中国电信上海公司：应用10G-EPON技术 打造超宽带接入网络

12/16/2015，2015年5月17日，中国电信上海公司联合上海中江地产和中兴通讯在上海浦东“国信世纪海景”小区推出全球首个基于对称型10G-EPON技术的FTTH千兆宽带示范点。千兆接入产品的上线，标志着超宽带接入网络解决方案已由研究试点逐步迈向了市场化，中国电信上海公司也由此成为首家提供FTTH千兆宽带接入的基础运营商，体现了宽带领域的国际领先地位，极大提升了行业竞争力。

融合业务需求持续增长，超宽带已是大势所趋
　　近年来，高清视频、大数据、云存储、物联网、可视通信、视频监控、互动游戏、远程医疗等高带宽融合型“互联网+”应用迅速发展，用户上下行带宽需求持续保持增长。作为业务承载通道，多样化的接入网部分是其中最为复杂也是速率和质量容易出现瓶颈的环节，宽带提速需求显著。

　　按照国务院2013年发布的“宽带中国”战略实施方案，2014-2020年间，要求50%的城市家庭用户带宽达到100Mbit/s，发达城市部分家庭用户达1Gbit/s。而根据国务院最新的《关于加快高速宽带网络建设推进网络提速降费的指导意见》要求，“到2017年底全国所有地级以上城区家庭都要具备100M光纤接入能力，直辖市、省会等主要城市宽带用户平均接入速率超过30M，其他地市和县级市城区宽带用户平均接入速率达到20M”。2014-2017年《上海信息消费行动纲要》也明确：到2017年，上海基本建成具有国际水平的“宽带、泛在、融合、安全”的下一代信息基础设施体系，家庭光纤用户普及率达到65%，家庭光纤用户平均互联网接入带宽接近50Mbit/s。因此，“发达城市试点千兆以上高带宽、宽带技术标准在国际上形成差异化优势、建成宽带产业体系”这三点，是国家对宽带发展的硬要求，是技术突破、科技创新的战略所在。

　　作为国内城市光网建设的零头羊，中国电信上海公司前瞻性地开展全光纤网络部署，在光网覆盖能力和FTTH用户数量上保持领先。此前部署的网络设备绝大多数基于1G-EPON技术，可以较好地满足多用户20-100Mbit/s业务应用，但今后随着光网用户实装率的提升以及用户使用习惯的变化，常在线高带宽应用等场景的冲击仍可能使接入带宽出现不足。因此，如何考虑在已有环境条件下，低成本实现网络能力的升级，同时做好未来发展规划，充分应对超宽带化的大势所趋，亟需从宽带技术上和互联网产业应用上未雨绸缪，推进产业链的成熟和发展，打造真正的超宽带接入网络，不断提升竞争力，保持领先地位。

10G-EPON技术迎合光网演进趋势，部署灵活满足千兆接入带宽需求
　　作为光纤接入网的承载技术之一，EPON技术保持了以太网的简便性，同时增加了点到多点控制管理功能，并提供多重搅动等数据加密技术，配合无源化的ODN网络，具备可靠的数据安全性和网络承载质量。EPON最大可以提供1G/1Gbit/s的上下行速率，标准及互通性的成熟使得产业链发展迅速，是目前中国电信光网宽带接入的主流技术之一。10G-EPON作为EPON的下一代演进技术，继承了EPON的优点，可提供1G/10Gbit/s非对称速率和10G/10Gbit/s对称速率两种模式，将每用户的平均带宽提升10倍，具体速率见图1。同时，10G-EPON可以支持更高的光功率预算（高于29dB）和分光比（最大1:256），即在相同的覆盖范围下能接入更多用户，或者保持接入用户不变的情况下提供更远的覆盖范围，而升级部署投资成本相对较低，因此特别适合中国宽带接入网市场的需要。



目前，10G-EPON的系列化标准已经非常成熟。其中，IEEE国际标准802.3av（物理层技术规范）于2009年发布；针对系统级互通和管理方面的规范SIEPON于2012年发布，中国电信是该国际标准的主导之一。此外，CCSA在2011年发布了10G-EPON行标，BBF组织也在2010年发布了针对10G-EPON体系架构和运营商高层业务需求的TR-200标准。

　　为了实现10G-EPON与1G-EPON的兼容和网络的平滑演进，IEEE802.3av标准在波长分配和多点控制机制等方面都有专门的考虑，以保证10G-EPON与1G-EPON系统在同一ODN上的共存，同时也支持今后下一代技术NG-EPON的演进。如图2所示，10G-EPON采用1577nm作为10G下行信号波长，10Gb/s信号与1Gb/s信号（1490nm）为WDM方式，确保的隔离度。上行方向，非对称10E-EPON系统的上行波长仍然沿用EPON系统的上行波长1310nm（1260-1360nm），实现与EPON的无缝兼容，对称10-EPON系统的上行信号（速率为10Gb/s）波长是1270nm（1260-1280nm），二者有重叠，因此不能采用WDM方式，而是采用双速率TDMA方式。



