华为MA5800：全面支撑GPON到100G PON平滑演进

10/18/2016,在固定宽带网络中，接入网是最靠近用户的基础网络，而作为接入网的核心节点，OLT的性能与架构则直接影响到网络的带宽、性能以及用户的最终体验。早在2014年10月的BBWF全球宽带论坛上，华为就推出了下一代分布式智能OLT——MA5800，从而帮助运营商从容应对千兆接入带来的挑战。
    作为华为帮助运营商从容应对千兆接入带来的挑战而最新开发的业界首款分布式智能OLT平台，MA5800采用了与路由器相同的分布式架构和软件平台，成为千兆接入时代的最佳平台。在发布之初，MA5800就支持GPON和10G GPON接入技术，以及XGS-PON技术、TWDM-PON(40G PON) 技术，甚至未来的100G PON技术都可以得到平滑支持，而这一切都得益于MA5800先进的架构设计。
    作为面向未来的下一代OLT平台，MA5800一方面通过采用分布式架构实现高性能，保证从GPON到100G PON都能实现线速转发，无需更换平台，支持长期演进。另一方面，华为针对PON网络演进过程中的各个阶段都提供了平滑演进方案，如PON Combo方案支持从GPON到10G PON演进无需更改ODN，即插即用；Flex-PON方案支持XG-PON/XGS-PON/TWDM-PON三模合一，从10G PON到40G PON只需更换光模块，实现带宽平滑升级。
    1.分布式架构保证从GPON到100G PON线速转发
    传统OLT架构是集中式架构，报文的查找转发都是通过主控板的交换芯片进行，类似于十字路口的红绿灯控制流量，效率虽低，但架构简单。这在宽带建设初期，以文本数据为主的业务模型时，具有低成本汇聚的优点；但在70%流量转换为视频的时代，主控的交换芯片已经成为整个系统性能的“瓶颈”，要达到更高的转发性能，核心芯片已经遇到了工艺、成本、功耗等发展的“天花板”，难以为继。
    MA5800作为华为最新开发的业界首款分布式智能OLT平台，采用了与路由器相同的分布式架构和软件平台，业务报文的查表转发均分布到各个业务板上进行处理，主控板只做交换，犹如通过立交桥来实现交通的无缝接驳。整个系统无性能“瓶颈”，扩展性佳，是面向未来长期演进的先进架构平台。
    MA5800通过采用分布式架构，槽位带宽高达200Gbps，性能超过上一代OLT产品3倍以上。单槽位可以支持16口10G PON无阻塞接入，可以实现用户业务流量的无阻塞接入和转发能力的平滑扩展。同时面向未来，无需更换框即可平滑演进以支持40G/100G PON，无需更换主控板即可实现MAC和IP地址等转发能力的线性平滑扩容，充分保护客户已有投资，并根据业务发展需要进行分步投资。
    2.基于MA5800打造业界首台100G PON原型机
在2016年2月的FTTH Council上，华为发布了业界首台100G PON原型机。华为100G PON原型机基于MA5800平台，样机采用模块化方案，通过克服重重技术挑战，将单波速率从10G提升到25G，开发出了业界首个25G OLT和ONU光模块，兼容现有的ODN网络，最终通过4个波长叠加的方式实现100G PON接入。此原型机的发布不仅展示了华为在PON技术领域的深厚积累和持续领先，也同时很好地体现了MA5800平台面向未来的长期演进能力。
    3.支持GPON向10G GPON平滑演进
在现网存在大量的GPON在线设备情况下，要实现千兆接入，不可能一蹴而就全部切换到10G PON。如何做到既不影响现有业务还能平滑升级演进到10G PON网络，这是一个非常实际且重要的问题，只有提供经济高效的解决方案简化演进，才能推进10G PON的规模部署和千兆宽带商用。
华为在这方面做了大量的创新研究工作，基于MA5800平台提供了PON Combo解决方案帮助运营商从GPON向10G GPON平滑演进，包含两种子解决方案来应对不同场景的要求。
第一种，PON Combo单板方案。
    为了解决外置WDM1r 合波设备的空间占用问题，华为创新开发出了PON Combo单板方案。如图所示，这种方案主要由PON Combo单板和合一尾纤连接器构成，PON Combo单板包含16个端口，GPON和10G GPON端口交替排列，每一对GPON和10G GPON端口构成PON Combo端口。合一尾纤连接器由普通的尾纤演化而来，通过将两个连接器合二为一，并内置WDM1r合波器件，以最小的体积实现GPON和10G PON的合波。
    这种方案的优点在于不需要独立的WDM1r插框设备，减少体积占用；合一尾纤连接器属于无源器件，定制化成本低，可靠性高；可以沿用已有标准光模块，保证光链路预算。整体性价比高，是10G GPON平滑演进过程中的优选方案。
第二种，PON Combo 光模块方案。
    虽然10G GPON从标准上来说不能直接兼容GPON，但通过华为的PON Combo光模块方案，也可以达到类似的效果。如图2所示，XFP封装格式的PON Combo光模块通过三合一的工艺，在内部集成了GPON光模块、10G GPON光模块和WDM1r合波器，配合对应的PON单板，不论用户侧接GPON ONT还是10G GPON ONT，都可以正常工作。
    这种方案的优点在于PON Combo光模块集成了所有10G PON平滑演进所必需的器件，ODN无需改动，简化设备管理维护。不过这种方案也有限制：受限于工艺和散热影响，当前PON Combo光模块中的GPON和10G GPON的光功率预算分别只能达到28dB/29dB，即Class B+和Class N1等级，在长距离或大分光比情况下可能会影响覆盖范围；此外，PON Combo光模块定制还会增加成本。
    4.Flex-PON方案支持XG-PON/XGS-PON/TWDM-PON三模合一
    运营商光纤接入网络从单一PON技术向10G-PON(包括非对称XG-PON和对称XGS-PON)、40G TWDM-PON等技术的演进，需要平衡业务带宽、设备成本、技术选型、未来发展等各方需求。很多运营商会在10G PON和TWDM-PON的技术选择上犹豫不定，难以抉择。针对这一难题，华为基于MA5800平台推出Flex-PON方案，相比传统方案，该方案具有三模合一、按需部署、平滑演进的特点。其中，三模合一是指产品通过同一块硬件单板支持XG-PON、XGS-PON、TWDM-PON等3种不同的接入制式，通过配套不同光模块满足不同接入方式的要求，可有效减少备件和运维成本。运营商可以通过该方案先部署成熟的10G-PON，以较低的成本快速满足提速需求，后续升级到XGS-PON提供对称接入带宽；或者待TWDM-PON光模块成熟后，可以通过逐步叠加不同TWDM-PON波长的光模块平滑升级到40G TWDM-PON，进一步提升带宽，满足按需投资升级的要求。

    华为在FTTH领域坚持技术创新并持续投入，凭借在PON领域的深厚技术积累并充分理解客户需求，在千兆超宽带时代到来之际，不仅发布了全新一代分布式智能OLT平台MA5800，支持从GPON到100G PON的所有制式的PON技术接入；同时，还面向GPON向10G PON演进发布了创新PON Combo解决方案，面向10G PON和40G PON平滑演进发布Flex-PON方案，从而全方位助力运营商打造优质千兆网络，实现接入网平滑演进，降低建设成本，实现商业成功。