下一代光接入网技术

1G 100M 10M 1M 0 1M 10M 100M 1G
满足应用的带宽需求达到100Mb/s-10Gb/s
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带宽需求小结

1.25-2.5G EPON和GPON正在普及 （光进铜退） 10G PON用于再提速升级

（光纤升级）

2016年开始应用40-100G PON
（升级换代）

2020年预期应用160G-1T PON
– 日韩和新加坡在全球宽带化建设中领先
– 美英法紧随其后迅速提出了“连通美国”、“数字 英国”、“数字法国”等 – 尼日利亚、肯尼亚、几内亚、秘鲁等发展中国 家也已出台国家宽带战略
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宽带中国战略

2012年3月全国两会期间，工信部透露我国 也将于年内出台“宽带中国”战略，发改委 和工信部等6月将上报国务院审定宽带中国 战略意见稿
汇报提纲 一．宽带需求
二．NG-PON1！ 三．NG-PON2？
四．NG-PON3？？
2
宽带的作用

2010年国际电联和联合国教科文组织 (UNESCO)联合建立了宽带数字发展委员会
国际电联秘书长哈玛德· 图埃 指出：在二十一世纪，价格 可承受的泛在宽带网络对于 社会和经济的繁荣将是至关 重要的，就如同交通、水电 网络一样。
……
10G 2.5G
ONU (i)
M A C
ONU (n)
M A C
20
TWDM-PON水平

ITU-T已启动40G PON标准化工作，预期2013年 成形，2015年商用。
华为发布首款40G TWDM-PON样机：
– 由4个XG PON堆叠而成，下行40Gbit/s、上行 10Gbit/s； – 256分支条件下用户带宽156Mb/s。
40G PON in 2016?
10000
PON类型 窄带
商用情况
年度 1995 1997 2001 2003 2004 2007 2012 2016
下行线 速率 (Mb/s) 29 49 155 622 1,000 2,488 10,000 40,000
Mb/s
1000
100
10 1990
2000
光网络单元
ONU1
OLT
频 率
时间
……
ONU2
OFDM-PON频谱效 率高，与现有ODN兼容， ONUn 是40-100G接入网重点。
ONU3
22
OFDM-PON水平

研究水平：离线下行1.92Tb/s，半实时发
射100Gb/s，实时接收40Gb/s

OFDM-PON频谱效率高，与现有ODN兼容，
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汇报提纲 一．宽带需求
二．NG-PON1！ 三．NG-PON2？
四．NG-PON3？？
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NG-PON演进路线图
速率(bps)
1T NG-PON3
???-AON ???-PON
NG-PON2
100G NG-PON1
10G
???-PON
XG-GPON
10G-EPON 1G GPON EPON 2005 2010 2015 2020
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NG-PON2四种主要技术
复 用 方 式
UDWDM-PON WDM-PON OFDM-PON TWDMPON TDMPON
40 100 160 400 1000 Gb/s
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40G TDM-PON

继续在时域上提升接入速率至40Gb/s 与10Gb/s PON相比，主要差异：
– 提高发射光功率6dB（SOA） – 降低光器件带宽至大约20GHz – ONU采用APD接收机 – 比特间插复用方案（BIMS）简化电信号处理
？PON
t.b.d.
2020 160,000
保守分析：16年来接入带宽平均年增长40%，2012年需10G PON， 2016年需40G PON（2013年标准化），2020年及以后需160-1000G PON。
8
两个轨道
1T
同步向前
1T ?
光纤传输和光纤接入，互相促进，同步发展， 40G-1000G是未来光接入技术突破重点
Compatible with existing GPON
10G EPON
10/1, 10/10 shared First completed
10 Gbps upstream not viable 10 Gbps upstream not viable for single family homes; 1 Gbps upstream too for single family units
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UDWDM-PON
光分配网络
光线路终端
光网络单元 ONU1
OLT
骨干网
O D N
特点：