10G-EPON技术良好的兼容性大大方便了设备的升级和扩容，可以灵活适应未来网络演进的需要。10G-EPON在网络架构上可以继续沿用原有EPON拓扑，保持ODN不变，OLT/ONU设备按需升级扩容，如图3所示。以上海公司为例，局端OLT设备采用10G-EPON升级部署，对于高价值地区和客户可以优先采用对称型10G-EPON板卡和光模块。FTTH场景下终端初期可保持现网已有的1G-EPON终端与新增的非对称10G-EPON终端混用，根据用户业务速率按需将1G-EPON终端平滑升级为非对称10G-EPON终端，迅速提升用户感知。而对于更高对称带宽要求的政企客户或者用户端口更为密集FTTB场景用户，则可以考虑采用支持对称/非对称10G-EPON光模块可插拔的ONU终端，今后随着业务流量的提升和光模块成本的下降，必要时进行升级替换。汇聚网络层面，OLT上联端口可根据业务流量的变化按需扩容，采用多GE/10GE捆绑连接汇聚交换机并配置负载均衡，必要时10GE端口直连BRAS，减少汇聚环节。



10G-EPON技术产业链更为成熟，在高速接入网络竞争中占得先机
　　虽然目前业界基于光网的超宽带接入技术种类繁多，性能特色各有千秋，但是业务需求、产业链成熟度以及部署和维护成本等始终是运营商衡量这些技术是否能实际部署应用的关键因素。目前，主流芯片厂商均可提供10G-EPON局端/终端ASIC芯片，并有支持多种PON技术集成的多模化发展趋势，便于灵活性发放业务，有利于降低规模化部署成本。光模块方面，非对称10G-EPON光模块已经成熟，批量供货价格持续降低，而目前对称型光模块因供货量小价格相对较高。设备方面，国内主流厂商均已提供对称型10G-EPONOLT局端产品以及FTTBMDU终端，并且实现了集团采购和规模商用；部分厂商已可提供10G-EPONSFU、HGU等终端，经测试互通性较好。因此，总体看目前10G-EPON产业链已经基本成熟，在FTTB和FTTH场景下均已具备商用条件。相比之下，其竞争技术XG-PON1由于标准化和互通性进展的落后，标准暂不支持对称10Gbs，芯片ASIC化一再推迟，终端产品类型少，因此10G-EPON在商用时间方面领先对手至少3年。

　　部署经济性方面，10G-EPONOLT局端升级主要包括板卡和光模块，集成度的提高使得每用户分摊的升级成本有限，而10G-EPON终端设备虽然目前价格相对较高，但在规模应用后成本有望迅速降低，参考原先类似的EPON终端部署，在推广过程中价格有望降低4-5倍。网络改造方面，占CAPEX主要成本的无源ODN网络无需改动，只要升级部分设备及网管软件，运营支撑系统增加10G-EPON设备识别和相关配置，监测和诊断方面稍作升级，因此总体部署成本提高不大，可以很好地保护运营商已有的投资，迅速发放业务。在设备维护和用户服务方面，10G-EPON与原有EPON网络流程相同，维护人员可以迅速适应，维护成本基本不变，保持了低OPEX运营的优势。

　　综上，同时具备低成本、高容量、广覆盖、全业务、高互通以及持续演进潜力的10G-EPON技术方案无疑是运营商构建下一代超宽带网络的优先选择目标，更为成熟的产业链使其在高速光纤接入网络竞争方案中脱颖而出，未来部署应用方面已占得先机。目前10G-EPON技术已经得到业界的广泛认可，引发国内外运营商的高度关注，在较多地区进行了试点和部署。欧美的广电运营商认为10G-EPON是广电网络升级改造的最佳技术，例如时代华纳早于2009年7月即进行了评估测试并给出了积极的评价。随着10G-EPON的快速推进，Verizon、FT、AT&T等运营商也组织了一系列的评估测试，探讨利用10G-EPON解决基于GPON进行FTTH建设的入户困难、成本高等问题。中国电信和中国联通已在国内20多个省份进行了是非对称10G-EPON试商用部署，而欧美MSO运营商则已开始试点和部署对称10G-EPON，其中，美国MSO运营商Qoncert与中兴合作，2011年成功建设开通世界首个对称10G-EPON规模商用网络，采用政企客户FTTB形式，应用于政企客户。美国EPON运营商中，Mediaco有意将其EPON网络升级为10G-EPON，BHN已经进行过对称10GEPON商用试验；加拿大Cable运营商中，对于其铜缆网络的后续升级演进方案，COGECO与Videotron有意跳过EPON阶段，直接向10G-EPON过渡；此外，日本NTT已经开始对称10G-EPON设备试点，韩国也有少量对称10G-EPON设备商用部署（FTTH试点）。

