摘要

2001年起IEEE就開始了基于以太網(wǎng)的EPON技術討論。經過亞洲國家（中國、日本、韓國）近幾年來在標準完善、系統(tǒng)測試驗證、現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模部署等方面的努力，EPON技術得到了廣泛的應用，并帶動產業(yè)鏈逐步發(fā)展壯大。究其原因，簡單來看，其物理層相對寬松的指標，降低了廠商進入的門檻，使得更多廠家參與到設備開發(fā)中；而簡單的TC層協(xié)議，也使各運營商可方便地針對自身需求定制管理維護方式。隨著亞洲新興寬帶市場近年來用戶數(shù)迅猛增長，以及國家寬帶、三網(wǎng)融合等利好政策的頒行，對更高帶寬的需求不斷涌現(xiàn)。因此，運營商在規(guī)模部署現(xiàn)有EPON技術的同時，對如何向下一代PON系統(tǒng)演進，進而保護現(xiàn)有投資表現(xiàn)出極大地關注。2006年起，IEEE開始了10G EPON研究（IEEE 802.3av）。華為作為惟一一家全程參與的中國廠商對該標準的發(fā)展做出了巨大的貢獻，先后在波長規(guī)化、功率預算、共存、物理層編碼等多項關鍵技術上主導了標準的制定。最終，10G EPON（802.3av）得以在2009年9月正式發(fā)布。

1  引言

EPON在日本和中國市場上規(guī)模部署，其用戶總數(shù)已占全球FTTx市場半壁江山。隨著寬帶市場競爭加劇，新業(yè)務不斷涌現(xiàn)，用戶對帶寬需求也與日俱增。因此，開展下一代的EPON技術研究工作，成為這幾年EPON產業(yè)界工作的重心。

從FTTx建網(wǎng)投資組成上看，75%的投資在ODN網(wǎng)絡上，20%的投資在ONU設備上。由此可見，保護現(xiàn)有的投資就是要保護ODN工程和已經部署的ONU。因此，在研究 EPON演進到下一代PON系統(tǒng)時，能夠重用ODN網(wǎng)絡并兼容已部署的EPON ONU成為首要考慮要素。

2006年，IEEE標準組織啟動了10G EPON研究（IEEE 802.3av），產業(yè)鏈各廠家積極投身其中，快速推動標準發(fā)展。2009年，IEEE正式發(fā)布802.3av，產業(yè)鏈廠家也適時推出相應的光模塊、芯片、設備等。本文將詳細描述10G EPON標準發(fā)展過程及產業(yè)鏈情況。

2  10G EPON與EPON共存方式

IEEE標準組織在開始10G EPON項目研究之初，首先就考慮了充分保護運營商已經布放的ODN系統(tǒng)。其次，對已布放的EPON ONU也要兼容。再次，根據(jù)IEEE的傳統(tǒng)，以太網(wǎng)速率以10倍方式倍增，所以10G EPON定義的數(shù)據(jù)數(shù)率為10Gbit/s。但由于10G速率的突發(fā)模式光模塊成本昂貴，加上當前用戶對上行帶寬的需求不迫切，因此10G EPON定義了兩種類型：下行10G/上行1G的非對稱類型（Asymmetric）和下行10G/上行10G的對稱類型（Symmetric）。其網(wǎng)絡架構和類型如圖1所示。

圖1  10G EPON和EPON共存的網(wǎng)絡配置

在共存基礎上，10G EPON提供了良好的兼容升級方式：升級時，運營商只需要將OLT原EPON單板更換為10G EPON單板，便可將整個系統(tǒng)的光接口提升到10G速率。同時，對用戶側的升級可以根據(jù)用戶的需求靈活選擇，選擇非對稱ONU或對稱ONU逐步完成整個網(wǎng)絡的升級。

3  10G EPON物理層簡介

對物理層，IEEE 802.3av工作組的目標是：

（1）提供點到多點的光纖接入技術。
　?。?）保證物理層的誤碼率不大于10-12。
　?。?）下行傳輸速率為10Gbit/s，上行傳輸?shù)乃俾蕿?0Gbit/s或1Gbit/s。
　?。?）以分支比為 1：16和1：32，傳輸距離為最小10km和20km來制定光的功率預算。
　?。?）盡可能重用現(xiàn)有的MAC和MPCP等協(xié)議，只改動物理層。

10G EPON詳細的物理層參數(shù)參見表1。

表1  EPON與10G EPON的物理層規(guī)格對比

4  10G EPON協(xié)議層

10G EPON的協(xié)議層以及與ISO/IEC OSI參考模型之間的關系參見圖2。

圖2  10G EPON協(xié)議分層和OSI參考模型間的關系

10G EPON協(xié)議層中的OAM，多點MAC控制，MAC，RS子層只有少數(shù)部分修改，大部分都重用EPON的協(xié)議。但物理編碼子層（PCS）有較大改動，具體參見圖3。

圖3  EPON到10G EPON協(xié)議層比較

EPON物理編碼子層（PCS）選擇8B/10B和RS（255，239）作為其物理層主要編碼。但10G EPON選擇的是64B/66B和RS（255，223）作為其物理層主要的編碼?？梢钥闯鰜?，10G EPON所選擇的編碼和FEC在其編碼效率和糾錯強度有所提高。

與EPON類似，IEEE 802.3av對OAM簡單定義了線路層管理維護功能，未涉及網(wǎng)絡層的管理維護及加密，DBA等協(xié)議，使得各運營商能夠根據(jù)自身網(wǎng)絡情況來靈活定義。

5  10G EPON標準發(fā)布 產業(yè)鏈成熟

產業(yè)鏈方面，Neophotonics，Source Photonics，Hisense等光模塊廠家也先后推出了10G EPON的光模塊，其性能指標達到10G EPON標準所定義要求。PMC，Teknovus等MAC芯片廠商也先后推出了10G EPON的MAC芯片，并參加了中國運營商組織的互通測試。

作為10G EPON標準積極參與者，也是標準組織中惟一全程參與標準制定的中國公司，華為先后擔任波長規(guī)化、功率預算和EPON共存等多個研究組組長，其間對標準貢獻了大量文稿并被廣泛采納。2008和2009年，華為先后發(fā)布了10G EPON非對稱和對稱樣機，并在2009年9月開通了全球首個非對稱10G EPON試驗局，被運營商給予高度評價。

綜上所述， 10G EPON技術已經成熟，產業(yè)鏈也為積極規(guī)模部署做準備，不久的將來，亞洲寬帶市場、尤其是中國FTTx市場將啟動10G EPON的建設部署。

6  SiEPON大熱：業(yè)務可互通的EPON/10G EPON國際標準

2009年底，在眾多EPON運營商、設備廠家和芯片商的積極推動下，IEEE成立了p1904.1工作小組（即SiEPON小組，Service Interoperable EPON），以完善在國際范圍的EPON/10G EPON的業(yè)務層互通，對由802.3制定的EPON/10G EPON的物理層/MAC層標準的制定進行必要補充，使EPON技術體系更加成熟完美。

SiEPON工作組甫一成立，便迅速展開工作，于2010年2，4，6和8月分別召開了4次會議，不僅敲定了主席團和編輯組成員，也逐步確定了本標準的主體框架、寫作方式、主要內容和重要技術點。目前，該標準第一版草稿已在各參會單位的努力下完成寫作，并有望在2011年底完成最終版草稿。在中國電信的主導和帶領下，華為等中國廠家團結協(xié)作，共同推動中國電信的EPON企標最先成為本標準的標準解決方案之一，這也再次在國際標準工作中起到了積極的促進作用。