ONU2
C波段3 GHz间隔， 1000个波长，


覆盖100km，
每用户1Gb/s， 总容量1Tb/s。
ONUn
……
ONU3
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NG-PON2小结
近期从40G
TWDM-PON开始标准化和
受到业界关注，但面临上行OBI和高速
ADC/DAC瓶颈制约。
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WDM-PON
10G 10G 10G
320G
O D N 1
ONU (1)
M A C
A-AWG
2.5G
2.5G
2.5G
80G
……
OLT
ONU (2)
M A C
O D N
3 2
ONU (i)
M A C
WDM-PON采用WDM传输技术， 与TDM-PON混合级联使用，总容 量大大提高，但ODN需重建。
– 更先进FEC技术（如LDPC）获得额外增益
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40G TWDM-PON
10G 10G 10G 10G 10G 2.5G
40G
ONU (1) O D N
M A C
OLT
2.5G
10G 2.5G
2.5G
2.5G 2.5G
10G
ONU (2)
10G
M A C
2.5G
TWDM-PON与现有 PON兼容，可重用ODN 和TC，是40G接入网首选。
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NG-PON1
10G GPON
2.5G GPON OLT
10G EPON
2.5G GPON 1G EPON OLT ONT 1G EPON ONU
10G GPON OLT
10G GPON ONT
10G EPON OLT
10G EPON ONU
10G GPON
Bandwidth Positives Key challenges 10/2.5, 10/10 shared
路、水、电、气、网 络
3

宽带的部署

宽带部署是当前全球经济增长和持续复苏 的最重要的驱动力之一，也是未来数十年 中最关键的经济驱动力
爱立信：全球宽带普及率 每增长10%，就会推动全 球GDP增长1% 中国宽带普及率每增长 10%将拉动GDP增长2.5%
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宽带化浪潮

2012年国际电信联盟最新统计数据：全球 已经推出宽带政策的国家和经济体已经达 到112个，如：


业界支持：华为、中兴通讯、Alcatel-Lucent、
BroadLight、Calix、Mitsubishi、OKI、PMC等系统、 模块和芯片厂商。
华为吴华忠：占领40G PON标准制高点， 通信产业网，2011-09-28
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高谱效OFDM-PON
光线路终端 城 域 网 光分配网
O D N

2012年3月31日工信部召开“宽带普及提速 工程”大会，以“建光网、提速度、促普 及、扩应用、降资费、惠民生”为总体目 标，2012年新增FTTH覆盖家庭3500万户
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宽带基本目标
一是提高宽带的接入速率
二是促进宽带的普遍服务
人民邮电报：
拥抱宽带才能赢得未来
7
带宽之路 稳步向上
100000
2010
Commercial deployments Trend: 2-year doubling
Deutsche Telekom OPAL NTT Pi PON 窄带 ATM PON NTT BPON NTT West EPON NTT East GPON Verizon FiOS 10G t.b.d. EPON 40G 2020 TWDM t.b.d. PON
产品样机
突破100G，OFDM-PON是重点
突破320G，WDM-PON是重点
突破1T，UDWDM-PON是重点
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汇报提纲 一．宽带需求
二．NG-PON1！ 三．NG-PON2？
四．NG-PON3？？
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设定目标 单个接入PON
– 可支持用户数1K
– 每用户带宽1Gb/s – 复合传输容量400Gb/s-1Tb/s – 覆盖范围0-100km – 与之前的PON兼容
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ONU (n)
M A C
Baidu Nhomakorabea
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WDM-PON水平

ONU一般采用FP-LD或RSOA实现无色上 行，现在采用可调激光器实现无色上行 ODN采用无热AWG，插入损耗比分光 器小 ，传输距离更远，但带来了ODN兼容问题 WDM-PON一般与TDM-PON级联混合使用 ，使用户数大大增加，但并没有增加功率 预算
little bandwidth
Russel, FTTH Technology and Standards Roadmap, Calix, 2009
汇报提纲 一．宽带需求
二．NG-PON1！ 三．NG-PON2？
四．NG-PON3？？
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NG-PON2要求

接入速率≧40Gb/s 用户ONU最高下行带宽≧1Gb/s、上行带 宽0.5-1Gb/s 覆盖距离20-60km或100km（后者采用光 放大） 光分支比64-1000 与之前PON的兼容性
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光纤接入
无孔不入
无处不在
10
究竟需要多少带宽？
上行 下行
高速上网 标清网络电视 高清网络电视 语音业务 可视电话 家庭监控 蓝光电影 3D视频 家庭电视会议 其它
上行
下行
高速上网 标清网络电视 高清网络电视 语音业务 专线业务 虚拟专网 全球眼 企业安全 容灾备份 云计算 其它
10M 1M 0 1M 10M 100M