字号:    

华为参与标准制定——揭密PON标准进展

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

  固网运营商积极提供整合语音、数据、视频的Triple-play业务,以应对激烈的市场竞争,减缓传统语音业务营收的持续下降。无源光网络(PON)技术因能提供全业务、高速率的光纤接入方案成为当前最有效的解决方案之一,而GPON和EPON则是当前最有代表性的PON技术。

  只有积极参与国际标准制定,充分表达符合中国实际的需求,才能最大限度的保障运营商FTTx网络的先进性,降低技术选择风险和网络部署及运维成本。FSAN、ITU和IEE标准组织是两大技术标准的主要制定和推动者,而国内目前仅华为一家同时参与了FSAN、ITU-T及IEEE的标准化工作。本文期望通过对FSAN、ITU-T和IEEE标准组织的最新情况的介绍,向大家共同分享当前PON技术的现状和下一代PON标准的相关进展,以期共同促进国内FTTx产业的发展。

  了解标准组织才能更好的了解PON标准

  GPON和EPON标准是由不同的标准组织制定的,目前参与GPON标准制定和推广的主要有FSAN和ITU-T SG15/Q2两个组织;而致力于EPON标准研究的则是IEEE。下面让我们一起来了解一下相关组织。

  FSAN——全业务接入联盟

  FSAN(Full Service Access Networks)成立于1995年,由BT、FT、AT&T、NTT、SBC、TI、Verizon、中国电信等全球主流运营商,以及华为、阿朗、爱立信等主流设备制造商在内50多名成员组成。其各工作组的输出直接提交给ITU-T,通过表决即可成为ITU-T标准。GPON的标准正是由FSAN发起推动制定,并提交SG15/Q2表决通过的。

  ITU-T SG15/Q2

  ITU-T是国际电信联盟电信标准化部门,成立于1993年,其前身是国际电报和电话咨询委员会。ITU-T SG15/Q2标准工作组负责光接入网标准的研究和制定,目前已经发布了BPON标准(G.983.x)、GPON标准(G.984.x)和基于G.984.x的GPON运营商公共技术规范CTS,并对GPON系统的实现做了明确的定义和约束。GPON标准由运营商推动和主导,在带宽、业务承载、管理和维护等方面考虑得更为深入和全面,充分体现了主流运营商在PON网络上进行业务部署和运维的实际需要。

  IEEE 802.3ah

  IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)美国电气电子工程师学会是美国规模最大的专业学会。IEEE 802.3ah工作组(又被称为第一英里以太网工作组),主要开展EPON的标准化工作,EPON标准IEEE 802.3ah已于2004年6月正式颁布。EFM小组制定EPON标准的基本原则是尽量在802.3(以太网接入标准)体系结构内进行标准化工作,因此协议比较简单。

  IEEE 802.3av

  IEEE标准组织在2006年3月成立了10G EPON物理层讨论小组,2006年9月正式命名为IEEE 802.3av工作组,以满足比EPON更高的带宽需求。其指导思想仍然是在降低10G EPON技术复杂度和牺牲指标的同时,保证其技术和相关模块的可实现性和经济性。

  GPON标准进展

  GPON是基于ITU-T G.984.x标准的宽带无源光接入技术,最早由FSAN组织于2002年9月提出;ITU-T在此基础上于2003年3月完成了描述总体特性的G.984.1以及ODN物理媒质相关子层的G.984.2标准;2004年2月和6月完成了规范传输汇聚子层的G.984.3以及运行管理通信接口的G984.4标准,从而最终形成了GPON的标准族。因其具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点,被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化、综合化改造的理想技术。

  运营商需求驱动的公共技术规范

  FSAN组织拥有广泛而强大的运营商群体,由其主导的GPON标准对业务运营有着更为充分的考虑。为了使标准更加贴近运营商的需求,在制定标准的同时,FSAN-OAN成立了专门的任务组CTS(Common technical Specification公共技术规范)负责研究各主流运营商对PON系统的公共需求,帮助设备商开发出能适合不同市场的低成本PON设备并提高系统的互通性能。

