DOI:10.3969/j.issn.1006-6403.2017.09.010高速PON技术的ODN网络规划关键技术讨论［袁华锐 王会义 李超荣］摘要通过对10GPON和25GPON技术进行分析，讨论了ODN光纤链路的色散和长度在高速PON规划部署的关系，获得高速PON技术条件下光纤链路色散影响成为重要考虑因素，为本地接入层的ODN光网络适应后续高速PON技术发展提供参考。关键词：色散 PON ODN新技术·新业务袁华锐中国移动通信集团广东有限公司佛山分公司。王会义中国移动通信集团广东有限公司佛山分公司。李超荣中国移动通信集团广东有限公司佛山分公司。1 引言随着云计算、云存储、4K、8K和虚拟现实等新业务的迅猛发展需求，用户带宽以每年将近2倍速度增长，推动现有PON接入技术从EPON和GPON到10G PON的不断进行升级改造，以适应更高的带宽和技术要求。基于点到多点拓扑的PON网络是主流宽带接入技术，且已经开始了从EPON和GPON到10G PON的发展。然而，10GPON等高速PON技术接入带宽需求的不断提升，单纯采用“衰减模型”的ODN网络规划思路将难以适应高速PON技术需求，尤其光纤链路累积色散对现有ODN网络规划部署提出了新的挑战，例如：25G/100G-PON系统的波长选择主要考虑光纤色散，光纤损耗，与已有PON系统兼容性，光器件成本和技术实现复杂度等几方面因素。鉴于上述高速PON技术发展，原有的基于“衰耗模型”进行部署ODN网络的规划思路承续调整，以更好适应未来业务发展趋势。本文通过对10G PON和25G PON技术进行分析，对相关光纤链路色散影响的ODN网络规划关键技术进行了讨论探索，以10Gb/s和20Gb/s的PTN技术为例分析了ODN光纤链路色散对于后续高速PON规划部署发影响因素，获得在25Gb/s速率条件下光纤链路累积色散影响与光纤链路相当，为本地接入层的ODN52Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.高速PON技术的ODN网络规划关键技术讨论网络规划提供参考。用NRZ技术是近期标准组织主要讨论的技术方向[1]。从目前10G PON技术演进及应用来看，下一代光无2 高速PON的ODN网络规划关键技术（1）现状分析由于接入网的PON技术升级快，规模大，投入高，高性能和低成本一直是决定接入网PON技术演进的关键因素，而光器件由于成本占比高，更是接入网技术升级需要考虑的重中之重。当前E/GPON和10G-PON的光器件产业链已经成熟，而10G-PON之后25G/40G光器件具有技术密集、成本高的特点。考虑产业链成熟度和关键器件制造成本，目前10GPON采用OOK直接调制方式作为主流编码技术，例如，其中单波长25G-EPON，采源网络（NG-PON）的演变发展之路主要分成以下两个阶段：第一是10G EPON系统的升级，成本相对较合理，可在短时间内部署（如图1）；其次是，各种器件技术的成熟，能够使WDM-PON的成本控制在可接受的范围之内，10G EPON将会被WDM-PON所取代成为NG-PON技术（下一代无源光网络）的替代技术。但目前承载10G PON的ODN网络主要考虑因素仍为PON口至ONU之间的光纤链路总衰减，ODN网络的光路积累色散并未被考虑。（2）规划关键技术大型企业PC网管EMSGELAN/WiFiE1新SIP PhoneMTU/MDU技术·新业核心网10GPBXPOTSSplitterIPTV10G EPONOLTInternetFiber中小企业FEPCSIP Phone务10GSBUE1FEPBXPOTS图1 10G PON网络示意图伴随，10G PON逐步演进到25G PON，光信号的脉冲码率不断提升，受到ODN网络的光纤色散影响也更加显著[2]，如图2“ODN网络简图”。考虑10G-PON之后PON技术的演进主要有2种方式，一种是单波长速率提升，波特率由10G提升到25G/40G等；另一种是采用多波长叠加方式，每波长承载的速率是10G/25Gb/s，采用多波长叠加到40G/80G/100G或更高速率[1]。根据工程设计中对于采用C波段的PON技术时的色散受限公式计算：在入纤功率为+1dBm时的传输距离计算式[2]: L OLT 光分配点(LCP) 用户接入点(NAP) ONU 馈线光缆 配线光缆 入户线光缆 ODN网络 图2 ODN网络简图式中L为光纤链路长度(km)、D为光纤色散值、B =104000D⋅B2532017.09·广东通信技术Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.》新技术·新业务为光信号码率。其中，采用接入网常用的G.652型光纤的参数。获得采用强度调制技术的10Gb/s和25Gb/s速率情况下ODN网络的光纤链路对于高速PON技术的影响（C波段不同波长在10Gb/s和25Gb/s速率下的传输距离），如图3：10Gb/s和25Gb/s速率下色散对ODN网络光纤链路影响。根据结果可以看出，采用多波长叠加的10Gb/s和25Gb/s速率下色散对ODN网络光纤链路影响逐步显著，其中25Gb/s允许最大理论值约为7.5km、10Gb/s允许最大理论值约为47km。伴随光信号脉冲速率的不断提升，ODN网络的光纤链路累积色散对于高速PON技术影响也逐步显著，尤其在25Gb/s速率下影响接近目前采用衰减模型推算的保守光纤链路数值。因此，可初步获知，在更高速率的需求驱动下，尤其为WDM-PON技术时，采用更加优异的光信号调制技术来抵御ODN网络的光纤链路色散也将成为后续重点关键研究技术之一。3 总结通过利用光纤CD对WDM-PON传输距离的分析，获得了不同接入速率的多波长叠加条件下光纤CD对于新技术·新业务同时由分析可知，WDM-PON建设中光纤链路长度的影响。在接入速率为大于10 Gb/s时光纤CD对于无色散补偿光纤的PON应被作为主要受限因素被考虑，并充分考虑光纤残余色散影响以满足WDM-PON中不同波长的要求。因此，高速WDM-PON规划时，应充提前对现网ODN网络进行充分评估，例如采用业务区内容再继续画小微网格区域、叠加OLT部署机房或下沉盒式OLT设备至接入点等方式，并对于新建的ODN网络需充分考虑光纤链路色散对于后续高速率PON的影响。参考文献125G/100G-PON进展和演进趋势分析[OL]，2016-06-07(http://zhuanti.cww.net.cn/article/article_weixin.asp?id=294313)2冯克正，刘东文，王会义，基于CD受限的WDM-PON讨论[J]，中国新通信 2013(21):39-403谢桂月，谢沛荣，通信线路工程设计 [B]，人民邮电出版社2008 p：55-64图3 10Gb/s(b图)和25Gb/s(a图)速率下色散对ODN网络光纤链路影响：纵轴为距离(km)；横轴为波长(nm)（收稿日期：2017-08-03）54Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.