无源光网络（PON）是下一代光网络的发展方向。更优质的服务、更高的带宽和更加经济，使得PON从最初仅仅是用于新建项目的方案，发展成为被电信公司和多系统运营商（MSO）广为接受的接入网的最理想方案。PON最初被用于住宅网络，现在能支持商业服务，并被认为是铜缆和同轴电缆网络的经济的替代品。然而，虽然PON完全可以胜任现有的服务，却还是无法满足未来服务的需要。JSC光波通信
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因此，下一代PON将不太注重新的功能而会更关注带宽的提高。服务正从10/100 Mbits/sec向几百兆以太网、千兆以太网、甚至更高速的网络发展。比起现有系统，下一代PON的特点是能提供更高的带宽和更低的价格。
带宽推动力JSC光波通信
两方面原因促使网络运营商为接入网提供更高的带宽——视频和商业服务。JSC光波通信
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视频业务是最主要的推动力。图1是美国光纤到户委员会的预测结果和对当前每户带宽需求的分析。委员会认为每户带宽需求量将每十年增长10倍，即从2010年的不足100-Mbit/sec增加到2030年的10 Gbits/sec。JSC光波通信
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附表中列举了住宅服务的推动作用。消费者要求更多的高清电视频道、增加视频流量和时移电视，这使得网络运营商竞相提前迎合消费者的胃口。但以目前的接入网，即使是PON，也无法满足未来的需求。JSC光波通信
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正如表格显示的那样，每户的带宽需求将比现在多四倍。在不远的将来，每个家庭成员的人均带宽需求将从30Mbits/sec增加的125Mbits/sec。目前采用32路拓扑结构的GEPON和GPON技术的传输速率分别能达到1Gbit/sec和2.5Gbits/sec，满足眼下的需求是足够了。但当有更多的高清电视频道和视频服务加入进来，就捉襟见肘了。下一代64路PON系统需要提供8.1-Gbit/sec的带宽才能满足需要。即便是下一代网络沿用现在的每个PON 32路的拓扑结构，仍需要为住宅网络提供4 Gbits/sec以上的传输速率，这也已超过现有PON的容量。 JSC光波通信
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未来二十年带宽需求将迅速增加，每户高达10Gbits/sec。JSC光波通信
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住宅带宽的利用率是趋于不对称的。下行带宽被视频占用，而上行则主要是高速互联网业务，同时还有少量的语音业务。这种非对称性加上日益增加的下行带宽需求使得下一代PON的特点将会是：每个PON具有10Gbits/sec下行和1Gbit/sec上行（10G/1G）的带宽。JSC光波通信
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IEEE已经有一个工作组开始着手制订包括10G/1G PON在内的10G PON标准。GEPON系统有望在2008年底拥有10G标准。JSC光波通信
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商业服务是带宽需求增加，因此也是下一代PON的第二个主要推动力。虽然现有的PON也具备商业服务能力，然而带宽和运营问题延缓了其在商业上的应用。这使得服务提供商有时需要借助另外的网络来满足商业服务市场的需要。JSC光波通信
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但在日益严峻的竞争压力下，网络运营商需要削减网络成本。两个网络的安装和运营成本无论如何都大于一个。服务提供商也已意识到与其它拓扑结构相比，PON具有与生俱来的成本优势。因此，扩展PON以满足不同规模商业订户的需求很有吸引力。JSC光波通信
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然而，商业服务对带宽有新的要求，一些商业订户要求达到1Gbit/sec或更高的带宽。相对于住宅服务的非对称性，商业带宽的需求更倾向于上下行相同。文件共享、SAN以及相似的应用对上行带宽的需求和下行差不多，甚至还要更高些。显然，非对称的10G/1G下一代PON无法满足商业需求。已经有一些像IEEE这样的标准组织在为具有10G下行和10G上行（10G/10G）带宽的第二种PON制订标准。JSC光波通信
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下一代PON系统将能同时满足住宅的10G/1G带宽需求和商用的10G/10G带宽需求。不仅光纤拓扑结构能支持双带宽方案，而且正如本文后面讨论的那样，从经济角度考虑也需要那样做。IEEE已经有一个工作组制定同时支持10G/1G和10G/10G PON的标准，GEPON系统也有望在2008年晚些时候出现一整套的10G标准。JSC光波通信