  CTS任务组在2006年2月完成工发布了CTS 3.0规范,规范描述了支持商业用户和驻地用户三重播放业务能力的GPON系统规范,涵盖了AT&T、BT、DT、FT、KT、NTT和TI等业界知名运营商对多种应用场景下的需求(如FTTH,FTTB,FTTC)。

  统一的互通测试

  GPON规模应用的前提是使成本降到可接受的范围,良好的互联互通性能是降低成本的关键。为了推动GPON的规模应用,FSAN专门成立互通任务组负责组织和推动业界各厂家GPON设备的互联互通。任务组自2006年1月至2007年5月共组织了4次GPON互通测试,测试效果良好,只是各个设备商对OMCI协议的理解上存在差异。

  在2007年9月份的韩国首尔举行的FSAN会议上,FSAN新成立了OMCI实现指导研究组,以结合后续的互通测试完成OMCI实现指导建议书的制定。通过全球多数运营商和设备商的推动,FSAN互通任务组的互通标准的制定和测试的稳步推进,GPON系统的大规模商用化近在咫尺。

  标准支撑的运维功能

  PON系统ODN覆盖范围远达20Km,所处环境非常复杂。因此,良好的ODN线路监测功能有助于降低运营商GPON大规模部署后的运维成本。然而,在PON ODN性能和故障的监测功能上,目前标准仍是空白。因而,专门研究PON系统线路监测技术的OLS(Optical Layer Supervision 光层监测)研究课题应运而生。

  2006年11月FSAN深圳会议上OLS被正式确定为新的研究课题,并开始PON光层检测技术的研究;2007年5月Lannion会议,其对应的ITU-T标准(G.Sup)也正式立项,并将于2008年2月完成G.sup标准初稿,通过ITU-T SG15/Q2表决后将正式成为GPON标准族中的一员。

  目前,OLS研究课题已经确定物理层检测参数和TC层监测参数及其信息交互通道,后续将对各监测参数的动态范围、精度等进行澄清,以成本和性能综合最优方式向运营商提供PON OLS方案。

  现实的升级考虑

  FSAN中的运营商成员早在2004年就开始了GPON的后续技术发展——下一代光接入网(NGA)技术。NGA任务组受到FSAN-OAN工作组中运营商和设备商成员的广泛关注,就各种PON技术共存的问题进行了讨论,以实现对已部署资源的充分利用。目前已经初步规划了新的波长方案并确定了基于GPON和下一代PON共存考虑的GPON ONT/ONU需要外置或集成的WBF(Wavelength Blocking Filter 带阻滤波器)的指标。

  2007年9月FSAN会议上制定了分两步(NGA1、NGA2)来研究NG-PON技术的计划。NGA1阶段主要研究与GPON共存的下一代光接入技术;NGA2阶段则主要研究独立的下一代光接入技术。2009年Q1前,主要工作是搜集NGA1、NGA2的需求,并定义NGA1规范说明书;2009年~2011年,协助ITU-T完成NGA1标准化工作,继续NGA2的研究。

  EPON标准进展

  EPON标准IEEE802.3ah于2004年正式发布。从技术上看,EPON标准以牺牲性能(如带宽、速度)来降低技术复杂度和实现难度。由于协议定过于义简单,不同的厂家尤其是芯片厂家对其理解容易出现差异,往往无法互通;由于技术门槛低,大量中小企业及非电信行业的电子企业纷纷涌现,给网络的稳定运行及企业的长期发展带来潜在风险。

  制造商主导的EPON标准

  目前EPON标准只规定了物理层和MAC层,MAC层以上的标准需要设备商自行开发,OAM方面的定义很少,因而EPON设备互通性能比较差。由于没有专门的标准组织进行EPON设备的互通测试,运营商只能自行组织互通对接并制定本运营商自己的补充标准,这将无可避免的增加系统部署成本。日本NTT和中国电信都在EPON的协议扩展和互通上做了大量的工作,花费了数年的时间以使设备功能满足实际部署的要求。

