OFweek光通訊網(wǎng)，PON技術憑借其點到多點的網(wǎng)絡架構及無源ODN的特征，已成為FTTx領域最受運營商青睞的解決方案。隨著PON的規(guī)模應用和全業(yè)務運營的快速發(fā)展，運營商對PON系統(tǒng)在帶寬需求、業(yè)務支撐能力、接入節(jié)點設備和配套設備性能等方面都提出了更高的期望。PON系統(tǒng)面向未來的演進方向和演進方式成為了業(yè)界矚目的焦點。

　　標準演進路線

　　基本原則：從網(wǎng)絡運營的角度來看，“超寬帶，可共存”應是PON演進的基本原則。首先，以增加營業(yè)收入為目的拓展新業(yè)務是所有運營商的戰(zhàn)略目標，此舉勢必引發(fā)帶寬消耗的強勁增長。在可見的未來，新的商業(yè)模式將進一步推動帶寬需求的增長。其次，PON系統(tǒng)整體投資巨大，回報周期長，且ODN投資和終端投資是整個網(wǎng)絡投資中的關鍵部分(在Greenfield的FTTH建設中，ODN的投資占總投資的70%，終端投資占總投資的25%)；因此，盡可能保護ODN的投資，最大化用戶終端價值，對加速運營商贏利來說，意義非凡。

　　演進路線：在完成GPON的標準化工作之后，F(xiàn)SAN/ITU-T以“低成本，高容量，廣覆蓋，全業(yè)務，高互通”為第一步演進目標，迅速推進下一代PON技術標準的研究和制定。同時，F(xiàn)SAN/ITU-T也提出，更長期演進時，在不考慮與舊有系統(tǒng)共存的前提下，以全新場景為牽引，可考慮選擇除TDM PON以外的可用技術。

　　因此，依據(jù)當前的現(xiàn)實需求與技術成熟度的判斷，F(xiàn)SAN定義NG-PON的演進如圖1。由圖1可知，NG-PON的演進規(guī)劃可為兩個階段：NG-PON1和NG-PON2。NG-PON1屬于PON的中期演進，著眼于研究兼顧現(xiàn)有GPON ODN敷設的下一代標準；而NG-PON2則被視為PON系統(tǒng)遠期發(fā)展的解決方案，它可以建立在全新的光纖分配網(wǎng)絡之上，不受限于GPON標準而獨立應用。

　　近期目標——NG-PON1

　　業(yè)界對NG-PON1的基本需求是要提供比GPON更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。同時，考慮到高昂的ODN成本以及耗費在其中的大量時間，運營商希望在最大程度上保護其已布放的光纖系統(tǒng)。因而，在構思和設計從GPON到NG-PON1的演進時，F(xiàn)SAN/ITU-T選擇了可兼容現(xiàn)有GPON光纖設施的方式以保障其GPON時期的資本投入。

　　XG-PON1的ODN完全沿襲了GPON的網(wǎng)絡拓撲，可以重利用現(xiàn)有GPON網(wǎng)絡已部署的光纖、分路器等，同時只需在OLT側增加支持10G的接口板，這樣僅替換ONU即可完成平滑演進，以達到共享ODN的目的。XG-PON1繼承了GPON的基本處理機制，更全面的支撐和完善全業(yè)務運營、提升現(xiàn)有GPON系統(tǒng)的性能并在功能實現(xiàn)上進行了有效簡化。但XG-PON1也存在一些劣勢：過于復雜的XGTC層設計導致芯片結構復雜；過度的帶寬不對稱；L波段10G光模塊成本偏高。

　　目前，XG-PON1主體技術標準系列已完成，F(xiàn)SAN/ITU-T的下一步工作計劃是對G.987.3進行增補，增加10G/10G和2.5G/2.5G兩種對稱速率。

　　組網(wǎng)、共存和演進：XG-PON1最大程度上繼承了現(xiàn)有的GPON標準，并在一些細節(jié)上做了改良和提升，繼承了與GPON同樣的點到多點網(wǎng)絡拓撲，可應用于FTTH，F(xiàn)TTB/C，F(xiàn)TTCab等多種接入場景。

　　XG-PON1考慮了對運營商ODN投資的保護，即XG-PON1與GPON在同一個ODN上共存。根據(jù)XG-PON1的物理層標準，XG-PON1\的上/下行波長規(guī)劃不同于GPON，因此可以通過波分復用的方式(通過在局端放置WDM1r器件，在上/下行方向分別對多個工作信號進行合波/分波，由于目前ONU已使用收窄波段的光模塊，因此無需增加WBF器件)實現(xiàn)XG-PON1和GPON的兼容。

　　運營商普遍關心的是Brown Field場景，即基于共存的演進，主要指已部署的GPON系統(tǒng)由于新業(yè)務驅(qū)動壓力而需要現(xiàn)網(wǎng)升級。升級時，運營商可選擇將用戶設備逐批次升級或一次性升級為XG-PON1?；赪DM堆疊的共存是目前最標準的共存方式，為實現(xiàn)從GPON到XG-PON1的升級，所有ONU以及OLT必須嚴格實現(xiàn)ITU-T G.984.5amd1(擴展波段)中所規(guī)范的波長計劃，從而達到通過波長堆疊的方式完成GPON和XG-PON1在同一ODN上的共存。圖2描述了在基于共存的演進過渡期時GPON和XG-PON1通過波分設備的共存網(wǎng)絡示意圖。

