当前,基于光纤传送的PON技术已经得到广泛应用,“光线到户”(FTTH)不再是遥远的梦想,FTTx已经逐渐走入寻常百姓家。10G PON作为面向未来的下一代FTTx演进技术,成为业界追捧的焦点,各大运营商积极进行技术研究和试点,又进一步促进了10G PON技术的成熟。本文对10G PON当前的进展和未来的趋势进行了解析。
一、10G PON技术基本成熟,产业链开始加速
10G PON延续了xPON的发展路线:主要包括由IEEE基于EPON标准制定的10G EPON标准和由ITU-T基于GPON标准制订的10G GPON标准;两种10G PON标准都将打造一张超宽带、全业务的光接入网作为目标,将接入网层带宽直接提升到10G。除了带宽之外,10G PON还充分考虑了高清视频接入Qos保障以及LTE基站承载所需的时间传送问题,可满足未来全业务统一承载的FMC网络接入需求,所以说10G PON是面向未来的技术。
● 10G EPON和10G GPON标准化工作基本完成
10G EPON标准包括已经完成的技术规范IEEE 802.3av和正在制定中的管理互通规范IEEE SIEPON两部分,其中SIEPON是为解决802.3av标准中遗留的10G EPON互通性问题,预计最早要到2012年才可能完成初稿。
10G GPON标准保包括包括技术规范ITU G.987和管理互通规范G.988,其中G.987.1(总体架构),G.987.2(物理层规范)在09年已经完成;G.987.3(TC层规范)和G.988(管理、互通规范)在本月刚刚完成的ITU-T SG15日内瓦全会中已经正式得到了批准。
可以说目前除了SIEPON, 10G PON标准已经全部完成。
● 10G PON当前重点是发展产业链,各芯片厂家均积极参与
新技术的发展需经过技术标准化、产业配套、成本突破、规模商用等四个阶段。相比ADSL、VDSL、EPON、GPON等接入技术,在全球产业链的积极推动下,10G PON的发展进程已经被大大加速。
10G EPON:中国电信2009年组织了10G EPON芯片级互通测试,中国联通和中国移动也在2010上半年进行了技术摸底测试,以技术研究为目的的实验局试点正在进行,而设备厂商烽火、AL也继华为、中兴之后参与进来,这些工作为后续运营商引入10G EPON新技术,制定企业标准和测试规范都夯实了技术基础。预计到2011年年中,将有2~3家芯片厂商能够提供10G EPON(如TK、PMC、Opulan),首先实现商用芯片技术的突破。
10G GPON:受到欧美和中国运营商的积极推动,10G GPON也在快速发展。已有美国Verizon、法国电信、意大利电信、西班牙Telefonica、葡萄牙电信、中国移动、中国联通等运营商组织进行了10G GPON的技术摸底测试,包含华为、阿朗、Ericsson、摩托罗拉等主流设备厂商都全面参与。目前中国移动、Verizon、葡萄牙电信在内的众多运营商正在积极的准备10G GPON实验局试点。包括PMC、Broadlight和海思在内的各芯片厂商也在积极推动,预计在2011年下半年将推出ONU和OLT ASIC。
● 互通工作是产业链发展的重中之重
相对于芯片开发的速度,互通才是推动产业链发展的关键要素。在互通规范上,基于xPON 5年的部署应用经验,10G PON考虑的更为充分:
IEEE 2009.11专门成立SIEPON工作组来制定10G EPON全球互通标准,期望彻底解决这个曾经束缚EPON全球发展最大问题;结合中国电信和日本NTT等运营商已有的EPON企业标准做蓝本,SIEPON瞄准的目标是在2012年标准输出后10G EPON技术就能实现快速应用。
10G GPON的在互通性问题上更好的借助了GPON已有的成果:FSAN在2009年已经推动完成了主流厂商的GPON设备二层互通,并将在2010年完成各厂家GPON组播、话音等三层业务互通;10G GPON G.988互通标准完全继承了GPON的互通成果,“站在了巨人的肩膀上”,可以共享GPON成熟的互通标准。
总的看来,在产业链的共同努力下10G PON技术在2010年迅速走向了成熟,且都具备了实验局试点的能力。在关键的芯片进度上,10G EPON与10G GPON进展基本相当,差距在半年之内。预计在2011年,具备商用能力的10G EPON和10G GPON解决方案,都会有2~3家设备厂商推出。