  EPON国际形势

  从应用来看,EPON在韩国和日本有相对较大规模的部署,中国正在尝试起步,其他地区的运营商对EPON持观望态度。中国、日本和韩国等地的EPON设备基本上也是由各自所在国的设备厂家来主导,技术不兼容致使无法进入对方市场。芯片厂家不得不为不同的运营商自定标准开发特定规范的EPON物理层芯片。这也是国内运营商在组织设备互通测试、设备选型过程中,没有看到日本厂家的身影的原因。

  更高带宽的10G EPON技术

  IEEE 802.3av工作组的目标是重新定义1Gbps上下行不对称网络架构和10Gbps上下行对称网络架构,且满足物理层误码率不大于10-12的点对多点的光接入技术。为了支持两种速率的接入,IEEE 802.3标准将会对10G EPON物理层进行全新定义,目前倾向采用1G/10G双速率接收方案,尽量避免MAC层以上各层的改动,协议栈会考虑1G与10G共存的情景。

  10G EPON仍是由制造商推动的标准,其指导思想仍是通过降低10G EPON技术复杂度和在牺牲指标的同时来保证其技术和相关模块的可实现性和经济。

  10G EPON标准进展

  IEEE 802.3av工作组有5个技术研讨小组,如图所示。其中FEC速率适配研讨小组已经达成一致;线路模型研讨小组也已确定了基本框架,并将于今年年底完成线路模型相关工作;共存研讨小组则正在讨论几种双模物理媒介相关电路结构;FEC帧结构研讨小组FEC码型的确定则须等待光功率预算小组的结果。

               图 IEEE 802.3av组织结构图

  备受关注的光功率预算组

  光功率预算技术研讨小组主要工作是根据不同的传输距离和分支比定义不同类型的功率预算。由于功率预算的制定会影响到10G EPON系统的其他技术点,如波段分配、信道编码的选用、光模块器件的选用,并与系统成本密切相关,所以功率预算是10G EPON工作组最为关心的议题。而波长规划和既有系统相关,因此备受运营商的关注。

  目前该工作组就10G EPON的上行波段和PR30的下行波段达成一致,上行波长规定为1260nm~1280nm的20nm的波带,今年9月会议上刚确定PR30光功率预算等级的下行方向的波长规划为1574nm~1580nm,但PR10和PR20下行白厂尚未确定。

  国内运营商和厂商的机会

  当前IEEE 802.3av主要参与的运营商只有KDDI和NTT两个。KDDI为了扭转与NTT的竞争劣势,全力投入10G EPON,是10G EPON的主要推动者;而NTT基于维护既得利益的需要,对10G EPON不是非常热心。

  由于NTT在现有EPON应用开通了仅有的一个试验局,且是工作组中仅有的两个运营商之一,所以PR10和PR20下行波长的选择难以确定,这就给国内运营商和厂商参与国际标准的机会。华为是目前唯一参加IEEE 802.3av标准工作组会议的国内企业,且是其中两个技术研讨小组的组长。通过提交有符合国内实际的需求,能够充分利用产业协作的力量降低有国内特色的PON技术的难度,同时能够有效降低部署和维护的成本。

  参与标准才能更好有效的利用标准

  高带宽需求和竞争需要驱使业界寻找更高带宽、适用性更好的下一代PON技术。基于GPON和EPON标准的成熟经验,FSAN联盟和IEEE 802.3av分别主导了下一代GPON和EPON标准。华为长期参与了FSAN联盟和IEEE 802.3av标准组织会议,并从中了解了大量海外运营商实际部署的技术要求,以及业界主流的技术要求,在PON领域积累了丰富了理论和实践经验。国内的厂商应积极参与下一代PON国际标准活动,增强自身技术沉淀的同时,更好的服务于社会,共同推动国内光接入技术的进步,进一步降低xPON的开发和部署成本。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

分类:工作志
?次阅读
 2008-05-15 09:30