　　物理層規(guī)范：XG-PON1的物理層技術標準于2009年10月定稿并在ITU獲得通過，并于2010年1月在ITU正式發(fā)布。相比于GPON，XG-PON1的物理層規(guī)格有較大變化。

　　傳輸匯聚層規(guī)格：FSAN/ITU-T定義的XG-PON1的TC層盡可能沿用GPON TC層的基本處理機制，并針對XG-PON1特性進行必要的改良和完善。TC層的三大關鍵技術點，即成幀格式、DBA以及激活流程，都依據(jù)現(xiàn)有GPON框架展開討論。其中，為適配XG-PON1的速率，以及方便芯片實現(xiàn)和提升處理效率，XG-PON1對幀結構做了較多改動，維持125us周期不變但重新定義了幀頭，加入了PON-ID，并更改了幀同步的加擾方式；DBA主要結構相同，相關配合參數(shù)做了簡化；激活機制刪除了功率調(diào)節(jié)機制及相關消息交互過程，其余則完全與GPON一致。

　　管理和配置：從管理項及其配置來看，XG-PON1與GPON幾乎沒有區(qū)分，但把其中與具體PON技術特征相關的描述都去掉，使其抽象化，從而達到普遍化目的。

　　XG-PON1系統(tǒng)的終端管理也全面保留了GPON時期的特色：在FTTH場景時，XG-PON1默認對ONU采用全OMCI進行實時管理；在FTTB/C等場景時，XG-PON1采用OMCI結合其他管理協(xié)議對ONU進行管理，即“雙管理”。雙管理的基本思路是首先利用OMCI打通其他管理協(xié)議通信所需的2層通道，此后以OMCI層面的虛擬端口作為分界點，在PON線路上對其他管理協(xié)議報文進行透傳。其典型應用為OMCI+SNMP。

　　10G GPON成本決定規(guī)模商用時間點：可規(guī)模商用的ASIC芯片以及光模塊產(chǎn)品的開發(fā)是10G GPON產(chǎn)品的最核心部分。目前業(yè)界已經(jīng)有包括FiberHome在內(nèi)的主流廠商能夠提供10G GPON成品，并且在核心器件：芯片和光模塊上，F(xiàn)iberHome實現(xiàn)了獨立自主研發(fā)。由于當前芯片方案還處于高成本的FPGA階段，直接導致10G GPON成本高昂，因此離真正規(guī)模商用還存在一定差距。

　　對于ONU產(chǎn)品，光模塊和PON芯片占超過60%的成本，而當前10G GPON的光模塊和PON芯片成本是GPON的10倍以上，成本能否大幅度降低決定了整個ONU產(chǎn)品規(guī)模商用的時間。

　　對于MDU產(chǎn)品而言，設備的光模塊和PON芯片僅占25%左右的成本，同時由于FTTB/C單設備服務于多用戶，通常大于24線，因此每戶分攤的設備成本相對較低，光器件和PON芯片成本只要下降到當前GPON的2～3倍即可接受。

　　遠期規(guī)劃——NG-PON2

　　在NG-PON2時代，由于考慮的是長期演進，有更多的技術選擇。其中，高速TDM PON(40G)、WDM PON、OFDMA等都進行過專門討論。下面將對各種可能的NG-PON2技術進行闡述。

　　P2P WDM：典型WDM-PON(波分復用PON)采用樹形ODN。其ODN采用波分復用/解復用器。典型情況下，該MUX/DEMUX采用AWG。每用戶完全獨享一個波長上的帶寬資源。WDM PON系統(tǒng)，由于AWG各個端口具有波長依賴性，每個終端用戶設備中的有色光模塊將發(fā)射由AWG的端口決定的特定波長的光信號。由于產(chǎn)業(yè)鏈不成熟、技術復雜、成本過高以及業(yè)務驅(qū)動力不足等原因，在未來3～5年，WDM PON在FTTH場景中規(guī)模部署的可能性較低，但在一些有大帶寬需求、成本相對不敏感的FTTB/C場景中，可能存在一定機會。

　　TWDM PON：TWDM PON是NG-PON2的候選技術之一，多個XG-PON1通過波分復用共用一個ODN，互不干擾。每個XG-PON1子網(wǎng)的ONU工作波長互不相同，為降低成本，ONU側光模塊采用可調(diào)激光器。TWDM PON原理簡單，技術難度適中，是一種較理想的候選技術。

　　綜上所述，NG-PON2成為近期PON系統(tǒng)和技術的研究重點，由于需求、器件、成本的原因，NG-PON2短期內(nèi)還難以實用化。但NG-PON2是PON技術的集大成者，是PON演進過程中的重要里程碑。