在光纤通信领域,ITU制定了一系列的标准,其中包括了用于被动光网络(Passive Optical Network,简称PON)的标准。PON是一种利用光纤作为主干传输介质,将光信号分发到终端用户的光纤接入技术,被广泛应用于光纤到户(FTTH)网络中。

发布时间 2023-07-05 00:15:43作者: suv789

国际电信联盟(International Telecommunication Union,简称ITU)是一个全球性的国际组织,负责协调和制定关于电信和信息通信技术的国际标准和政策。

在光纤通信领域,ITU制定了一系列的标准,其中包括了用于被动光网络(Passive Optical Network,简称PON)的标准。PON是一种利用光纤作为主干传输介质,将光信号分发到终端用户的光纤接入技术,被广泛应用于光纤到户(FTTH)网络中。

ITU-T(ITU电信标准化部门)制定了针对PON的一些重要标准,包括:

G.983.x系列:该系列标准定义了基于时间分割多路复用(TDM)的PON技术,如APON(ATM-PON)和BPON(Broadband PON)。
G.984.x系列:该系列标准定义了基于基于异步传输模式(ATM)的PON技术,如GPON(Gigabit PON)。
G.987.x系列:该系列标准定义了基于波分复用(WDM)的PON技术,如XG-PON(10 Gigabit PON)和XGS-PON(10 Gigabit Symmetrical PON)。

IEEE 802.3ah:IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)是一个国际性的电气和电子工程师学会,该标准由其制定。IEEE 802.3ah定义了Ethernet以太网传输在PON中的应用,也称为Ethernet PON(EPON)或者以太网光纤接入网。

ITU-T G.988:这个标准是ITU针对PON系统管理制定的,定义了OMCI(ONU Management and Control Interface)协议,用于配置、管理和监控PON网络中的光网络单元(ONU)。

ITU-T G.989.x / ITU-T G.987.x Amendment 1:这些标准定义了基于全局WDM(Wavelength Division Multiplexing)技术的PON,如NG-PON2(Next-Generation PON 2),其支持更高的带宽和更大的容量。

ITU-T G.980.x:这个系列标准定义了全光纤接入网(Fiber to the Home,FTTH)中使用的光纤传输系统的要求和性能参数。

ITU-T G.990x:这个系列标准定义了PON中使用的光纤传输线路的测试和测量方法。

ITU-T G.988.3:这个标准规定了OMCI(ONU Management and Control Interface)协议的扩展,用于支持基于Ethernet的PON(EPON)系统。

ITU-T G.9903:这个标准定义了PON中各个设备之间的互操作性测试方法。

ITU-T G.984.6:这个标准定义了GPON中的GEM(GPON Encapsulation Method)封装方法,用于在GPON网络中传输以太网、ATM和其他数据。

ITU-T G.9807.x:这个系列标准定义了NG-PON(Next-Generation PON)中使用的多速率和多波长技术,如XG-PON2、TWDM-PON(Time and Wavelength Division Multiplexing PON)等。

ITU-T G.989.x:这个系列标准定义了新一代PON(Next-Generation PON)技术,如NG-PON2(Next-Generation PON 2),提供更高的带宽和更好的灵活性。

ITU-T G.987.x Amendment 2:这个标准定义了XG-PON1的增强版本,提供更高的上行和下行速率。

ITU-T G.9804:这个标准定义了R-OLT(Repeater Optical Line Terminal)在GPON中的应用,用于增加传输距离和扩展网络覆盖范围。

ITU-T G.989.3:这个标准定义了NG-PON2中使用的多速率和多波长技术,包括Wavelength Selective Switching(WSS)等。

IEEE 802.3ah:这个标准定义了以太网传输在PON中的应用,即EPON(Ethernet Passive Optical Network)。它规定了EPON中的物理层和MAC层要求。

IEEE 802.3av:这个标准定义了以太网传输在10G-PON中的应用,即10G-EPON。它规定了10G-EPON中的物理层和MAC层要求。

FSAN(Full Service Access Network):FSAN是一个组织,致力于推动光纤接入网络的发展和标准化工作。它制定了许多与PON相关的技术规范和要求,如GPON、10G-PON、XG-PON等。

BBF(Broadband Forum):BBF是一个产业联盟,旨在推动宽带接入技术的发展和标准化。它制定了一系列关于宽带接入网络的标准,包括PON技术方面的标准和规范。


GPON(Gigabit Passive Optical Network):GPON是最常见的PON标准之一,提供下行速率最高2.5 Gbps,上行速率最高1.25 Gbps。

