1. 前言
近年來(lái)，隨著視頻點(diǎn)播,、網(wǎng)絡(luò)游戲和IPTV等高帶寬業(yè)務(wù)的出現(xiàn),，用戶(hù)對(duì)接入帶寬的需求進(jìn)一步增加。以以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）和吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（GPON）為代表的光纖接入技術(shù)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),、設(shè)備功能與性能,、互通性、產(chǎn)業(yè)鏈,、成本等方面都有了突破性進(jìn)展,。國(guó)內(nèi)外的主流電信運(yùn)營(yíng)商均已開(kāi)始采用EPON或者GPON技術(shù)大力開(kāi)展寬帶接入提速，即“光進(jìn)銅退”,。
國(guó)家政策層面不斷助推“三網(wǎng)融合”,。2010年1月13日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議決定加快推進(jìn)電信網(wǎng),、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的三網(wǎng)融合,。這將進(jìn)一步加強(qiáng)電信、廣電運(yùn)營(yíng)商在寬帶接入領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng),，加速光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)改造和PON技術(shù)的發(fā)展,。2010年3月17日，工業(yè)和信息化部,、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等7部委也聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的意見(jiàn)》的文件,，以加快光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè),，提升信息基礎(chǔ)設(shè)施能力，引導(dǎo)寬帶應(yīng)用的發(fā)展和創(chuàng)新,。
在EPON和GPON已經(jīng)規(guī)模部署以及“三網(wǎng)融合”的大背景下,，如何保持PON技術(shù)的持續(xù)發(fā)展是個(gè)非常重要的問(wèn)題。本文將通過(guò)對(duì)下一代PON技術(shù)及其進(jìn)展的分析,，探討下一代PON的應(yīng)用方案和系統(tǒng)架構(gòu)如何滿(mǎn)足應(yīng)用的需求,。
2. 下一代的PON技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)化歷程
隨著用戶(hù)對(duì)高清IPTV、視頻監(jiān)控等高帶寬業(yè)務(wù)需求的不斷增長(zhǎng),，產(chǎn)業(yè)界逐漸認(rèn)識(shí)到,，現(xiàn)有的EPON和GPON技術(shù)均難以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)長(zhǎng)期發(fā)展的需求，特別是在光纖到樓（FTTB）和光纖到節(jié)點(diǎn)（FTTN）場(chǎng)景,。光接入網(wǎng)在帶寬,、業(yè)務(wù)支撐能力以及接入節(jié)點(diǎn)設(shè)備功能和性能等方面都面臨新的升級(jí)需求，因此提出了下一代PON的概念,。所謂的“下一代PON”,，其主要技術(shù)特征包括以下幾個(gè)。
· 10 Gbit/s及以上的傳輸速率,。上下行對(duì)稱(chēng)10 Gbit/s或者下行10 Gbit/s,、上行至少1 Gbit/s的非對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)。WDM PON和40 Gbit/s速率的TDM PON在一些關(guān)鍵技術(shù)上尚未取得突破,，因此應(yīng)該算下下一代PON,。
· 更高的光功率預(yù)算和更大的分路比。下一代PON的最大光功率預(yù)算應(yīng)大于28 dB,，應(yīng)至少支持1∶64的分光比,。
· 兼容現(xiàn)有的EPON/GPON系統(tǒng)。下一代PON系統(tǒng)應(yīng)該能夠與現(xiàn)已大規(guī)模部署的EPON/GPON系統(tǒng)共存,，繼承現(xiàn)有EPON/GPON的所有業(yè)務(wù)并確保用戶(hù)向下一代PON網(wǎng)絡(luò)遷移過(guò)程的平滑,。
