根据第三方分析师及各大设备供货商最近进行的研究显示,随着视频(电视、视频点播、互联网以及P2P)应用与服务的快速发展,最终用户的带宽占用量增长迅速, 估计到 2012 年消费类网络的月流量将达 20 EB,而视频与 P2P 流量将占其中的主要部分。网络带宽流量到 2012 年有望实现每两年翻一番,从而迫使运营商在选择采用何种接入网络技术时必须谨慎考虑。用户不仅需要极高带宽的互联网与数据流量,而且还希望实现视频、数据以及语音服务的整合。对运营商而言,他们不仅需根据当前使用者的需求提供低成本、高带宽解决方案,同时还要在基础架构方面投资,以满足未来 10 年带宽增长的需求。
当前,有多种基于光纤的技术可为消费者提供高带宽服务,如 EPON、GPON、WDM-PON 以及P2P的以太网解决方案等。目前处于最终版本修订过程中的10G EPON 标准将把 EPON 带宽提升至上下行对称的 10Gbps (或 10Gbps 下行和 1Gbps 上行),并支持 1G EPON 和 10G EPON 同时存在。 低成本优势以及经市场验证的大规模部署是选择EPON这种技术的首要理由。在亚洲国家,特别是在中国、日本和韩国,运营商会更倾向于为众多不同城市与地区的超大规模用户群提供服务。因此,如果运营商能低成本支持超大规模用户群,那么他们就有经济动因在整个地区部署 PON 网络基础架构。具体来说,亚洲模式是围绕 EPON 发展的,因为EPON是经市场验证、成本最低的高带宽解决方案。
PMC-Sierra 可提供包括 EPON以及 10G EPON 在内的多种 EPON 解决方案,因此可针对不同技术需求的客户提供完善的支持。PMC-Sierra EPON 解决方案已运行在全球数百万部设备中,是目前部署最广泛的PON 解决方案。该技术可实现的单位 MB 成本最低,而且随着 EPON 标准的不断演进发展还将支持 10Gbps 的速率,完全能够满足未来不断提高的 IP 流量要求。
PMC-Sierra 是推动 1 Gbps EPON 标准发展的先驱企业,同时是业内首先推出上下行对称10G EPON 系统的芯片提供商。我们不仅将早期部署所获得的经验应用于数代低功耗及高性能单芯片器件中,而且还在中间件、固件代码以及参考设计中添加了 PON 管理专业技术。
当前的PMC-Sierra器件可为用户提供1Gbps双向带宽的低成本途径,而且拥有完整的产品发展路线图包括将升级至 10Gbps 带宽,此外,还可以支持更低功耗的器件与灵活特性集,帮助服务提供商实现接入网络的个性化定制,以满足不断变化的用户需求。
如前所述,1G EPON 与 10G EPON 网络设备可混合共存,依需混搭。这就是说,网络和服务提供商现阶段可采用相对廉价的 EPON 网络基础架构,并在今后带宽需求提高的情况下再集成 10G EPON 的设备。
图 2 ——可共存的10G EPON 网络
低成本与上向兼容性使 EPON 成为宽带接入网络极富吸引力的理想选择
IEEE主导的10G EPON 标准最终版本将于2009年9月正式发布。由于10G EPON从一开始就明确作为现有EPON网络的兼容升级方案,因此进行了大量细致的工作,以确保10G EPON 标准与1G EPON 的向后兼容。
例如在选择下行链路波长时需与已经部署的1G EPON ONU上的滤波器兼容,因此,下行链路波长需设定为高于视频(video)波长。1600-1650nm OTDR段限制了以上的波长,所以远距离10G EPON的波长为1577nm,范围为1575-1580nm。
在上行链路,用简单的TDM方案在1G和10G网络之间进行协调,以保证每次只有一个ONU在发送。而在OLT,光交换器可以根据所需要的接收波长将进入的信号引导至正确的接收通道。
链路余量也与现在部署的1G EPON网络相匹配。对于1G EPON,链路余量通常为29dB,也有些地方会到26dB,而目前的规范中仅提到20dB和24dB。 为改善这种情况,10G EPON的规范中增加了PR-30的功率等级以支持29dB的链路余量。