XG-PON1(10 Gigabit Passive Optical Network 1):XG-PON1提供下行速率最高10 Gbps,上行速率最高2.5 Gbps。

XGS-PON(10 Gigabit Symmetrical Passive Optical Network):XGS-PON提供对称传输,下行速率和上行速率均为最高10 Gbps。


10G PON(10 Gigabit Passive Optical Network)是一种基于光纤传输的宽带接入技术,它提供了下行速率和上行速率均为最高10 Gbps的传输能力。以下是10G PON技术标准、技术特点和应用场景的相关信息:

技术标准:10G PON有两个主要的技术标准,分别是XG-PON1和XGS-PON。

XG-PON1(10 Gigabit Passive Optical Network 1):它是第一个推出的10G PON标准,提供对称传输,下行与上行速率均为最高10 Gbps。适用于对称带宽需求较高的应用场景。

XGS-PON(10 Gigabit Symmetrical Passive Optical Network):它提供对称传输,下行与上行速率均为最高10 Gbps。与XG-PON1相比,在兼容旧有GPON网络的同时提供更高的带宽,是一种成本效益较高的选择。

技术特点:

高带宽:10G PON提供了下行和上行速率均为最高10 Gbps的带宽,满足了高清视频、云服务、虚拟现实等大带宽应用的需求。

对称传输:XGS-PON提供对称传输,即下行速率和上行速率相等,适用于对称带宽需求较高的场景,如企业网络、数据中心等。

高效能:10G PON采用光纤传输,具有低延迟和高可靠性,实现了快速的数据传输和稳定的网络连接。

应用场景:

宽带接入:10G PON为家庭和企业提供了更高速率的宽带接入,支持高清视频流媒体、在线游戏、云服务等应用。

企业网络:由于XGS-PON提供对称传输和更高带宽,10G PON被广泛应用于企业网络,满足高性能的数据传输和云服务需求。

数据中心:10G PON技术在数据中心中也得到应用,通过光纤连接服务器、存储设备等,实现快速的数据交换和存储。

需要注意的是,10G PON技术的部署需要相应的设备和基础设施支持,包括OLT(Optical Line Terminal)、ONU(Optical Network Unit)和光纤网络。根据具体需求和网络规模,可以选择合适的10G PON标准和设备来满足需求。


ITU-T于2021年9月正式发布50G PON标准,作为10G PON之后下一代PON的唯一标准。50G PON标准的确立为宽带业务从千兆迈向万兆时代奠定了基础。

华为作为光接入领域的领导者,于今年率先完成了基于商用OLT平台的50G PON创新现网验证,能够提供推动运营商升级到万兆网络的领先特性,包括:

最大可达32dB光功率预算
通过在光模块采用创新的结构和材料,光器件发送能力能够提升4.5倍,接收端光子吸收能力从70%提升到近100%,支持最大可达32dB光功率预算,满足当前已部署的ODN网络要求,升级业务无需改造ODN, 为运营商FTTH现网升级降低成本。

兼容XG(S) PON的内置Combo
传统的OLT升级,需要新建机架和插框,引入合波器,不但占用机房面积而且升级慢,业务中断时间长。而华为创新的Combo方案,在同一个端口上并发支持既有的XG(S) PON业务和50G PON业务,实现最优部署和灵活升级能力。

上下行对称50Gbps业务能力
未来业务需要更加强大和灵活的上行能力,华为在50G PON创新中实现了上行50G能力,支持大带宽业务。同时,运营商可根据不同的终端用户类型灵活选择12.5G/25G/50G不同速率的ONU,提升能力的同时还优化了使用成本。

华为和全球超过二十家领先运营商开展了基于50G PON的下一代PON合作,充分验证了50G PON在不同现网条件下的可行性和成熟度。面向未来,华为将联合产业伙伴,快速推进50G PON的产业化和商用,持续打造无处不在的光联接,加速构建万物互联的智能世界。


随着千兆光网络的逐步建设和普及,基于10G PON技术的千兆光接入网部署速度加快。10G PON网络具备更高带宽、融合共存、平滑升级等特点,同时具备向下一代PON可持续演进的能力。在下一代PON技术布局上,业界已经普遍认可将下一代光接入网带宽提升至50Gbps。ITU/FSAN在考虑了家庭用户、企业用户、移动前传/后传等场景需求情况下,形成了对下一代PON的技术需求,聚焦单通道速率为50Gbps的50G PON技术。