· 更強(qiáng)的組網(wǎng)能力。下一代PON要面向運(yùn)營(yíng)商包括FTTH/O,、FTTB,、FTTC、FTTN等多種場(chǎng)景的組網(wǎng)需要,，因此對(duì)其設(shè)備形態(tài),、業(yè)務(wù)管控、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)等方面提出了更高的要求,。
針對(duì)上述需求,，IEEE和FSAN分別啟動(dòng)了下一代PON技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作。
IEEE于2005年年底啟動(dòng)了下一代EPON——10G-EPON技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作，并于2006年3月成立了IEEE802.3av工作組,。2007年年中,，IEEE802.3av Draft 1.0形成，基本形成了10G-EPON標(biāo)準(zhǔn)的框架和主體內(nèi)容,。2008年年中,，IEEE802.3av Draft 2.0形成，基本上達(dá)到了比較完善的水平,，并成為芯片和設(shè)備廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)相關(guān)芯片和系統(tǒng)的參考,。2009年9月，正式發(fā)布10G-EPON國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3av,，標(biāo)志著10G-EPON的標(biāo)準(zhǔn)化完成,。
FSAN也在2007年11月啟動(dòng)了下一代GPON——NG-PON的研究和標(biāo)準(zhǔn)化。2009年5月,，F(xiàn)SAN發(fā)布了NG-PON白皮書(shū),，明確了NG-PON分為NG-PON1和 NG-PON2兩個(gè)階段并給出了明確的技術(shù)路線(xiàn)。NG-PON1主要是與GPON共存,，重利用GPON ODN的XG-PON，XG-PON又分為XG-PON1（上行2.5 Gbit/s/下行10 Gbit/s）和XG-PON2（上行10 Gbit/s/下行10 Gbit/s）兩種,。2009年10月,，ITU-T的SG15/Q2工作組在SG15全會(huì)期間正式發(fā)布了XG-PON1標(biāo)準(zhǔn)的第一階段文本G.987.1和G.987.2，目前XG-PON1的G.987.3主要技術(shù)框架已經(jīng)具備,。按照FSAN的計(jì)劃,，XG-PON1于2010年6月完成標(biāo)準(zhǔn)化，包括總體架構(gòu),、物理層,、TC層及OMCI等各部分。NG-PON2的標(biāo)準(zhǔn)化工作尚未開(kāi)始,。
需要指出的是,，無(wú)論是在10G-EPON和XG-PON1的需求分析、架構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,，還是在10G-EPON和XG-PON1的標(biāo)準(zhǔn)文本的撰寫(xiě)過(guò)程中,，中國(guó)的設(shè)備廠(chǎng)商和運(yùn)營(yíng)商都發(fā)揮了重要的作用。例如,，在XG-PON1的制定過(guò)程中,，華為公司的專(zhuān)家擔(dān)任了ITU-T Q2組的主席和兩個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)的Editor/Co-editor的職務(wù)；中興公司的專(zhuān)家擔(dān)任了10G-EPON的Assistant
Editor的職務(wù),。中國(guó)電信等運(yùn)營(yíng)商也結(jié)合自身的需求,，提出了一系列重要的建議和意見(jiàn)。在下一代PON的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中，來(lái)自中國(guó)的廠(chǎng)商和運(yùn)營(yíng)商的提案約有100項(xiàng),，成為該領(lǐng)域最活躍的一個(gè)群體,，為下一代PON技術(shù)的發(fā)展做出了前所未有的貢獻(xiàn)。
3. 10G-EPON技術(shù)特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展
3.1 10G-EPON主要特點(diǎn)
10G-EPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)在于充分利用10GE和EPON等成熟技術(shù),，實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率和更豐富的物理層規(guī)格,，并與EPON技術(shù)兼容。
（1）更高的系統(tǒng)傳輸能力
