面向全业务的光接入网架构与技术

1. 面向全业务的光接入网架构与技术 烽火通信科技股份有限公司 宽带产品部 熊伟成 2009年10月

2. 内容摘要 1 全业务运营下，光接入网的机遇与挑战 2 面向全业务的光接入网架构 3 新一代光接入技术发展概况

3. 话音业务拥有最为广泛的用户基础 • 软交换、IMS等IP化技术发展迅速 • 话音业务与宽带、视频互动业务的融合 • 海量信息共享和互通娱乐平台 • 缤纷的门户网站、高速下载、VOD、网络游戏 • 家庭宽带用户的迅速普及 • IPTV、HDTV等新视频业务丰富用户的消费选择 • 广电传统电视业务和双向互动电视的并行发展 • 个人、企业互动视频业务需求 全业务运营时代到来 话音通信 持续发展 互联网 无所不能 视频业务需求旺盛

4. 全业务运营促成光纤接入发展机遇 城域光纤 FTTN 光纤到节点 FTTC 光纤到路边 FTTB 光纤到大楼 FTTH 光纤到户 MDU ONU FTTC＋xDSL 双绞线 MSTP/ PTN 铜线接入用户“光进铜退”改造，覆盖200户用户，提供1M～20M带宽 MDU ONU FTTC＋LAN MSTP/ PTN 五类线 MSTP/ PTN 新建多用户分摊，覆盖16～24户用户，提供1M～100M带宽 SFU ONU 基站接入 FTTH 光纤到户，一户独享光纤，提供带宽可达1G

5. 全业务转型后国内运营商FTTX部署 建设模式 市场部署 技术选择 新建小区宽带接入、旧小区宽带改造、农村宽带覆盖、视频监控，全国规模超过1000万线。 PON+LAN/ DSL为主, FTTB/ FTTN为主，FTTH为辅。 规模部署EPON，现网商用工程全部采用EPON技术。推进GPON试商用，关注GPON产业链发展。 新电信 PON+LAN为主，大力发展FTTB。 主要针对新建小区和旧小区宽带改造，北方省市应用规模激增，全国规模超过600万线。 现网商用工程全部采用EPON技术，同时积极组织GPON试商用，关注GPON产业链发展。 新联通 部分省份开始尝试新建小区、商企客户、营业厅的试点应用，处于规模部署前的探索阶段。 关注GPON、10G EPON产业链发展，当前网络部署以GPON为主、EPON为辅。 尚未定型。 新移动 重组之后国内运营商竞争更加激烈，运营商之间的竞争将从单产品竞争变为全业务提供能力的竞争，运营模式的转变加大刺激了FTTX市场。

6. 全业务运营对光纤接入提出新挑战 多业务融合承载 • 有线电视网和宽带数据网络、语音网络的融合 • 业务融合的重点：全网端到端QoS策略、QoS动态调整 • 终端融合、管理融合 更大带宽、更长距离 • FTTC、FTTB的线路速率还有较大提升需求 • 大规模FTTH部署，局端容量和上联带宽瓶颈 • 光线路环境与光功率预算 管理运维 • 管理对象、管理内容、管理容量 • 节点设备和光线路维护 • 智能化开通

7. 内容摘要 1 全业务运营下，光接入网的机遇与挑战 2 面向全业务运营的光接入网架构 3 新一代光接入技术发展概况

8. 全业务网络架构 ... 业务1 业务2 业务3 业务n 业务提供 内容监控系统 网络安全 管理系统 业务运营系统 业务支撑 业务运营 运营支撑系统 业务分发 业务分发 节点设备 管理系统 业务承载 业务接入 业务承载 业务管理

9. 1 1 1 2 2 2 3 3 3 PON网络结构1——TDM PON 1550nm 1550nm CATV ONU OLT Internet 1 2 3 ONU EPON IPTV or Splitter NGN/IMS GPON ONU ONU 1 OLT Internet 1 2 3 2 ONU EPON IPTV or Splitter NGN/IMS GPON 3 ONU

10. AAMG AAMG PON网络结构2——WDM PON ONU OLT Internet ONU IPTV WDM PON NGN/IMS ONU ONU OLT Internet ONU IPTV WDM PON NGN/IMS ONU

11. 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 AAMG AAMG PON网络结构3——WDM-TDM PON ONU OLT Internet ONU IPTV WDM PON Splitter NGN/IMS ONU ONU 1 OLT Internet 2 ONU IPTV WDM PON Splitter 3 NGN/IMS ONU

