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10G GPON接入网中nXGPON1与XGPON2的综合讲解

网络技术2022-06-30阅读
网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。 当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。

10G GPON接入网有很多值得学习的地方,这里我们主要介绍10G GPON接入网中nXGPON1与XGPON2的详细知识。备受关注的WDM-PON技术属于NGPON2范畴;它通过在一根光纤中使用多个波长实现接入网的扩容。WDM-PON的真正商用还要突破一系列的关键技术要点,包括突发模式粗波分复用、无色ONU收发器、可调谐WDM、DWDM集成和低成本WDM光源等。

nXGPON1与XGPON2

XGPON1和XGPON2是NGPON1的两个主要备选架构。XGPON1是下行10Gbps/上行2.5Gbps的非对称系统;XGPON2是上下行10Gbps的对称系统。由于在目前的PON标准发展中,不对称系统XGPON1极可能追随ITU定义的GTC层发展,所以也称为10G GPON接入网。对称系统XGPON2则会向IEEE802.3av工作组制定的10GEPON标准靠拢。2008年6月,在ITU-T Study Group 15的组织下,IEEE和ITU举行联席会议,展开了下一代接入网标准的广泛讨论。这将有助于实现双方平衡,推动新标准的制定。

华为一直积极参与各种PON标准会议和PON互通性测试。华为在FSAN、ITU和IEEE会议上贡献了大量高价值的提案;此外,华为专家还担任了包括GPON主题标准的Editor、FSANNGA白皮书部分章节的Editor和OISG主席等职务,与各方一道促进光接入网技术的发展。

10G GPON接入网趋势与挑战

10Gbps技术在中长途传输网络中已逐渐成熟,其经济性和高效性决定了10Gbps相关技术将延伸到10G GPON接入网下行链路。但面对10Gbps突发模式接收机等技术难题,如何实现经济可靠的10Gbps的上行链路速率还有待探讨。要实现从GPON到10G GPON接入网的平滑过渡,二者的共存是网络演进必须考虑的问题。突发模式接收机是高速光接入的难点,10G GPON将面临这一挑战。此外,10G GPON还需要解决流量传输、ONU管理和业务模式等问题。从运营商的需求和下一代光接入网的挑战出发,华为对10G GPON接入网展开了深入细致的研究,其工作涉及10G GPON的各个方面。10G GPON需要多高的上行链路速率?鉴于目前的技术还未能实现低成本的10Gbps突发模式接收机,2.5Gbps上行成为一个经济可行的方案。采用2.5Gbps的上行链路,10G GPON不仅将现有GPON的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,2.5Gbps上行还可以有效满足用户的各种接入需求。

怎样才能实现与GPON的共存?10G GPON接入网下行使用L波段,上行使用C波段或O波段。通过采用WDM/WDMA,10G GPON接入网可以兼容目前部署的GPON。当然,为了支持比GPON更高的光分比和网络覆盖,则需要提高功率预算,ClassC(30dB)或Class C++(33dB)都是可探讨的选择。

如何才能使突发模式接收机的设计更简单?一个可行的解决方案是将线路编码和接收机的设计结合起来。例如,将9b10b码作为10G GPON的上行链路编码。9b10b码在直流平衡、交流耦合和编码效率上都有显著的优势。此外,9b10b码与前向纠错结合,可以适配出不高于3.125Gbps的物理光学速率,实现在现有通信设备上传输,从而大大降低了10G GPON的系统成本。

如何实现10G GPON的流量传输?最快的入手点是从GPON传输汇聚层(GTC)出发来设计10G GPON协议。考虑到10G GPON的新特性,有必要对现有GTC作相应的修改和扩展。例如,为了支持大于256个ONU/ONT,ONU-ID域需要扩展;为了支持更高的上行链路速率,有关动态带宽分配(DBA)的起始和终止时间域需要扩展;很多和ATM有关的部分需要废弃,包括Alen域等。另外,考虑到简化MAC设备的设计和匹配10Gbps的物理层,32比特对齐(字对齐)的组帧方案值得推广。该方案的思想是对10G GPON接入网的上下行帧长度和GEM采用字对齐方法来扩展。主要的扩展对象包括ONU-ID、Port-ID、PLOAM消息、DBRu、GEM头和GEM负载等等。最后,在10G GPON接入网系统管理上可从三个层次入手。首先是通过OAM实现快速基本的底层管理,如动态带宽分配、前向纠错和PLOAM等;其次是采用诸如OMCI的带外(out-of-band)方式来管理ONU/ONT;第三个层次是借助于整个网络管理系统来实现带内(in-band)管理,包括SNMP、TR-69,和ACS系统等等。在业务模式方面,10G GPON接入网可借鉴他山之石,如DSL论坛的业务模式文稿、VLAN标签技术等。

未来:发展与方向

FSAN的NGA白皮书计划于2009年初定稿。该白皮书将勾勒出NGA的备选架构、技术难点和基本设计。其内容涉及波长分配、功率预算、网络结构、协议框架、线路编码以及业务管理等。NGA白皮书最终会输入到ITU-TQ2/15,作为ITUNGA标准的基础文稿。ITU的NGA标准制定过程从2009年开始,预计到2010年结束并发布。

宽带光接入技术正深入到我们生活的方方面面,提高和改变着信息传送和分享的速度、效率、内容和模式。从现在的GPON到NGA是一个平滑渐进的上升过程,通信技术的创新和发展始终贯穿其中。10G GPON接入网以其独特的经济高效方式满足了10Gbps传输、向后兼容和接入扩展等需求。华为致力于技术开发和预研创新,将全力联手各方推动宽带光接入的发展。



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