IEEE802.3av規(guī)定了10 Gbit/s下行,、1 Gbit/s上行的非對(duì)稱(chēng)模式和10 Gbit/s上下行對(duì)稱(chēng)模式,，顯著地提高了系統(tǒng)的傳輸能力。10G-EPON采用64 B/66 B線(xiàn)路編碼,，效率為97%,，與1G-EPON的8 B/10 B（效率為80%）線(xiàn)路相比有了明顯提升。10G-EPON通過(guò)電層的FEC技術(shù)來(lái)降低光收發(fā)模塊的技術(shù)難度和成本,，其FEC采用RS（255,，223）編碼，可增加光功率預(yù)算5～6 dB,。
測(cè)試結(jié)果表明：10G-EPON下行吞吐量可以達(dá)到8.3 Gbit/s以上（FEC開(kāi)銷(xiāo)約為13%）,，對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)的上行吞吐量也高于8 Gbit/s。
（2）更豐富的物理層規(guī)格
針對(duì)10 Gbit/s對(duì)稱(chēng)的系統(tǒng)速率和10 Gbit/s/1 Gbit/s非對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)速率,，IEEE802.3av分別定義了10GBASE-PR和10/1GBASE-PRX的物理層要求,。每種物理層要求又根據(jù)光功率預(yù)算的不同，規(guī)定了包括PR10,、PR20,、PR30和PRX10、PRX20,、PRX30共6種規(guī)格,，以滿(mǎn)足不同的鏈路損耗要求。具體規(guī)格及鏈路光指標(biāo)見(jiàn)表1,。
（3）對(duì)10GE和EPON協(xié)議的繼承性
10G-EPON技術(shù)在開(kāi)發(fā)時(shí)充分考慮了與現(xiàn)有的10GE和EPON技術(shù)的繼承性,。10GE的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，10G-EPON在下行方向和10 Gbit/s速率的上行方向充分利用了10GE接口的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)有基礎(chǔ)（例如采用10GE的64 B/66 B的物理層編碼和以太網(wǎng)的幀格式）,，從而降低了實(shí)現(xiàn)難度和成本,。
10G-EPON標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中極力避免對(duì)IEEE802.3做大的修改，而是通過(guò)在EPON標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3基礎(chǔ)上對(duì)MPCP協(xié)議進(jìn)行必要的擴(kuò)展而形成IEEE802.3av,。10G-EPON的MAC控制層僅僅在EPON的MPCP協(xié)議中進(jìn)行了少量的擴(kuò)展（OLT在Discovery GATE幀中增加Discovery Information字節(jié)來(lái)請(qǐng)求ONU上報(bào)其是否支持10 Gbit/s速率,，ONU在REGISTER_REQ幀中增加Discovery Information字節(jié)向OLT通告10 Gbit/s速率的支持能力）,，實(shí)現(xiàn)了10 Gbit/s能力的通告與協(xié)商機(jī)制，從而使得10G-EPON的協(xié)議實(shí)現(xiàn)變得非常容易,。
為了降低10 Gbit/s突發(fā)光模塊的實(shí)現(xiàn)難度,，對(duì)稱(chēng)速率的10G-EPON的上行方向沒(méi)有因?yàn)榫€(xiàn)路速率的提高而縮短O(píng)NU突發(fā)模式光發(fā)送機(jī)的激光器打開(kāi)（LaserOn）/關(guān)閉（LaserOff）時(shí)間、OLT的時(shí)鐘提取時(shí)間（CDR）等指標(biāo)要求,，而是保持與EPON相同的指標(biāo)要求,；而且還把自動(dòng)功率調(diào)整的穩(wěn)定時(shí)間（receiver_settling）從EPON的400 ns提高到800 ns，顯著地降低了光模塊實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性和系統(tǒng)成本,。
（4）與EPON的兼容和共存
為了實(shí)現(xiàn)10G-EPON與1G-EPON的兼容和網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn),，IEEE802.3av標(biāo)準(zhǔn)在波長(zhǎng)分配、多點(diǎn)控制機(jī)制方面都有專(zhuān)門(mén)的考慮,，以保證10G-EPON與1G-EPON系統(tǒng)在同一ODN上的共存,。
波長(zhǎng)規(guī)劃如圖1所示，為了實(shí)現(xiàn)與1G-EPON的兼容,，10G-EPON沒(méi)有使用1G-EPON系統(tǒng)所使用的1 490