12. 面向全业务的光接入网架构的需求 光接收机 EoC CATV OLT EPON ONU Internet ? IPTV Splitter ? GPON ONU NGN/IMS ? 10GEPON ONU 3G/LTE ? … ISP P2P ONU … … • 面向全业务的光接入网架构的需求 • 对非数据类业务的承载和管理，不同业务QoS的差异化 • 运维管理的高要求，包括节点设备和ODN，方案与成本 • 技术选择，技术的演进能力和兼容性

13. 面向全业务的TDM PON架构 1550nm CATV OLT EPON ONU Internet EPON Splitter GPON ONU IPTV GPON NGN/IMS 10GEPON ONU 10G EPON 3G/LTE P2P ONU P2P ISP … • TDM PON网络架构的优势 • 保持现有ODN，减少OSP投资。 • 在单波道上延续速率提升，向10Gbps演进 • 局端已实现EPON、GPON、10G EPON线卡混插。

14. AAMG WDM 面向全业务的WDM-TDM PON架构 光接收机 λu1 EoC λd0 CATV λu2 λd0,λd1... λdn OLT λd0 EPON ONU Internet EPON λd2 IPTV GPON λu3 GPON ONU WDM λd3 NGN/IMS Splitter 10GEPON λd4 λu1... λun 3G/LTE λu4 10GEPON ONU P2P … ISP λu5 … P2P ONU OTDR λdt … • WDM-TDM PON网络架构的优势 • 通过不同波长来独立承载不同用户和不同业务，本质提升带宽、QoS、安全性等。 • 在专用波段里引入OTDR实现光线路检测功能，结合设备EMS提升网络管理运维能力。 • 基于WDM的开放式架构，可以承载包括各种TDM PON和P2P技术。

15. AAMG WDM1 面向全业务的FTTX解决方案 OSS/BSS 运维管理系统 Home FTTC+EOC 光发射机 光接收机 CATV 1310nm 混 合 器 CATV CNU PON 下行信号 ONU/CLT NGN/IMS WDM2 TV PC Phone Internet Splitter LAN/VoIP IPTV FTTB+LAN OLT PON 上行信号 OTDR信号 Building FTTH OTDR 光缆 ONU Home 同轴电缆 五类线

16. 内容摘要 1 全业务运营下，光接入网的机遇与挑战 2 面向全业务运营的光接入网架构 3 新一代光接入技术发展概况

17. 相同的网络结构 PON成熟引发光接入技术革新 光纤接入技术的分类

18. PON技术演进路线 发展高速率、长距、大分光比的WDM-TDM混合 PON网络 ，国家863项目 WDM-TDM PON 10 10Gb/s EPON 10Gb/s GPON NGA2:不考虑当前GPON和ODN网络兼容，发展高速率、长距、大分光比的WDM-TDM混合 PON网络 NGA1:借鉴10G EPON技术成果,考虑当前GPON和ODN网络兼容，在上行速率、技术工艺方面根据GPON的规划要求进行重新定义 秉承一致的协议和管理方式，多种速率可以完全兼容并实现平滑升级 Line Rate（GB/s） GPON继承了BPON 众多技术特性，但不兼容BPON 基于16/32波道、单波道1.25/2.5G速率的WDM PON系统，未来兼容TDM PON 2.5Gb/s GPON 2.5Gb/s EPON WDM PON 2 1.25Gb/s EPON 1 622Mb/s BPON 0 2002 2004 2008 2010 2015

19. EPON演进方向——10G EPON • 下行 WDM • 上行 双速率,突发模式 • TDMA机制协调1G和10G ONU共存 • OLT根据预期接收到的速率将输入信号导引至合适的接收路径

20. PON技术指标对比

21. 10G EPON成熟度优势 • 较现有的EPON与GPON技术，具有更先进的带宽提供能力 • 802.3av继承802.3ah EPON标准，10G EPON充分考虑与现有EPON网络的兼容 • 沿续标准10G以太网的成熟产业链，现有光器件成熟 • 标准方向明确、进展迅速，产业供应链各环节响应迅速 • 已有4家芯片制造商正在进行10GEPON相关芯片的开发 • 已有3个系统设备制造商完成10G EPON样机开发 烽火10G EPON OLT • 19英寸14U，全前出线设计 • 核心交换容量500G，背板容量1000G • N×10GE上联接口 • 16个线卡槽位 • 支持主控和电源热主备 • EPON/GPON/10GEPON混插

22. GPON的后续演进NGA1、NGA2 • Gigabit PON，基于GEM的无 源光接入技术 • FSAN在2001年初提出,ITU和FSAN进行标准化，遵循ITU-T G.984系列标准； • 下行2.5G，上行1.25G • NGA1，兼容现有的GPON 下一代无源光网络接入技术 • 重点研究方向：提升速率，引入WDM技术；增加长距/大分光比； • XGPON1：下行10G，上行2.5G • XGPON2：上下行对称10G 2004 2011 2014 • NGA2，不考虑现有GPON网络兼容性与ODN兼容性，开放式研究GPON新一代技术 • 更高速率、更长距、更大分路比 • WDM PON与TDM PON相结合的混合PON网络 NGA2