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混合RF PONJSC光波通信
图1和表格中的带宽预测都是假设视频以IPTV的方式传送。虽然普遍认为IPTV是未来视频传输技术中最合适的技术，但到目前为止，实现起来仍有很多困难。正是认识到这一点，许多网络运营商已经停止IPTV的部署，而转为利用光射频叠加承载下行视频业务的PON系统。这样，PON系统就将视频带宽从PON IP业务流中分离出去。下一代PON系统必须能够支持RF视频，至少也要等到部署IPTV的障碍被扫除之后。事实上，虽说不是全部，现在也有许多PON系统支持下行RF视频。JSC光波通信
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但RF视频服务正变得日益互动，需要一些类似于机顶盒和有线电视调制解调器之类装置来完成上行通信。下一代PON将能有效处理这些上行通路。这已经由光射频领域中一个叫混合RF PON的技术实现了（如图2）。示例中的波长是可以改变的。JSC光波通信
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在混合RF PON结构里，四个波长将被用来传送服务。其中两个用于RF上行和下行，另外两个则是用于IP上行和下行。这种拓扑结构允许高带宽的下行RF视频使用PON光谱，同时不影响IP带宽并且使用传统的上行RF设备。系统中视频与数据和语音被分开传送。对于网络运营商来说，由于拥有双工RF架构，下一代PON将更好用。 JSC光波通信
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对于运营商来说，采用单向（仅有下行）RF这一混合RF PON的变形结构或许更有吸引力。如图3所示，在这种下一代网络拓扑结构中，视频仍然用RF下行发送，但是交互式视频控制的上行路线则是用以太网的方式传送。JSC光波通信
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混合RF PON技术可以使网络处理上行和下行RF流量直至IPTV成熟。JSC光波通信
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MSO有兴趣采用混合RF PON结构的光学RF部分（称为RFoG—RF over glass）从混合光纤/同轴电缆网过渡到全光网络。事实上，一些MSO已经意识利用RFoG技术可以大幅节省成本并增加收益。这些运营商目前正在研究制订RFoG/混合RF PON的可行性。有望在2008年晚些时候实现标准化。
ONT数目和分光比率JSC光波通信
随着带宽的进一步增加，下一代PON的拓扑结构将会改变。目前PON的结构支持32个光网络终端（ONT），光功率预算距离为20公里。这意味着每订户的成本为光链路终端（OLT）的开销分摊到32譔个订户（N是每个系统中PON的数量），而网络运营商通常用这一成本来衡量项目的可行性。即便是ONT的成本很低，但加上相对高的OLT，实现可接受的投资回报（ROI）是很难的。JSC光波通信
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下一代PON则有望在每个PON中同时支持至少64个ONT，而其传输距离和现在一样均为20km。同时也考虑在短途应用中采用128的分光比。使用更高的分光比率，每户分担的OLT器件的成本将会大幅下降。和32路相比，64路的成本将会减半，而128路能降低到1/4。这可以大幅提高投资回报率，从而决定一个项目是有利可图还是要被放弃。
TDM服务JSC光波通信
现有的PON系统是为住宅服务优化的。住宅网络中，以太网和语音端口被广泛应用，但T1/E1服务却很少考虑。PON系统目前正成为商业服务的一种可行的选择，无线回程和商业语音应用等T1/E1市场将会持续增长。JSC光波通信
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注意到这一点，成功的下一代PON系统就必须包括TDM服务。一些PON厂商已经在支持T1/E1连接，但还不多。下一代PON将完全能提供回程服务质量所要求的低延迟和低抖动。
旧网改造JSC光波通信
影响下一代PON的另一个因素是它们在旧网改造中的应用。目前的PON通常部署在新建项目中。在那些住宅或商业应用中全程采用光纤新建“最后一英里”线路，它们的经济性和系统容量已被认可。要继续向前发展，有三个因素将决定PON进入旧网改造机遇：JSC光波通信
- 现有的通信设施无法满足消费者的要求。JSC光波通信
- 竞争促使在低成本的光纤网络上提供等价或更好的服务。JSC光波通信
- 网络运营商对PON系统及其经济性更熟悉。PON成为运营商所熟知的成熟技术。JSC光波通信
