参与标准，保障未来——揭密PON标准进展

作者：王德义

近日世界通信产业解决方案联盟宣布成立光接入网标准组，华为获标准组副主席席位。至此，华为在接入领域已成为17个标准组织和论坛的主席和活跃成员，在光接入领域更是国内目前唯一同时参与GPON和EPON两大主流技术标准化工作的厂商。 华为在GPON标准组织中贡献突出，是ITU-T多个标准组的主编和联合主编。在EPON的后续发展技术10G EPON方面，华为更是现有的5个标准研讨小组中2个小组的组长。此外，华为还正在与业界主流运营商共同发起和制定光纤线路检测标准，为降低规模应用的运维成本出谋划策。 只有积极参与国际标准制定，才能利用标准为客户和大众服务，才能最大限度的保障运营商FTTx网络的先进性，降低技术选择风险以及网络部署、运维成本。借此机会与大家分享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，服务于社会大众。

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，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月完成规范传输汇聚子层的G.984.3和运行管理通信接口的G.984.4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接入网业务宽带化综合改造的理想技术。

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成员，由其主导的GPON标准对业务运营考虑更为充分。为使标准更加贴近运营需求，FSAN-OAN在制定标准的同时成立了CTS（Common technical Specification公共技术规范）任务组，专门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。 任务组在2006年2月发布了CTS 3.0规范，规范描述了支持商业用户和住宅用户三重业务的GPON系统规范，涵盖了AT&T、BT、DT、FT、KT、NTT和TI等业界著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
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，FSAN专门成立了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，各个设备商只在OMCI协议的理解上存在差异。 2007年9月份FSAN会议新成立了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。在全球众多运营商和设备商的共同推动下，FSAN互通标准的制定和测试工作正在稳步推进，GPON系统的大规模商用近在咫尺。

标准支撑的运维功能
PON系统ODN覆盖范围远达20km，覆盖环境复杂。因此，良好的ODN线路监测功能将会有效降低运营商大规模部署的运维成本。然而，目前关于ODN性能和故障监测功能的标准仍是空白。因而急需专门研究PON系统线路监测技术的OLS（Optical Layer Supervision 光层监测）课题的组织。 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
早在2004年，FSAN组织就开始了GPON后续技术，即下一代光接入网（NGA）技术的研究。NGA任务组受到运营商和设备商的广泛关注，并就多种PON技术共存问题进行了讨论，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共存考虑的外置或集成WBF（Wavelength Blocking Filter 带阻滤波器）指标。 2007年9月FSAN会议上制定了分两步研究NG-PON技术的计划NGA1和NGA2。NGA1主要研究与GPON共存的下一代光接入技术；NGA2则主要研究独立的下一代光接入技术。2009年第一季度前，主要工作是搜集需求，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IEEE 802.3ah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。由于协议过于简单和较低的技术门槛，使得互通性、稳定性面临一定的挑战。

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，各厂商对标准定义各有理解，因而设备互通性能比较差。另外EPON标准没有专门的组织进行互通测试，运营商只能自行组织互通对接并制定运营商自己的补充标准，这将无可避免地增加系统部署成本。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，没有日本厂家的原因。

更高带宽的10G EPON技术
10G EPON的指导思想仍是通过降低10G EPON技术复杂度和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性。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标准进展
IEEE 802.3av工作组有5个技术研讨小组，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。

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路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波段，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下行波长尚未确定。

国内运营商和厂商的机会
通过提交符合国内实际的需求，能够充分利用产业协作的力量降低满足国内需求的PON技术的难度，同时能够有效降低部署和维护的成本。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；而主要参与的运营商目前只有KDDI和NTT两个。 KDDI为扭转与NTT在日本EPON市场的竞争劣势，全力投入10G EPON标准活动，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。同时由于NTT是工作组中仅有的两个运营商之一，且开通了仅有的一个试验局，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其他厂商留下了参与国际标准的机会。

参与标准才能更好地利用标准
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。基于对PON标准组织会议的长期参与，能够对大量运营商实际部署需求了解得更加深刻。也因为如此，华为在PON领域积累了丰富的理论和实践经验，并在国际xPON项目中取得了良好表现。只有深入地参与标准，才能更好地利用标准。国内厂商也应积极参与下一代PON国际标准活动，一方面进一步增强自身技术积累；另一方面也可以更好地服务于社会，进一步降低xPON的开发和部署成本。