全球光接入標準研討進入100G時代

　　全球光接入標準研討進入100G時代

　　隨著4K/8K超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、智慧家庭、物聯(lián)網(wǎng)等新技術、新應用的發(fā)展，全球帶寬提速新一輪浪潮已開始醞釀，在光接入領域，以100G PON為標志的標準化工作也已啟動。

　　PON系統(tǒng)國際標準主要包括ITU-T/FSAN GPON系列及IEEE 802.3的EPON系列標準：

　　ITU-T GPON標準系列已經(jīng)從GPON、XG-PON1發(fā)展到NG-PON2，當前NG-PON2的標準體系已明確采用TWDM-PON系統(tǒng)架構，單波速率10G，通過4波或8波實現(xiàn)總系統(tǒng)容量40G或80G。同時，ITU-T從2014年12月開始單波25G的相關技術討論，預計后續(xù)也會著手相應的標準立項事宜。

　　IEEE 802.3系列于2004年和2009年發(fā)布了EPON及10G-EPON標準。2015年底，IEEE802.3ca (100G EPON標準)也已正式立項，發(fā)布了25G、50G及100G的目標速率等級。在100G EPON系統(tǒng)中，作為家庭接入用戶，單波25G PON可以作為主流技術;對于政企用戶，由于帶寬需求更大，可以在單波長25G基礎上，通過波長疊加，實現(xiàn)2×25G或4×25G更高帶寬。

　　不論ITU-T，還是IEEE, 單波25G已經(jīng)成為光接入一個重要節(jié)點速率，單波25G的實現(xiàn)成為100G PON關鍵技術。

　　單波高速PON技術是當前標準選擇關鍵

　　在光接入領域，運營商的主要訴求是在帶寬升級的同時，還能重用既有的光纖網(wǎng)絡(ODN)，由于ODN(光分配網(wǎng)絡)鏈路涉及基礎設施施工，難度大、成本高，占據(jù)整個PON網(wǎng)絡部署的大部分成本。因此，運營商在下一代PON網(wǎng)絡升級時，對于不改動ODN鏈路都有強烈的訴求。當前ODN鏈路一般需要支持最少20公里光纖、1:32分光器，因此，單波高速PON的主要挑戰(zhàn)將集中在色散、功率預算以及速率選擇方面。

　　色散難題：在單波10G及以下速率中，色散不是PON網(wǎng)絡面臨的主要問題。而單波速率達到或超過25G時，NRZ調制格式的色散容限無法滿足傳纖20公里要求。有兩種方法可以解決此問題，一是采用零色散的O波段，但此波段已被EPON和GPON占用，在PON網(wǎng)絡多代共存場景下，難以采用。二是采用電色散補償或高色散容限的調制格式。

　　功率預算緊張：PON網(wǎng)絡是一個點到多點系統(tǒng)架構。由于ODN鏈路中分光器會引入較大的額外插損，功率預算是PON網(wǎng)絡面臨的較大挑戰(zhàn)。一般通過增大發(fā)送光功率和提高接收靈敏度的方法實現(xiàn)。如果信號速率由10G提升到25G, 接收機的接收靈敏度會有4dB的下降，如果沒有補償措施，會帶來系統(tǒng)鏈路功率預算下降。

　　速率選擇：對于單波40G來說，雖然單波數(shù)據(jù)率提高，帶來的代價是需要更加復雜的高階調制或者更加復雜的DSP算法，且會面臨更加緊張的功率預算。而與之相映的是，當前業(yè)界25G的光電器件都已經(jīng)趨于成熟，且無需復雜的DSP算法實現(xiàn)高功率預算需求。

　　華為100G PON樣機助力行業(yè)標準研究

　　華為光接入創(chuàng)新實驗室在40G TWDM-PON基礎上提出了創(chuàng)新的調制解調及色散補償技術，有效克服單波25Gbps傳輸中面臨的色散代價、非線性效應等技術挑戰(zhàn)，將單波速率從10G提升到25G。

　　華為100G PON樣機采用模塊化樣機方案，開發(fā)出了業(yè)界首個25G OLT和ONU光模塊。同時針對PON系統(tǒng)低成本、點對多點特性需求，整個樣機系統(tǒng)無復雜DSP，同時采用多種措施實現(xiàn)ONU低成本。整個樣機系統(tǒng)上下行功率預算大于33dB，兼容現(xiàn)有的ODN網(wǎng)絡。

　　樣機下行工作在C-band，單波速率25.78125Gb/s。樣機上行工作在O-band，單波速率10.3125Gb/s。樣機可通過Pay-As-You-Grow方式，疊加OLT光模塊實現(xiàn)多波長疊加，實現(xiàn)下行100G, 上行40G傳輸。100G PON樣機在開啟FEC的條件下通過丟包驗證，在0~30公里距離、1:64分支比，完成長時間無丟包測試。

　　華為從100G EPON標準立項之初就積極參與其中，已提交二十余篇文稿，是標準文稿的主要貢獻者之一，并承接了802.3ca執(zhí)行秘書(execute secretary)職位。本次華為100G PON樣機驗證了全業(yè)務場景下的各項表現(xiàn)，同時在ODN重用、PON系統(tǒng)共存等方面表現(xiàn)良好，對100G PON標準化有重要參考作用。

　　華為在光接入持續(xù)創(chuàng)新，不斷領先，在100G PON的技術突破，將為運營商構建未來超帶寬光纖接入平臺，為以后的超大數(shù)據(jù)時代奠定堅實基礎。