nm的下行波長(zhǎng),，同時(shí)考慮避開(kāi)模擬視頻波長(zhǎng)（1 550 nm）和OTDR測(cè)試波長(zhǎng)（1 600～1 650 nm），IEEE802.3av標(biāo)準(zhǔn)選擇1 577 nm作為10 Gbit/s下行信號(hào)的波長(zhǎng)（1 575～1 580 nm）,。因此,，在下行方向可以確保10 Gbit/s信號(hào)與1 Gbit/s信號(hào)的隔離度。上行方向,，非對(duì)稱(chēng)10G-EPON系統(tǒng)的上行波長(zhǎng)仍然沿用EPON系統(tǒng)的上行波長(zhǎng)1 310 nm（1 260～1 360 nm）,，實(shí)現(xiàn)了與EPON的無(wú)縫兼容，對(duì)稱(chēng)10G-EPON系統(tǒng)的上行信號(hào)（10 Gbit/s）波長(zhǎng)是1 270 nm（1 260～1 280 nm）,，二者有重疊，因此不能采用WDM方式,，而是采用雙速率TDMA方式,。
對(duì)于非對(duì)稱(chēng)速率的10G-EPON系統(tǒng)，由于很大程度上繼承了現(xiàn)有的10GE和EPON技術(shù),，只要對(duì)協(xié)議略作完善即可,，所以系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上難度并不大。對(duì)于對(duì)稱(chēng)速率的10G-EPON系統(tǒng),，其實(shí)現(xiàn)難度相對(duì)較大,，主要體現(xiàn)在光模塊、芯片組,、系統(tǒng)架構(gòu)上,。
· 由于對(duì)稱(chēng)10G-EPON系統(tǒng)的上行方向工作于10 Gbit/s突發(fā)模式，盡管ONU的突發(fā)模式光發(fā)送機(jī)和OLT的突發(fā)模式光接收機(jī)的指標(biāo)并沒(méi)有顯著提高,，甚至是適度降低,，但對(duì)于光模塊來(lái)講,，還是充滿(mǎn)挑戰(zhàn)的，主要體現(xiàn)在高功率激光器和高靈敏度探測(cè)器,、高效率的BOSA,、高速跨導(dǎo)放大器(TIA)和限幅后置放大器LIA等技術(shù)難點(diǎn)上。
· 對(duì)于芯片組設(shè)計(jì)而言,，邏輯設(shè)計(jì)沒(méi)有本質(zhì)上的困難,，但由于系統(tǒng)速率的提升，必須提高總線(xiàn)寬度,，控制功耗,，這帶來(lái)了一些硬件設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)。在EPON系統(tǒng)中普遍采用Triple Churning進(jìn)行下行數(shù)據(jù)的加密,，但隨著速率的提高,，數(shù)據(jù)被破解的風(fēng)險(xiǎn)急劇加大，需要為10G-EPON設(shè)計(jì)加密強(qiáng)度更高的算法,。
10G-EPON受到了光接入產(chǎn)業(yè)界的普遍支持,，包括光模塊廠(chǎng)商、芯片廠(chǎng)商,、設(shè)備廠(chǎng)商,、運(yùn)營(yíng)商都投入了很大精力促進(jìn)其發(fā)展，并逐步解決了一系列關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題,。
2009年3月,，IC解決方案提供商Vitesse公司宣布了業(yè)界首款用于10G-EPON、全面符合IEE802.3av/D3.0標(biāo)準(zhǔn)的全套物理媒體相關(guān)(PMD)芯片組,。川崎微電子也已經(jīng)開(kāi)發(fā)出適用于10G-EPON OLT的突發(fā)模式SERDES芯片,，可以用于對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)。目前非對(duì)稱(chēng)10G-EPON光模塊技術(shù)上已經(jīng)比較成熟,，Ligent,、Neophotonics、Source Photonics,、Superxon等主流光模塊廠(chǎng)商已經(jīng)可以批量提供XFP封裝的光模塊,，技術(shù)指標(biāo)基本可以滿(mǎn)足PRX30的要求。三菱,、NEC,、Superxon等也已經(jīng)可以提供符合IEEE802.3av標(biāo)準(zhǔn)的10G-EPON對(duì)稱(chēng)光模塊，但光功率指標(biāo)仍待提高,。