遵循已有的1G EPON规范,上行链路的突发时序比较宽松,因此可以用现成的元器件,加快10G EPON进入市场的速度。未来开发的方案将会比标准性能更好,新增的协商方案可以使OLT的带宽分配采用更高性能的元器件。
如此规划之下, 在1G EPON的光纤链路上部署10G EPON得以简化,也给运营商一个最佳的选择,可最大化利用现有光纤网络,并在下一代接入网部署不同的服务。
作为 1G EPON 技术的市场领先者,PMC-Sierra还可提供 10G EPON 评估套件与参考设计,包括可用于配置非对称的1G上行与10G下行链路PAS8001 10G OLT 与 PAS9001 10G ONU,以及可用于配置对称的10G上下行速率的PAS8011 10G OLT与PAS9011 10G ONU的完整解决方案。
这些10G EPON方案集成了在10G 速率下运行的OLT和ONU 所需的全部功能,包括支持 10G 媒体访问控制 (MAC) 功能、并具有 1G EPON 继承性分类(Legacy Classification)与 VLAN 功能。
PMC-Sierra的10G EPON方案还包括后向兼容的业务动态带宽分配(DBA),可在网络接入、无线回传,以及有线电视网络等多业务环境下实现可配置的高系统性能。
此外, 我们的10G EPON器件充分运用PMC-Sierra 领先的EPON 系统和模拟技术,还具有 Power Save 电源管理、Virtual Scope 调试以及诊断工具等先进嵌入性能,从而可显着降低 FTTH 宽带接入网络的运营成本。
这些方案还具有符合预标准 IEEE 802.3av 的协议管理功能,可按照运营商的要求实现互操作,也可与PMC目前已部署于全球超过700万台基于PMC-Sierra 器件的EPON ONU 协同工作,从而实现1G EPON 到10G EPON的平滑演进和升级,降低运营商的资本和运营支出。
图4:对称10G EPON/1G EPON网络结构图
10G EPON技术与现有1G EPON兼容,具有足够的带宽支持多种先进应用,既能够配置对称的10G上下行速率,也可配置非对称的1G上行与10G下行链路。10G EPON通过提供一种可兼容的方法极大提高了接入网带宽,是一种经济的可行性方案,以实现下一代网络应用。另一方面, 这些应用将推动接入网用户数量增长,为部署10G EPON的服务提供商带来新的用户和更高营运收入。
考虑到 EPON 已经比较成熟,而且大批量的部署实现了较高的规模经济效应,因此是宽带接入网络成本最低的高带宽技术。该技术可在现有的 EPON 网络中无缝集成 10G EPON 技术,因此也是一种风险极低的选择。EPON/10G EPON 技术目前能提供高带宽、高价值服务,而且还可在短期内升级为速度提高 10 倍之多的网络。这些优势将使 EPON/10G EPON 在最广泛部署的光纤宽带接入网络解决方案中保持领先地位。
10G EPON解决方案的现状
自2002年推出第一个IEEE Ethernet-in-the-First-Mile标准后,厂商在标准最终出台之前推出解决方案已经成为普遍现象。10G EPON标准也将遵循这一模式,以少量的规范更新以及成熟的1G EPON发展模式为基础,推动MAC器件快速进入市场,模拟器件也将很快跟上。MAC、模拟以及光学元器件的发展路径将首先促进10G对称网络评估系统的实现,而其商用方案将于2009年底出现。
随着带宽需求持续快速增长,现在正是接入网设备提供商转向10G EPON技术的最好时机。其通过使用兼容的升级技术,可以提供下一代应用所需的带宽,并为服务供货商提供所需的功能和服务,从而增加用户数量及带来丰厚利润。1G EPON接入技术已很快应用于数百万用户,而基于兼容升级的技术特性和持续增长的光纤接入网带宽需求,10G EPON技术的大批量部署将更为迅速。