二、10G PON规模商用受业务需求和成本制约
尽管技术在快速发展,但面对“何时规模部署”这个问题,运营商显然要慎重的多,业务需求、竞争、成本都是要慎重考虑的因素,总的来看全球运营商大致有两种声音:
声音一:10G PON商用依然遥远,仅在实验室层面关注测试
● 原因一:业务驱动力不足
海外大多数运营商都持类似观点,比如法国电信(FT)、德国电信(DT);这些运营商的光接入建设基本以GPON FTTH模式为主。德国电信近期发布过一个评估,认为在未来每年视频业务的复合增长率达到50%时(2005-2010 带宽复合增长率是8%),到2018~2019年左右,每户峰值带宽需求将达到80M,而现网的GPON即使不考虑收敛,每户平均带宽能力已近80M(1:32),所以德电认为未来重点考虑的方向应该是传输网和城域网的能力提升,而不是接入层网络提升到10G。
● 原因二:商业模式不清
10G PON商业模式也是困扰运营商的一个问题:是仅定位于商业客户,还是直接部署到家庭,或者渗透到基站承载?是按带宽收费,还是按业务收费?只是拓宽目前粗放经营的管道,还是建一条面向互联网应用的可控制可管理的管道?10G时代如何保证带宽和收入的正比增长?
● 原因三:成本太高
成本是另一个让运营商望而生畏的问题:在FTTH的建设中,ONT的投资占比很大,比如在中国,1:64分光比时,ONT设备占FTTH每户总投资的57%;运营商普遍认为10G PON ONT的价格如果超过EPON/GPON ONT的20%,则10G PON难以支撑FTTH的规模部署。
以国内主流EPON/GPON ONT(4FE+2POTS)计算,ONT成本中大约25%来自光模块、20%来自MAC芯片。而3年内,非对称10G PON(相比对称更便宜)的光模块成为大约是EPON/GPON的3倍,10G PON MAC芯片的成本是EPON/GPON的1.5倍;假设10G PON进入FTTH大规模部署阶段,未来每年新增部署100万台10G PON ONT,则运营商在ONT侧的投资相比EPON/GPON ONT将增加60%。
这使得大部份运营商仅将10G PON定位于现有xPON系统的演进方案,关注技术研究而非实际部署,如法国电信和日本NTT。
声音二:积极进行试验局测试,3年内准备10G PON商用
持这一观点的代表主要是中国三大运营商和北美Verizon。作为全球最大的GPON/EPON应用者,中国运营商和北美verizon积极推动10G PON,但驱动力各有不同:
● 中国:FTTB模式带宽受限,寄予10G PON解决问题
中国人口密集,存在大量铜线入户场景,是全球FTTB模式应用最广的国家。在国内典型的FTTB场景下,每个PON口下用户可达256到512户,如果采用EPON技术,则平均每用户带宽仅有8M(考虑50%并发上线率),即使试用GPON,平均每用户也只能达到20M;这种带宽,短期内可以满足标清IPTV等三网融合业务需求,但长期看,离高清时代每用户50M的带宽需求仍有差距;这使得中国运营商对FTTB模式下的10G PON技术需求相对迫切。
从成本看,即使FTTB模式下MDU的光模块和MAC芯片的成本有提升,但同时被十几或几十个用户分摊,每用户实际成本增加不多(<3%)。
● 美国:竞争驱动Verizon关注10G GPON商用
Verizon是全球最早建FTTx的运营商之一,BPON应用已有10年历史,GPON也应用了5年。但同时,美国也是全球全业务运营最激烈的国家之一,Verizon面临着众多Cable运营商(MSO)的竞争,还有类似google的全光接入挑战。面对竞争,早期设备已经落伍,急需改造,Verizon选择的是直接用10G GPON进行替代。2011年Verizon将选定10G GPON项目的供应商,2012年开始试点和商用。竞争是驱动verizon选用10G PON的主要原因。
综上所述 ,10G PON的应用将首先从中国市场开始,预计2010年下半年到2011年年中,中国3大运营商的10G PON企业规范将陆续出台,2011年将具备在网络中逐步引入10G PON的商用条件,FTTB会成为10G PON商用的最佳选择。而在海外,GPON FTTH将成为全球大部份运营商的主流模式(日韩除外),而10G GPON有可能在Verizon得到实际应用。