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TWDM-PON:引领光纤进入全新波分时代(1)


基于时分和波分复用(以下简称TWDM-PON)将是通信行业在NG-PON2即下一代光纤接入的技术选择。TWDM-PON技术将帮助网络运营商实现开源节流。

从提升带宽到创造价值:光纤正在进行角色转换

目前运营商主要通过GPON技术实现将光纤网络向用户侧的延伸。GPON技术可以充分满足未来几年驻地用户对于带宽的要求。但从未来业务和市场角度考虑,运营商必须及时找到合适的技术来实现对GPON在传输带宽上的超越,从而发挥光纤网络的极致能力,获得收益的最大化。

许多运营商希望拥有一张灵活弹性的网络,可以支持很多可盈利业务,有效地利用已有资产,并降低大规模部署极速宽带时的成本。

TWDM技术正是为达成以上几个目标而出现。最近全业务接入组织FSAN和国际通信联盟ITU正在完成对TWDM的标准化,这将帮助运营商未来实现对现有GPON网络平滑高效的演进发展。

光纤演进路标

FSAN和ITU将光纤网络未来演进定义为两个阶段:NG-PON1(中期)和NG-PON2(长期)。NG-PON1是基于XG-PON1的技术实现,可提供10Gbps下行速率和2.5Gbps上行速率。然而当XG-PON1可实际商用投入市场后却遇到一定的阻碍,在中短期时间内市场对于10Gbps速率的接入业务需求并不明显。随着更新技术的出现,市场也逐步将注意力转移到了NG-PON2。

对于NG-PON2的发展,FSAN做了几个评估方案,认为可能会出现以下三个主要竞争技术:

● TDM演进方案在概念上是与当前的PON系统非常接近的,采用了更高速率的光电子,可以为用户提供非常高效的共享带宽。但该技术方案需要每个ONT(光终端)在40Gbps的线速下运作,该速率已远超市场对终端个人用户需求的预测。基于高成本、色散问题无法解决等难题角度考虑,FSAN组织已经放弃了TDM-PON技术。

● 密波分复用PON(DWDM-PON)技术支持在一根光纤上传送很多波长,它可以为每个PON用户提供一根独享的1Gbps对称速率的波长(未来可实现10Gbps)。但最终由于该技术成本高,无法实现用户间的带宽共享,运维复杂(每个用户都需终结和管理一根波长)等问题,FSAN并不倾向于这种技术选择。但是DWDM-PON技术在小范围领域仍然存在价值,比如在GPON方案中叠加一根DWDM波长用于支持类似移动前传。在ITU标准的附录中描述了该特殊应用,被称为点到点WDM。

● 基于时分和波分复用的PON(TWDM-PON)技术在每根光纤提供四根或更多波长,每根波长可提供2.5Gbps或10Gbps对称或非对称速率的传输能力。在2012年,FSAN将TWDM-PON技术定为NG-PON2架构实施的方案选择。

● TWDM-PON:正确的演进路线 每个NG-PON2候选技术都会带来相比现有GPON技术更高的数据传输能力或灵活性。但是这些改进也会带来额外的成本。我们必须清楚的鉴别出这些新技术在性能上的提升是否能与其所带来的价值相匹配,哪种技术在未来创造价值的成本最低。

DWDM-PON技术虽然增加的容量有限,但如果每个波长在单根光纤上独立,并在不同光纤器件上终结,则其所能提供的灵活性最大。但是这种灵活性会造成更大的中心机房,额外的光分配网络,运维更为复杂、更大的室外设备等,这些将导致两倍于目前GPON的设备投资成本,同时运维成本也会提高很多。在一个集成的多波长光模块终结所有波长则会降低这些成本,但同时会损失灵活性,因此很难实现DWDM技术所能带来的优势。

与此截然相反的是,TWDM技术既可以实现更高带宽(总带宽最高40Gbps,每用户最高可实现10Gbps),同时也提供最理想化的灵活性,用于每用户带宽的调整,光纤的管理,业务的融合和资源的共享等。这些改进使TWDM在设备资产投入(CAPEX)方面相比DWDM下降30%,同时维护复杂度也大大降低。由此可见,TWDM技术结合了TDM和DWDM两种系统的优势,是NG-PON2最理想的选择。

将灵活性转为收入增长

TWDM-PON所带来的带宽和灵活性的提升,将为整个光纤网络打开一个全新领域,比如:

TWDM能够支持、管理或演进至合适的带宽以支持各种不同的业务,比如,支持商业接入对称的高带宽,支持移动回程的非对称高带宽等。同时它也能支持在同一架构下各种业务和用户的融合。这些能力将帮助运营商降低CAPEX,并创造更多收入。 TWDM-PON所提供的灵活性支持在同一根光纤上叠加多种业务和用户组。比如,一个运营商可以通过使用特定的波长来隔绝其不同商业区域的业务,从而简化其运维工作,如图1所示。 TWDM-PON技术能够加快带宽提速的进程。运营商目前正在进行光纤节点下移的建设,部署更多的微小节点以便以最有效的成本覆盖更多用户。这些部署将会产生巨大的回程需求,这种需求会随着微小节点的全部铺开而迎来高峰。 TWDM-PON能够帮助运营商提供用户体验的灵活性。用户可以将未使用的公共部分带宽能力共享出来。比如,运营商为所有用户承诺保证1Gbps带宽接入,当使用TWDM-PON技术时,运营商可以将用户带宽临时提升至最高10Gbps,从而帮助用户更快的下载高清电影或把备份数据更快上传至云端。通过TWDM技术,不同的波长可以分配给不同的运营商。这种灵活性将促进运营商在某些共性的架构上联合投资,鼓励他们一起承担成本和风险。

通过TWDM-PON技术,不同的波长可以分配给不同的业务

通过TWDM-PON技术,不同的波长可以分配给不同的业务




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