～1560nm用于处理视频过载。
10GEPON下行采用10G 的传输速率进行广播已经没有异议，但上行采用1G的传输速率还是10G的传输速率，是采用TDMA还是WDMA则还要考虑。
采用TDMA技术的10GEPON在成本上无疑较采用WDMA技术的10GEPON要低得多，而且和目前的802.3ahEPON相比成本也不是特别高。
但是采用TDMA技术的ONU的数据在上传前必须等待自己的允许周期，不同ONU 的上行数据中间还有保护时间，更重要的以太网帧是变长的，如果正在等待的ONU发送之前PON上下行链路均在发送长包，则该ONU可能等待的时间更长，这些因素都导致了采用TDMA的10GEPON上行方向时延将较大，这对于对时延特别敏感的业务(如VOIP)十分不利。
另外采用TDMA技术的10GEPON其上行平均带宽较小(相当于所有ONU共享1G或10G的带宽)。
相比之下采用WDMA 的10GEPON每个ONU独享1G或10G上行带宽，另外上行方向使用的是真正的点对点(P2P)网络，发送时无需等待，延时极低。
然后不幸的是该方案优越的
性能需要高昂的成本代价，因此采用WDMA技术的10GEPON不太可能普及到用户家里，即不适合FTTH应用，但作为FTTB和FTTC还是大有前途的，也可以用于级联现有的GEPON。
采用TDMA技术的10GEPON，如果能够解决上行时延过大的问题，在FTTH应用特别是高清IPTV接入领域中将大有作为。
3.4 PON/ROF汇聚
伴随着光纤敷设到用户驻地趋势的日益深入化，EPON、GPON和WDM-PON 已经进入了无线接入市场。
另外一方面，BWA(宽带无线接入)技术诸如WiFi/WiMAX/3G正变得流行，它们的优势在于更具拓展性和灵活性。
为了充分利用光纤的大容量和无线规划的移动固定性，逐步出现了一个很有希望的研究领域，即无线和光网络的融合。
一个简单的融合例子是在FTTB环境中EPON和WiFi的级联。
出于经济可行性考虑，在集中住宅单元部署一个带有接入到IEEE802.11nWLAN接口的ONU以覆盖众多用户，这是一种替代实现FTTH的好方案。
一种真正的光网络和无线的汇聚可能发生在基于光纤传输的广播系统（ROF）。
一种关于PON与ROF会聚的新方向是在PON的光纤实体端传送RF 子载波，从而基带信号数据流和数据调制的RF信号能同时传送到有线和无线用户处。
四、下一代PON演进的主流思路
FSAN将NG-PON研究分为NGA1、NGA2两个部分。
其中，NGA1研究方向主要为制定可兼容当前GPON，能够共享同一个ODN，其中包括引入WDM 技术的研究，实现stackedGPON技术和长距GPON技术研究，此外，虽然10GGPON也属于NGA1的范畴，但在FSAN组织暂没有列入计划讨论。
NGA2研究方向则不考虑对于当前GPON网络兼容性以及PON的兼容性，光波长选择也不受目前网络应用的限制，开放式地讨论GPON技术发展潜力，目前主要探讨方向是高速率、长距、大分光比的WDM-PON与TDM-PON相结合的混合PON 网络。
目前NGA2的候选技术非常多，最直接的思路是在时域上提升速率，从10G 提升至40G；另一种思路是利用多种波长叠加来扩充总的接入带宽，即WDM-PON，其中CWDM或DWDM的波长都在可选之列；基于TDMA+WDMA 的ODSM PON对用户频谱进行动态管理，以达到不改动ODN和用户设备的目的，而OCDMA-PON的发展思路则是采用码分多址技术对用户端进行编码，进而避免TDMA系统所需要的发送时隙分配，还有O-OFDMA PON技术，利用正交频分多址技术来区分用户终端，从而有效提高带宽利用率。
上述大多数技术还只停留在实验室或测试阶段。
五、总结
从上述分析来看，10GEPON是下一代PON技术演进相对较好的选择，属于
PON的中期演进，但是具体选择那种技术还需要实践的验证。
从网络运营的角度来看，在选择下一代PON技术时，应综合考虑其产业成熟度，兼容性，商用进程等因素，以充分确保投资得到保护，“超带宽，可共存”应是下一代PON技术演进的基本原则。
参考文献：
[1]李秉钧，下一代PON标准与技术的进展，通讯世界2009.5期
[2]林君，沈元隆，下一代无源光网络，通信技术，2010年09期
[3]徐绮华，PON技术的演进，信息通信，2013年05期
[4] 张沛、陈利兵、丁焰，10G PON技术发展应用，中兴通讯技术，2010年10期
[5] 安俊峰，下一代PON技术的发展，邮电设计技术，2013年09期。