芯片廠(chǎng)商也不遺余力地開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新10G-EPON技術(shù),。目前PMC-Sierra、Teknovus（現(xiàn)已被Broadcom收購(gòu)）,、Opulan公司均已推出成熟的基于FPGA的非對(duì)稱(chēng)和對(duì)稱(chēng)10G-EPON解決方案,。Cortina公司于2009年下半年推出了基于FPGA的非對(duì)稱(chēng)10G-EPON解決方案,。10G-EPON芯片的互通性已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，預(yù)計(jì)2010年年底將有2款ONU側(cè)ASIC出現(xiàn),，并支持對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)兩種模式,，到2011年年初，將有至少2款OLT側(cè)ASIC芯片,?？紤]到10G-EPON初期的主要應(yīng)用場(chǎng)景為FTTB/N，一些芯片廠(chǎng)商還對(duì)10G-EPON ONU側(cè)芯片進(jìn)行了優(yōu)化,，以適應(yīng)MDU對(duì)QoS等方面的要求,。
目前，國(guó)內(nèi)的中興,、華為,、烽火、上海貝爾等設(shè)備廠(chǎng)商也在積極地開(kāi)發(fā)10G-EPON產(chǎn)品,，目前均已發(fā)布了相關(guān)產(chǎn)品,。中興、華為已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外開(kāi)通了數(shù)十個(gè)試驗(yàn)局,，演示了1∶128分光比,、Triple-Play業(yè)務(wù)、與EPON的共存等典型應(yīng)用,。日本的NEC,、住友等設(shè)備廠(chǎng)商也研發(fā)出了各自的10G-EPON設(shè)備。
國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商對(duì)10G-EPON高度關(guān)注,，NTT,、KT、中國(guó)電信等運(yùn)營(yíng)商積極參與10G-EPON標(biāo)準(zhǔn)的制訂,，并密切跟蹤技術(shù)進(jìn)展,，均進(jìn)行了一系列的評(píng)估測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。中國(guó)電信也對(duì)10G-EPON系統(tǒng)的核心問(wèn)題進(jìn)行了比較詳細(xì)的規(guī)定,，解決了PON口下行數(shù)據(jù)安全性、MPCP發(fā)現(xiàn)協(xié)議一致性,、設(shè)備架構(gòu)和能力等關(guān)鍵問(wèn)題,。歐美的廣電運(yùn)營(yíng)商非常關(guān)注10G-EPON技術(shù)，認(rèn)為10G-EPON是Cable網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造的最佳技術(shù),。例如,，時(shí)代華納早于2009年7月即進(jìn)行了評(píng)估測(cè)試并給出了積極的評(píng)價(jià)。隨著10G-EPON的快速推進(jìn),，Verizon,、FT,、AT&T等運(yùn)營(yíng)商也組織了一系列的評(píng)估測(cè)試，探討利用10G-EPON解決基于GPON進(jìn)行FTTH建設(shè)的入戶(hù)困難,、成本高等問(wèn)題,。
總之，10G-EPON的高帶寬,、平滑演進(jìn),、技術(shù)相對(duì)比較成熟等優(yōu)點(diǎn)使其得到了產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注和廣泛支持。目前的技術(shù)進(jìn)展非常迅速,，產(chǎn)業(yè)鏈也已基本成熟,，具備了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的條件。預(yù)計(jì)到2011年年中,，EPON的光模塊,、芯片和設(shè)備將更加成熟，具備規(guī)模商用的條件,?？紤]到對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)和非對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)的主要差別在光模塊，盡管規(guī)模商用后（如大于10萬(wàn)臺(tái)ONU）,，對(duì)稱(chēng)光模塊的價(jià)格仍將比非對(duì)稱(chēng)光模塊的價(jià)格高30％～50％（價(jià)格差20～30美元）,，但考慮到對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)在上行能力上的優(yōu)勢(shì)和10G-EPON初期主要應(yīng)用于FTTB/N場(chǎng)景，用戶(hù)對(duì)光模塊成本相對(duì)不敏感,，所以對(duì)稱(chēng)10G-EPON系統(tǒng)將成為主流,。
4. XG-PON 1技術(shù)特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展