50G PON技术标准进展

2018年,ITU/FSAN启动了基于单波长50G PON标准的制定工作,命名为G.HSP(G.Higher Speed PON)。

2019年,50G PON的总体需求G.9804.1发布,明确了单波长TDM PON架构,以及上下行速率组合,此外,50G PON需要满足与10G PON以及存量ODN的共存平滑演进。

2021年,ITU-T 50G PON系列标准正式发布,系列标准包括:总体需求标准修订G.9804.1 Amd1、通用协议层标准G.9804.2,以及物理层标准G.9804.3。这标志着50G PON已经完成基础功能的标准化,为下一步的产品研发和解决方案落地验证奠定了基础。

50G PON技术特点

50G PON采用单纤双向传输,下行TDM时分复用,上行TDMA时分多址接入,实现OLT和ONU之间的点到多点通信。其关键技术包括波长选择、线路编码、线路速率、FEC纠错技术、Common TC(Transmission Convergence)技术、PHY层器件等方面。50G PON标准相对于10G PON提供4倍以上的接入带宽、更好的业务支持能力(大带宽、低时延、低抖动)、网络保护/安全,以及支持10G PON的共存和平滑演进,并尽可能兼容已有的ODN网络。

  • 线路速率

ITU-T已经明确50G-PON速率要求,支持对称、非对称不同速率组合;下行1个速率,上行速率有4种线路速率可选。

  • FEC纠错技术

50G PON线路速率提高后,接收机灵敏度下降,需要提高收发机性能才能重用已经大量部署的ODN网络。为了降低高速光器件指标要求,50G PON引入LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)编解码方案进行FEC的前向纠错。

  • Common TC技术

为了更好地支持低时延,50G PON主要通过专用激活波长(DAW)、CoDBA和减小分配周期等方式来实现低时延。通过专用激活波长技术,避免了在50G PON上行波长上开放安静窗口,取消了因安静窗口带来的时延;CoDBA协作DBA,OLT通过上层设备获知ONU的上行业务发送需求,提前将带宽分配给ONU,使得业务数据在ONU的缓存时间尽量少;每个T-CONT在125µs周期内可以配置多个突发帧,减小ONU获得带宽分配的时间间隔,从而降低业务数据在ONU的缓存时间。

  • PHY层器件

50G PON PHY层器件主要包括光发射组件、光接收组件、激光器驱动器LDD,突发TIA以及时钟恢复芯片CDR等关键光电器件。OLT光发射器件可采用EML(Electro-absorption Modulated Laser)、集成SOA(Semiconductor Optical Amplifier)EML器件等,光接收器件可采用APD(Avalanche Photodiode)、集成SOA PIN器件,ONU驱动器需要支持突发功能,接收不需要突发时钟恢复BCDR,OLT接收需要突发模式的时钟恢复。高速光信号的传输损伤需要采用专用的DSP进行补偿恢复。

50G PON应用场景

50G PON是接入网能力的全面提升,实现了大带宽、低时延保障和通道化能力的全面提升,是面向多应用场景、具备差异化承载能力的新型接入底座(见图1)。

  • 家庭超高宽带业务接入

家庭业务流量持续增长,同时用户更加追求业务体验,对宽带业务接入的带宽、时延都提出了更高的要求;云VR、云办公、在线游戏、在线教育及智慧家庭等业务层出不穷,如云VR/游戏,追求沉浸式业务体验,是典型的大带宽(200Mbps4Gbps)、低时延(105ms)业务,50G PON提出的多种低时延解决方案,能够满足此类业务的需求。

  • 高质量的企业/园区信息化建设

50G PON可以提供接近50Gbps的接入带宽,可以广泛用于企业专线接入、园区网/校园网的信息化建设,构建一根光纤、一个网络即可满足所有业务接入需求。50G PON具备增强的低时延、通道化保障能力,可以为企业、工业智能化领域提供低时延、确定性的接入网络能力,助力企业信息化转型。

  • 移动承载/Wi-Fi回传的新选择

50G PON移动承载(基站的回传、中传)在功耗、尺寸、成本方面具备优势,可以实现100µs时延,满足移动对回传网络的技术指标要求。随着Wi-Fi 6的普及,Wi-Fi网络已经由百兆向千兆覆盖快速演进,新一代Wi-Fi 7也将很快进入商用,带宽及性能得到进一步的提升。Wi-Fi网络的快速发展,对Wi-Fi网络的回传接入也提出更高的要求,50G PON的大带宽,可以提供接近50Gbps的对称带宽,契合Wi-Fi网络高速回传的需求。