Union-PON，全業(yè)務(wù)光纖接入解決方案

        應(yīng)用背景

         隨著近幾年來無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（PON ：Passive Optical Network）的發(fā)展和成熟，F(xiàn)TTx技術(shù)開始在全球領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用。目前較為成熟的EPON是一種基于時(shí)分復(fù)用的無源光網(wǎng)絡(luò)。近年來，隨著人們對(duì)帶寬資源需求的不斷提高，一種新型的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)（WDM-PON）被提出。WDM-PON充分利用了光纖的波長(zhǎng)帶寬資源，極大地拓展了無源光網(wǎng)絡(luò)的總帶寬，成為未來無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)架的一個(gè)優(yōu)選方案。

         雖然WDM-PON系統(tǒng)較TDM-PON系統(tǒng)有較多優(yōu)勢(shì)，但由于傳統(tǒng)的TDM-PON網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成規(guī)模部署，因此，在未來相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，WDM-PON不可能完全取代TDM-PON。那么，如何利用現(xiàn)有的TDM-PON光線路資源，使WDM-PON與TDM-PON在同一個(gè)光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）上實(shí)現(xiàn)共存，就成為電信運(yùn)營(yíng)商目前迫切需要解決的問題。另一方面，各大運(yùn)營(yíng)商都朝著全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商方向發(fā)展，同時(shí)掌握著大量有線和無線網(wǎng)絡(luò)資源，如何將這兩者進(jìn)行有效整合，以產(chǎn)生最高的利用效益，也成為各大運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的焦點(diǎn)。

如果能利用已大規(guī)模部署的基于TDM-PON技術(shù)的EPON/10G EPON網(wǎng)絡(luò)，來實(shí)現(xiàn)有線和無線相互融合的全業(yè)務(wù)光纖接入網(wǎng)絡(luò)，那么運(yùn)營(yíng)商就無需另外鋪設(shè)光纖光纜，就能使移動(dòng)業(yè)務(wù)直接延伸至所有原先有線業(yè)務(wù)覆蓋的區(qū)域。基于此中興通訊推出EPON/10G EPON和WDM-PON共存的全業(yè)務(wù)光纖接入（Union-PON）解決方案，Union-PON。

          Union-PON的關(guān)鍵技術(shù)

           Union-PON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

          Union-PON組網(wǎng)圖如圖1所示，其中，TDM-PON部分用于承載有線寬帶信號(hào)，WDM-PON部分用于承載移動(dòng)基站信號(hào)，兩者通過共存波分復(fù)用器共用一個(gè)ODN網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)包括：WDM-PON中心局（BBU所在處）、WDM-PON用戶終端（RRU所在處）、EPON/10G EPON中心局、EPON/10G EPON用戶終端、共存波分復(fù)用器、主干光纖和光分配網(wǎng)絡(luò)。在WDM-PON中心局，不同的BBU所發(fā)送的移動(dòng)基站信號(hào)被波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件W240轉(zhuǎn)換成不同波長(zhǎng)的WDM信號(hào)，再通過共存波分復(fù)用器和來自EPON/10G EPON中心局的TDM信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)復(fù)用，后共同輸入主干光纖進(jìn)行復(fù)合傳輸；光分配網(wǎng)絡(luò)將主干光纖中的WDM信號(hào)和TDM信號(hào)分別輸出至WDM-PON用戶終端和EPON/10G EPON用戶終端，WDM-PON用戶終端的WDM信號(hào)再通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（W240或W220）被轉(zhuǎn)換回移動(dòng)基站信號(hào)，并通過RRU發(fā)送至用戶。反之亦然。所述WDM信號(hào)的工作波長(zhǎng)與EPON/10G EPON信號(hào)的工作波長(zhǎng)相區(qū)分，都包含在單模光纖允許的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。 

Union-PON波長(zhǎng)劃分方案如圖2所示：

● EPON/10GEPON上行波長(zhǎng)范圍，1260nm～1360nm；

● EPON/10GEPON下行波長(zhǎng)范圍，1480～1500nm、1574～1580nm；

● WDM-PON 的波長(zhǎng)范圍，在光纖能夠傳輸?shù)?260～1600nm波段除去上述3個(gè)波段的剩余波段進(jìn)行分配。 

         共存波分復(fù)用器

        在Union-PON解決方案中，EPON/10GEPON和WDM-PON所使用的不同波段間的波長(zhǎng)路由是由一個(gè)無源器件——共存波分復(fù)用器WDM來完成的。為了保證這兩種網(wǎng)絡(luò)的通信業(yè)務(wù)互不干擾，需要保證EPON/10GEPON波段和WDM-PON波段之間的串?dāng)_盡可能小，要求WDM器件具有較高的通道隔離度，同時(shí)為了減少對(duì)原有EPON/10GEPON網(wǎng)絡(luò)的跨段損耗影響，需要保證WDM1器件的插損也盡可能小。