按照目前FSAN制訂的XG-PON1標(biāo)準(zhǔn)草案，XG-PON1主要特征如下,。
（1）定義了全新的速率體系和物理層規(guī)范
XG-PON1采用了XG-PON1系統(tǒng)的下行線(xiàn)路速率為9.953 28 Gbit/s ,，上行線(xiàn)路速率為2.488 32 Gbit/s，線(xiàn)路編碼為NRZ碼,。G.987規(guī)定了3種光功率預(yù)算的規(guī)格,，以滿(mǎn)足不同場(chǎng)景的應(yīng)用需求。這3種規(guī)格的指標(biāo)見(jiàn)表2（根據(jù)最新的會(huì)議討論結(jié)果,，G.987.2還將增加最大損耗為35 dB的等級(jí)）,。
另外，與10G-EPON上下行采用相同的FEC編碼不同,，XG-PON1在下行方向上采用了RS(248,，216，32)的強(qiáng)FEC（強(qiáng)制實(shí)現(xiàn),，強(qiáng)制使用）,，上行方向采用RS(248，232,，16)的弱FEC（強(qiáng)制實(shí)現(xiàn),，可選使用）。
（2）盡可能繼承GPON系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范,，如傳輸匯聚（TC）子層,、OMCI機(jī)制、DBA機(jī)制及加密機(jī)制等
XG-PON1仍然采用周期為125 μs的TC幀（稱(chēng)為XGTC）GEM封裝協(xié)議,，并在TC幀中實(shí)現(xiàn)嵌入式的控制和管理功能,。XG-PON1還原則上繼承GPON的基于OMCI協(xié)議實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)ONU的控制與管理功能。FSAN正在制訂新的OMCI標(biāo)準(zhǔn)G.988,，將GPON,、XG-PON1甚至EPON的ONU遠(yuǎn)程管理統(tǒng)一到這個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)中來(lái)。XG-PON1也采用了GPON的加密和DBA機(jī)制,，從而降低實(shí)現(xiàn)難度,。
（3）采用了與10G-EPON類(lèi)似的波長(zhǎng)規(guī)劃，并以WDM的方式實(shí)現(xiàn)與GPON的共存
為了避免系統(tǒng)升級(jí)過(guò)程中對(duì)現(xiàn)有用戶(hù)的業(yè)務(wù)造成影響,，XG-PON1系統(tǒng)規(guī)定了下行方向采用1 577 nm的波長(zhǎng)（1 575～1 580 nm）,，因此，以WDM方式實(shí)現(xiàn)與GPON下行信號(hào)的共存,。XG-PON1的上行中心波長(zhǎng)為1 270 nm （1 260～1 280 nm）,，與10G-EPON系統(tǒng)與EPON系統(tǒng)上行波長(zhǎng)上存在一定的重疊的情況不同，XG-PON1在上行方向上與GPON系統(tǒng)（其上行波長(zhǎng)范圍為1 290～1 330 nm）不存在重疊,，因此采用WDM的方式實(shí)現(xiàn)共存,，而不采用10G-EPON雙速接收機(jī)的方式。具體原理如圖2所示,。
在產(chǎn)業(yè)鏈方面,，XG-PON1也受到了GPON陣營(yíng)的運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備廠(chǎng)商,、芯片廠(chǎng)商的廣泛支持,。但由于標(biāo)準(zhǔn)尚未完全定稿，目前尚未有成熟的光模塊和芯片解決方案,。華為,、阿朗、愛(ài)立信等設(shè)備廠(chǎng)商均已研發(fā)出或者即將研發(fā)出 XG-PON1樣機(jī)（基于廠(chǎng)商私有規(guī)范和自研FPGA）,。PMC,、Broadlight等GPON芯片供應(yīng)商均有自己的XG-PON1芯片研發(fā)路標(biāo)，2011年將有基于FPGA的TC層芯片解決方案出現(xiàn),。
運(yùn)營(yíng)商對(duì)下一代GPON技術(shù)的關(guān)注也持續(xù)升溫,。AT&T、Verizon,、法國(guó)電信,、Telefonica等運(yùn)營(yíng)商都積極參加了XG-PON1的標(biāo)準(zhǔn)化工作，并在2009年開(kāi)展了較多的10G-GPON的評(píng)估測(cè)試,。中國(guó)電信,、中國(guó)移動(dòng)等國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商和工業(yè)和信息化部電信研究院也積極參加了XG-PON1的標(biāo)準(zhǔn)化工作，在IPv6,、基于邏輯標(biāo)識(shí)的ONU認(rèn)證,、OMCI等方面提出了一系列建議并被采納。