　　对于上海公司来说，前期的光纤化改造已全面部署，ODN网络全市覆盖，可以灵活满足FTTH/FTTB的接入。面向高宽带业务和新网络架构，上海电信由EPON向10G-EPON平滑演进是必然的选择，实用性强。通过10G-EPON网络方案升级可以充分适应现有的资源和构建方式，在较低成本改造投资的基础上迅速支撑多点密集用户常在线、高带宽、低时延的综合性业务，满足中远期的业务市场拓展需求。

中国电信致力10G-EPON研究与试验，助力上海公司千兆接入产品上线
　　中国电信股份有限公司是全球最大的宽带及FTTH运营商,长期致力于新技术研究和开发应用，近年来在光接入技术EPON、GPON、10GPON、NG-PON2标准化等领域输出了丰富的创新研究成果，形成了一系列自主知识产权，在光网部署与运营方面积累了丰富的经验，尤其是在全球率先实现EPON、GPON、10G-EPON的芯片级和系统级互通，对国内、国际的FTTX技术产业链的发展、网络建设和应用起到了重要的推动和引领作用。10G-EPON方面，中国电信于近期在一些发达省市组织开展了技术研究和试点。上海公司根据业务发展的需求，在充分考察新型技术发展趋势和国内外运营商的实践经验，针对不断加剧的行业竞争局势，依托丰富的城市光网部署优势和强大的技术支撑实力，积极进行10G-EPON的研究和试验。2011-2014年，上海公司在充分测试多种局端和终端设备性能和互通的基础上，分别验证了非对称和对称型10G-EPON局端和终端设备的平滑升级割接方案的可行性，实现了现网多厂商1G-EPON网关与10G-EPON网络系统互通性，并打通业务开通、终端运维流程，有力保障了高带宽产品的发放。针对日新月异的高速互联网需求，同时贴合国务院提出的宽带战略实施方案，上海电信希望通过全球领先的千兆技术，进一步打造真实现网测试及示范平台，聚合产业链，切实营造“互联网+”产业生态圈，推动产业链发展，助力上海“科创中心”建设。

　　千兆宽带可以使用户的互联网生活更加快捷，0.04秒下载5M高品质音乐，0.1秒下载10M高清照片，8秒下载1部1G高清电影，因此尤其适用于超高带宽的业务应用。例如，4K超高清视频像素密度相当与普通超清1080P的四倍，高清720P的九倍，单路即需要20-40Mbit/s的传输速率，作为IPTV新的尝试，可为用户提供极佳的视觉享受和收视体验，借力于上海本地高速光网优势，有望引领客厅娱乐发展潮流。此次中国电信上海公司在浦东国信世纪海景FTTH千兆宽带示范小区，首次采用对称型10G-PON的接入技术和设备推出了千兆宽带接入产品，为小区135户电信宽带用户提供千兆接入能力，开通业务下行带宽达到1000Mbit/s，上行带宽则大幅提升至100Mbit/s。该千兆产品尤其是上行带宽已经远远高出目前市场上的宽带产品，可以更好地实现视频通信、网络游戏、大数据采集及智能监控等多种业务的同一时间叠加应用。

　　在现场演示中，用户侧通过10G-EPON网关设备接入对称10G-EPON网络，并分别同时下挂有线/无线wifi/LTE接入上网、视频以及各种智慧家庭业务。通过千兆宽带可以保证在3路4K电视、1路高清IPTV、3路视频会议、5路高清家庭全球眼视频监控、智能家居等各类应用同时开启的场景下，用户的上网下载速率超过700Mbit/s，见图4，业务质量和使用效果令人满意。可见，千兆接入产品的推出将使得家庭中多人同时通过互联网使用多项高速业务应用变得顺畅无阻，在宽带接入产品竞争中取得优势，保持了行业领先地位。



超宽带接入网络潜力巨大，打造宽带应用生态圈多方受益
　　宽带提速正如火如荼，“互联网+”业务的推广使得部署超宽带网络的需求日益显现。目前，国际上有Google、AT&T、日本So-net、香港PCCW等运营商相继对外宣布千兆宽带接入计划，国内数家电信运营商也已开始推出百兆以上的接入产品。10G-EPON接入方案具有技术领先、性能优越、互通性强等优点，可以满足不同场景多用户密集接入的应用，产业链的成熟必将使其在超宽带领域拥有一席之地。中国电信将借助优质的基础网络资源、品牌信誉和宽带用户群体优势，联合内容提供、应用开发、设备制造商等产业链各方，积极对接政府和社会各行业，形成上下游一体化的超宽带产业链和宽带应用生态圈，为公众提供更加优质的智能信息化服务，步入多方受益的良性循环。


来源通讯世界网