2009年9月,IEEE P802.3av 10 Gbs以太网无源光网络(10G-EPON)标准获得正式批准。到今天正好2年,现在10G EPON在现网中已经部署了超过25万线,10G EPON也渐渐走向了规模商用。此时,10G EPON应该如何部署?今后又该如何继续发展?运营商、设备商、芯片商为我们解答。
嘉宾:中兴通讯固网产品副总经理 许志成;烽火通信PON产品部技术总监 吴芳;PMC-Sierra公司FTTH产品事业部产品线经理 Gil Aharoni;联通研究院网络中心 陈利兵
10G EPON的技术优势
如何评定一个技术的好坏?要看这个技术是否能“多快好省”地解决现有问题,对于运营商来说更是要求有立竿见影的效果。那么10G EPON的提出是为了解决那些现有的问题呢?
陈利兵:10G-EPON 的优势是高速率, 所以更适应于FTTB/C/N场景。在这种场景下,每个MDU 要接入多个用户,按照目前每个PON 口覆盖最多512 个用户的规划来计算,采用10G-EPON 技术可以确保每个用户至少有20 Mbit/s的保证带宽,最大带宽甚至可以达到1 Gbit/s,考虑到MDU的高流量收敛特性,每个用户的速率已经接近FTTH用户的速率,这样就可以满足用户相当长时间内(>5 年)的带宽需求。因此,10G-EPON 的主要应用场景是FTTB/C/N,也是特别适合中国接入网发展和演进的一种技术。
许志成:没有最好的技术,只有最适合的技术。10G EPON的特点是高带宽、大分光比、和EPON平滑兼容,为运营商解决了快速、灵活、低成本的宽带网络建设问题。具体来说,10G EPON提供更高的带宽,节省主干光纤,兼容EPON的运维,在成本增加很少的情况下满足用户20M以上带宽接入需求。
吴芳:10G EPON的提出不仅是PON技术的发展产物,也是为运营商宽带接入网的高速发展中提供的一种方案。当前运营商高度关注和推进FTTH建设模式,然而就当前国内的网络现状,不可避免的还会有现存或者新建的FTTB等模式。短期内FTTH的开通率很难提升,但线缆投资成本将较传统方式提升,因此FTTB/FTTN在解决大众宽带用户的集中接入仍然具有建设和维护成本的优势。目前中国市场EPON部署已经具有相当的规模,,因此现网EPON网络的平滑演进将成为2、3年后的现实问题,10G EPON是唯一能够实现现有EPON网络平滑升级演进的技术,是电信运营商后续网络建设的重要选择,因此10G EPON在现阶段的FTTB场景下改造或新建,在未来的高端用户的FTTH场景都有着足够的发展空间。
Gil Aharoni :用户对数字与高清视频传送日益增长的需求、IEEE 802 . 11n无线网络不断扩展的应用现状、100M bit/s 以及更高速率的低成本有线家庭网络的广泛布建, 进一步推动10G EPON 的部署。此外, 10G EPON技术的一个主要特性在于它能在整个宽带接入网络中定义精确的QoS 或服务质量参数,而这种支持是原有基站的回程功能以及E1 与T1 业务所必需的,因此我们也十分看好10G EPON 在无线基站回程上的应用前景。
10G EPON相对于EPON从技术上有哪些改变?分别带来哪些成效?