XG-PON2的目標(biāo)為10 Gbit/s對(duì)稱(chēng)的PON系統(tǒng),，從FSAN目前的規(guī)劃來(lái)看,，尚無(wú)明確的時(shí)間表。
5. 10G-EPON和XG-PON1的比較
從10G-EPON和NG-PON技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀來(lái)看,，下一代PON技術(shù)仍然分為兩個(gè)陣營(yíng),，無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一和融合。目前幾種主流下一代PON技術(shù)的比較見(jiàn)表3,。
無(wú)論是10G-EPON還是XG-PON1,，都具有明顯的帶寬優(yōu)勢(shì)，可以滿(mǎn)足未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)高帶寬業(yè)務(wù)發(fā)展的需求,。但從經(jīng)濟(jì)性來(lái)講,，由于光模塊和芯片技術(shù)難度高，短期內(nèi)難以達(dá)到規(guī)模效應(yīng),，所以在2～3年內(nèi)10G-EPON和XG-PON1的成本都將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的EPON和GPON（10G-EPON和XG-PON1分為EPON 和GPON的4～6倍,，芯片分別為EPON和GPON的2倍）。如何選擇合適的應(yīng)用模式是關(guān)系到下一代PON技術(shù)和市場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。
7. 下一代PON技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)
下一代PON技術(shù)使得系統(tǒng)的接口速率提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)OLT和ONU的系統(tǒng)架構(gòu)提出了新的要求,。對(duì)于OLT來(lái)講,，背板總線(xiàn)帶寬必須從目前的10 Gbit/s提升到20 Gbit/s，甚至40 Gbit/s,，總線(xiàn)架構(gòu)也需要進(jìn)一步優(yōu)化,。一段時(shí)間內(nèi)，OLT將以N×10GE總線(xiàn)為主,，未來(lái)將采用40GE等更高速總線(xiàn),。從技術(shù)上看，OLT各接口板到主交換板之間全部采用40GE的總線(xiàn)連接難度很大,。另外,，OLT設(shè)備的交換能力要達(dá)到500 Gbit/s以上（10 Gbit/s×4PON口×12槽位）。在FTTB/C/N場(chǎng)景下,，每個(gè)PON口帶的用戶(hù)數(shù)一般超過(guò)256個(gè),，甚至1 000個(gè)，考慮到每個(gè)用戶(hù)的終端數(shù)量也在增長(zhǎng)，所以對(duì)OLT設(shè)備的MAC地址容量要求也相應(yīng)提高,，需要支持256 K甚至更高,。由OLT的主控板進(jìn)行大用戶(hù)數(shù)（>1萬(wàn)）集中的業(yè)務(wù)管理和控制，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度很大,，采用分布式的業(yè)務(wù)控制和管理成為必然。下一代PON系統(tǒng)也對(duì)OLT和ONU的緩存能力,、靈活QinQ能力,、ACL條目。
在EPON和GPON技術(shù)逐步成熟并規(guī)模商用的基礎(chǔ)上,，產(chǎn)業(yè)界開(kāi)始考慮下一代PON技術(shù),，以進(jìn)一步提高光接入網(wǎng)的能力。下一代PON技術(shù)主要包括10G-EPON和NG-PON1,。目前10G-EPON技術(shù)進(jìn)展非常迅速,，產(chǎn)業(yè)鏈也已經(jīng)基本成熟，并在現(xiàn)網(wǎng)中得到了試驗(yàn),，預(yù)計(jì)到2011年年中,，10G-EPON將具備規(guī)模商用的條件。XG-PON1的標(biāo)準(zhǔn)受到了GPON陣營(yíng)運(yùn)營(yíng)商,、設(shè)備廠(chǎng)商,、芯片廠(chǎng)商的廣泛支持，但標(biāo)準(zhǔn)尚未完全定稿,，尚未有成熟的光模塊和芯片解決方案,。
從技術(shù)能力和成本上來(lái)看，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)下一代PON技術(shù)將主要適用于FTTB/C/N場(chǎng)景,。下一代PON技術(shù)對(duì)OLT系統(tǒng)架構(gòu)提出了一系列新的挑戰(zhàn),，包括總線(xiàn)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)控制和管理,、交換能力等方面,。