23. WDM PON发展现状 WDM-PON技术，即波分复用无源光网络系统，具有最佳的带宽保障及多业务融合能力，被认为是下一代光接入网络的发展趋势。 以LG-Nortel公司、ETRI等为代表的企业界和学术界致力于开发与波长无关的“无色”ONU技术。目前已开发出点到点的采用“无色”ONU的WDM-PON产品，并在欧美和韩国实现了小规模商用。 烽火作为牵头单位承担了国家863课题“低成本的多波长以太网综合接入系统（λ-EMD）”，成为国内WDM-PON技术的领导者，并对TDM和WDM混合模式的PON 系统的关键技术（如局端和用户端无色光模块、无热AWG等）进行了较深入的探索。

24. 烽火WDM PON产品 WDM-PON ONU AN6004 • SFU类型ONU • 提供4×GE，2×POTS，1XCATV WDM-PON OLT AN6116 WDM-PON ONU AN6020 • T比特级交换容量，万兆上联接口 • 实现16/32波的下行传输 • 单波速率2.5G • MDU类型ONU，2U高度 • 提供96路VDSL2 /128路ADSL2＋/64路FE • 支持时钟功能

25. AAMG WDM1 基于“无色ONU”的WDM PON方案 CATV光发射机 1310nm CATV光接收机 1310nm EoC λd1... λdn TX1 WDM2 OA1 ... AMG1 λu1... λun 无色 光模块 TX16 RX Splitter RX1 ONU … AMG2 OA1 RX16 光缆 λu：upstream wavelength 同轴电缆 PON OLT λd：downstream wavelength

26. WDM PON的“无色”光源技术 Tunable Laser 可调激光器 Tunable Laser AWG AWG BLS BLS FP injection locking FP injection locking AWG 注入锁定 AWG Circulator BLS 波长重用 RSOA injection locking RSOA injection locking AWG AWG Circulator

27. WDM PON主要特点 • 主要优势 • 节约主干光纤资源，单纤32/40波，可扩展至80波 • 更长传输距离、更大传输容量 • 对速率、业务完全透明，无需任何封装协议，各波长独立工作 • 更具安全性，独立波长实现ONU的物理层隔离 • 更易维护，无OTDR光功率和盲区限制 • 当前存在的劣势 • 无统一国际标准，厂家各自开发差异化较大 • 成本高，产业链不成熟 • ODN和现有TDM PON不兼容

28. WDM-TDM PON的发展趋势 • WDM和TDM 混合模式的PON 结构具有容量大、高可靠、节约城域光纤资源等突出优势，在将来的接入网络改造和升级中将发挥巨大作用。 • 基于WDM技术的PON网络架构可以兼容现有1G/2.5G/10G EPON、GPON和P2P等多种光纤接入技术。 • 通过波长规划可以直接承载1310nm波长的CATV业务，实现“三网融合”；在线路中引入光链路监控信号，实现ODN网络的光链路检测功能。 • 可以构建一个具有更大接入容量、更高传输速率、面向全业务的全新光接入网。

29. 国内光接入市场展望 2009 2010 2011 2012 EPON 国内商用规模有望突破2000万，独领国内FTTX市场，并成为全球最大的EPON市场之一。 国内商用规模将达到4000万，占据国内85％以上的FTTX市场。开始探索向10G EPON演进。 国内商用规模将达到顶峰，将占据国内75％以上的FTTX市场。FTTB、FTTC向10G EPON演进。 FTTH建设进入高峰期，仍将占据国内70％以上的FTTX市场。FTTB、FTTC演进至10G EPON。 GPON 国内开始商用部署，企业规范、互通趋于完善。预计规模达到500万。 国内规模商用部署，预计规模达到1000万。 与EPON同时拥有稳定的国内FTTX市场，预计占据20％份额，进入FTTH建设高峰期，并开始探索向10G GPON演进。 产业链成熟，市场应用进入上升期，国内主流运营商完成试商用。 成为FTTB、FTTC的主要技术选择。 技术、产品成熟，试商用。 技术研究、产品开发、芯片级互通测试。 系统级互通、试验网、行业标准、企业规范制定。 10GEPON WDM PON 技术研究、产品开发。 具备商用水平，WDM-TDM PON成为TDM PON的演进方向之一。 技术、产品成熟，以WDM PON和WDM-TDM PON两种模式开始试商用。 完成样机、试验网。

30. 烽火通信科技股份有限公司 宽带产品部 熊伟成 2009年10月