许志成:主要体现在接入带宽和分光能力上,带宽更高,可达对称10G,分光比更大,可达1:256分光。正是10GEPON和EPON的在技术实现方面没有本质的差异性,才实现了EPON、10GEPON统一运维的优势,无需对运维和后台支撑系统做改造。
吴芳:10G EPON相对于EPON从技术层面上有着改变和继承两个方面,有改变的是链路光功率预算的提升,带来线路速率10倍的提升以及光分路比的增大,同时采用新编码方式,使得线路承载效率大幅提升。另一方面,在控制协议和管理机制上,10G EPON 完全继承了现有的EPON 标准,仅仅是对EPON的MPCP协议进行扩展,增加了10 Gb / s 能力的通告与协商机制。这样可以充分利用现有EPON 的实现方案,极大的降低了芯片和设备成本,延续着以太网的良好兼容性。
FTTB下的10G EPON
业内都一致认为10G EPON的应用将在FTTB中率先展开。是否FTTB的组网更适合10G EPON?如要最合理地发挥10G EPON的优势,目前的组网模式应该有哪些改变或者发展趋势?
陈利兵:10G EPON 和 10G GPON 技术发展仍然有待于网络建设、运营和用户体验的实地检验,未来PON 网络的应用场景将进一步扩展、灵活性得到提高。虽然两种技术体制的标准已经发布,但是结合未来EPON / GPON 、10GEPON /10GGPON 的部署、运营,还会出现新的问题、新的解决方案,不断完善、充实现有技术。
许志成:当前10G EPON在FTTB组网中最能体现10G EPON的优势,主要有三个方面的原因,一是FTTB场景下,10G EPON建网成本只比EPON/GPON高出5~20%,而能带来10倍带宽提升,具有成本优势;二是FTTB场景下,10G EPON的单用户带宽接入能力已可达20M以上,满足了近中期的带宽需要;还有就是10G EPON可以在不必对ODN网络进行大规模改造的情况下,通过大分光比特性快速部署FTTX宽带网路。
吴芳:EPON作为PON技术发展的最新代表,自标准制定以来,深受业内关注,相比于EPON,10G EPON不仅在纯带宽上的提升,在分光比、承载效率、兼容性等多方面具有明显的技术优势,但与任何一项新技术一样,迈向市场都有成本方面的劣势,再结合当前的市场需求和规划来看,使用10G EPON与FTTB模式的组合,更能体现性能与成本的融合。
Gil Aharoni:随着宽带接入、光纤接入整个应用的不断发展,上行业务流量也是在不停地增加当中。最初的时候,上行业务的整个流量比较少,但是随着用户使用的越来越普遍,以下几种业务会对上行的流量提出新的要求:比如说点对点下载P2P的业务、另外是像一些文件或者照片的上传分享的业务、电话业务、还有游戏业务,这些都会使上行业务流量增加。因此,对于提供网络设备的厂商来讲,必须能够适应网络流量从上下行非对称到对称的转换,而且这个转换必须要做到无缝的升级和转换。
10G EPON在FTTH模式下是否成熟?是否满足推广条件,目前还有哪些局限?
许志成:从技术方面来说,10G EPON的家庭网关和共享性10GEPON ONU的产品进度差不多,都有成熟的芯片和光模块,家庭网关的规范也比较完善。但从成本的角度考虑,当前FTTH场景下采用10G EPON技术还为时尚早,FTTH场景下10G EPON比EPON高50%左右,在没有高带宽接入需求的情况下,家庭网关还没有必要应用10G EPON终端。
吴芳:10G EPON的家庭终端目前在设备层面已经可以提供实用化产品,但目前在FTTH场景下使用10G EPON终端,除了需求不足外,更多是成本较高,在FTTB场景可以通过多用户分摊光模块和芯片方面的成本,单线造价虽然提高了15%,但速率提升10倍,性价比高,反之在FTTH场景就目前的发展情况,成本尚不满足规模推广。
陈利兵:产业链主要涉及到多个环节,需要对光器件、硅器件、系统厂商、运营商、用户等多个环节进行考察。目前互联网接入的需求比较旺盛,在三网融合的背景下对接入网带宽需求较大。光器件、硅器件尚未量产,成本仍然较高,仍然有不确定性。系统厂商在互通性、系统管理、制式兼容等方面还有较多工作需要完成。
应用与走向
目前10G EPON有哪些国家开始正式商用?规模有多大?国内有哪些地方运营商开始试点?主要是针对哪些客户?承载哪些业务?