          承載無線BBU-RRU間業(yè)務(wù)的WDM-PON模塊

         Union-PON解決方案中承載無線業(yè)務(wù)的WDM-PON模塊，可以是密集波分復(fù)用模塊（DWDM模塊），也可以是稀疏波分復(fù)用模塊（CWDM模塊）?？紤]到目前業(yè)界CWDM模塊技術(shù)成熟，成本低廉，中興通訊推出的Union-PON解決方案采用CWDM技術(shù)來承載無線基站信號(hào)（簡(jiǎn)稱為CWDM-PON）。ITU-標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的CWDM的波長(zhǎng)分配圖見圖3。 

        除EPON/10G EPON已經(jīng)占用的波段以外，還可以選用多達(dá)5對(duì)BBU-RRU工作波長(zhǎng)，充分利用了光纖線路的波長(zhǎng)帶寬資源，以最低廉的成本，實(shí)現(xiàn)最大的移動(dòng)基站信號(hào)覆蓋范圍。具體選用波長(zhǎng)如下：

        ● 基于G.652A&B光纖

         BBU發(fā)射波長(zhǎng)：1511nm，1531nm，1591nm，1611nm；

       RRU發(fā)射波長(zhǎng)：1411nm,1431nm，1451nm，1471nm。

       ● 基于G.652C&D光纖

      BBU發(fā)射波長(zhǎng)：1511nm，1531nm， 1551nm，1591nm，1611nm；

      RRU發(fā)射波長(zhǎng)：1391nm，1411nm，1431nm，1451nm，1471nm。

      實(shí)測(cè)結(jié)果

        我們進(jìn)行了CWDM-PON 承載BBU和RRU業(yè)務(wù)和EPON/10GEPON，在同一個(gè)ODN網(wǎng)絡(luò)共存的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

        （1）EPON和BBU-RRU共存系統(tǒng)誤碼和丟包測(cè)試

        BBU和RRU的承載系統(tǒng)5對(duì)波長(zhǎng)滿配置，業(yè)務(wù)接入類型分別為2.488Gbps速率的SDH業(yè)務(wù)和1.25Gbps速率的GE業(yè)務(wù)。共存系統(tǒng)傳輸光纖分別為20km和30km，兩種情況下測(cè)試結(jié)果均為 BBU和RRU的承載系統(tǒng)24h測(cè)試無誤碼和丟包； EPON系統(tǒng)24h測(cè)試無丟包。

        （2）BBU-RRU承載系統(tǒng)光傳輸抖動(dòng)性能測(cè)試

      測(cè)試了BBU和RRU的承載系統(tǒng)在ODN網(wǎng)絡(luò)中的傳輸抖動(dòng)情況，傳輸光纖分別為20km和30km，測(cè)試結(jié)果如下：

       ● 在STM-16，5 kHz to ~20 MHz條件下，所有通道輸出抖動(dòng)均小于0.15 UI； 1～20MHz條件下，所有通道輸出抖動(dòng)均小于0.09UI。

      ● 輸入抖動(dòng)容限所有通道均滿足ITU-T G.825要求。

       ● 測(cè)試結(jié)果說明，Union-PON系統(tǒng)中的TDM-PON和WDM-PON兩部分在共存情況下互無干擾，顯示出良好的兼容性。而且系統(tǒng)增加的光器件對(duì)跨段損耗的影響也非常小。

          小結(jié)

        Union-PON解決方案具有以下特點(diǎn)：

         利用現(xiàn)有EPON系統(tǒng)的ODN網(wǎng)絡(luò)，有效節(jié)省管線、光纜線路設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)等綜合投資；

        BBU-RRU與EPON/10G EPON 共存組網(wǎng)兼容性好，工程實(shí)施方便靈活；沒有增加額外的設(shè)備成本；共存波分復(fù)用器對(duì)EPON/10G EPON的插損小于1.5dB，對(duì)原有的EPON/10 GEPON網(wǎng)絡(luò)功率預(yù)算影響很??；

        采用CWDM-PON，利用廉價(jià)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊，以較低的成本實(shí)現(xiàn)了多對(duì)BBU-RRU的部署，極大地降低了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。

         綜上所述，Union-PON可以繼承EPON/10G EPON大規(guī)模部署的成熟經(jīng)驗(yàn)，可以在不改變現(xiàn)有ODN網(wǎng)絡(luò)的情況下同時(shí)承載寬帶業(yè)務(wù)和移動(dòng)業(yè)務(wù)，以最低廉的成本，實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的融合。