许志成:10G EPON作为产业链最成熟的下一代PON技术,已得到多个国家运营商的重视,例如韩国电信、法电、美国的时代华纳等运营商已经开展10G EPON的测试和试商用工作。目前全球10G EPON的应用规模超过25万线,国内的3个主流运营商均完成了10G EPON的试商用工作,主要应用在老小区改造、新建高端小区接入等,承载业务包括语音、数据、视频等。试点中,10GEPON网络新建场景和改造场景均有。10G EPON的组网模式和EPON基本相似,主要是带宽能力和分光能力不同,10GEPON中更具有组网优势。而且从目前的情况综合来看,国内到年底应该可以达到100万线的商用规模。
吴芳:当前,10G EPON的应用主要集中在中国。烽火在2010年开始已在国内多个省份采用10G EPON完成了FTTB网络改造项目,烽火现网EPON OLT设备可以直接扩容混插10G EPON单板,现网EPON MDU仅更换10G上联板。在未改动任何ODN网络、用户家庭布线的情况下直接实现带宽提升10倍,工程实施便捷、开通效率高、投资成本低。
这些试点中,建设模式有新建也有现网改造,目的也是充分试验10G EPON与现有网络的兼容和平滑升级能力,10G EPON相比于EPON在组网模式上没有明显差别,完全兼容现网ODN和EPON终端,可按需升级,同时10G EPON具备更高分光比更高带宽等优势。
10G EPON之后,PON网络的趋势是什么?(组网、OLT、ONU等)
陈利兵:在目前EPON 部署中, 较多的OLT 是经过汇聚交换机汇聚后连接到BRAS/SR 上。从10G-EPON 组网来看, 由于10G-EPON 的系统速率较高和用户流量的增加,OLT 的上联接口也将以10 GE 接口为主,也可能会应用100 GE(该技术正在发展中)。考虑到OLT 本身汇聚能力的提高、BRAS/SR设备接口能力进一步提升到100 Gbit/s 的难度,经过汇聚交换机对OLT 进行汇聚的必要性越来越低, 将来10G-EPON的OLT 将采用直接上联到BRAS/SR。
许志成:10G速率 PON将是未来5年以后的主流应用技术,10G EPON将成为率先规模商用的下一代PON,在10G EPON后网络的发展趋势可能会向WDM PON方向发展,通过波分原理提升更高的带宽。
吴芳:为了适应未来光接入网络的发展需求,未来光纤接入技术将向更高速率、更多传输波长、更广覆盖范围(包括长距离、大分路比)的方向发展。由于TDM-PON中的突发发送和接收技术存在技术障碍,单波长承载的速率难以提升。然而,波分技术的引入,可实现单根光纤上承载更多波长,从而满足未来带宽的需求。可以预见WDM PON是光纤接入技术的未来发展方向。但是,考虑到成本、带宽需求以及TDM PON的存量网络,TDM PON到WDM PON网络的演进将会是个漫长的过程,在中间的过渡时期,可能会出现其他形态的PON,比如Stacked PON,WDM-TDM PON,其中WDM和10GEPON的组合可能会成为最受关注的解决方案。
Gil Aharoni :从06年开始,先是只有EPON,然后随着08年、09年GPON开始部署,到了去年开始,有一些10G EPON,那么再过几年有可能XG-PON的产品会出现在市场上。所以,将来在整个市场上,不同的PON技术会同时存在,特别在中国的情况也是一样。中国运营商先部署了EPON的产品,现在中国的运营商也开始部署GPON的产品,现在已经开始有一些运营商看10G EPON的产品,也不排除其他的运营商在将来某些时候也会看XG-PON的产品。不管是运营商也好,还是设备制造商也好,各种PON技术都会同时存在,需要同时支持,这对运营商和设备制造商,会带来非常大的挑战。