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混合RF PON也可配置成仅在下行方向上传输RF，而接收上行IP信号。JSC光波通信
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旧网改造和新建项目之间最大的差别就是往家庭里布线。部署光纤到新的房屋比改造旧房屋的线路要容易。后者仅仅为了连接，就需要和篱笆、花圃、人行道和狗作斗争。对于改造旧项目，如果可以不用新的引入线，网络运营商可以节省大量的安装时间和费用。JSC光波通信
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所以当PON引入到旧网络中时，应尽可能地利用现有引入线。通常情形下，会用PON构建光纤到路边（FTTC）这种结构。ONT通常会安装在订户附近而不是其所在地。像VDSL2、BPL和MoCA这类技术，也是利用已有的铜缆和同轴电缆，从而节省在房屋中重新引线和布线的费用。虽然这些技术无法提供下一代FTTH的全部带宽，但对于一些运营商来说是一种可行的折衷方案。JSC光波通信
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更高的带宽意味着更高的价格，这一点也不奇怪。不同应用的成本增长取决于很多因素，包括一个ONT能支持多少订户。JSC光波通信
经济性JSC光波通信
下一代10G网络比起现有的PON系统虽然绝对支出会更多，但每兆比特的支出却能省很多。下面做一番比较。JSC光波通信
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首先，10G PON系统自身成本将肯定会比现在的1G和2.5G系统要高。10G光器件非常昂贵。目前，1G和2.5G光器件价格差不多。而相同10G器件的价格大致在4到8倍以上。接入网需要处理10G业务的其它硬件更贵。虽然转为10G时一部分线路不需要更改，但交换和处理器件需要更换，以现有的技术，这些器件的价格将高出2倍。当然，随着技术进步和批量生产，价格也会下降。JSC光波通信
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但是，有意义的比较是带宽收益而不是价格差。从这一角度看，很明显下一代PON将以小幅的涨价而获得更大的带宽。JSC光波通信
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考虑到每兆比特的价格，对10G/1G或10G/10G系统的投资将远低于目前的PON设备。图4是下一代系统的价格模型。将目前GPON和GEPON系统每订户价格设为100%，可以比较下一代PON系统中为增加的带宽支付的额外费用。对于住宅应用来说，增加19%的价格就可使下行带宽扩大到10Gbits/sec，增加34%就可获得对称的10Gbit/sec上行带宽，对于商业应用来说，这两个数字分别是34%和67%，对多住户大楼（MDU）应用来说，是14%和26%。JSC光波通信
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为什么在住宅、MDU和商业应用中加价会有不同呢？原因是不同的需求有不同的ONT。端口数、端口类型、环境条件和支持服务的差异使得ONT的价格差异可达20%以上。 并且，每一项应用因订户数量的不同，OLT和ONT的成本也会不一样。例如，一个商业用ONT可能仅服务于一个订户，而一个ONT在MDU中可能服务于24个订户。对于ONT分布在32个不同地点的PON，OLT和ONT的成本分摊会从32个订户到多达768个订户不等。
即将到来的时代JSC光波通信
PON的时代正在到来。对下一代PON系统的定义将不局限于超越目前住宅和商业应用的要求，而是变为具有扩大带宽需求能力的完全接入网。JSC光波通信
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下一代PON将会具有以下特征：JSC光波通信
- 或者是单独10G下行或者是对称10-Gbit/sec带宽；JSC光波通信
- 能提供IP视频和大容量商业服务所需的带宽；JSC光波通信
- 为互动RF视频提供双工支持；JSC光波通信
- 更高的分光比——每个PON支持64或128路ONT，达到更高的经济性；JSC光波通信
- 能为商业客户提供TDM T1/E1服务；JSC光波通信
- 利用现有引入线，能更适合用于旧网改造；
- 每兆比特成本将会更便宜，降低每订户成本。
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下一代PON系统的核心价值是其带宽。支持10Gbits/sec的传输速率对于未来的服务是很有必要的，并且能利用现有技术实现。下一代10G PON将很快成为现实，并成为未来网络的经济高效的平台。
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OIF着手启动100G长途DWDM标准制定工作JSC光波通信
光互连论坛(OIF)物理和链路层工作组日前展开一项新的针对100G长途DWDM技术的工作计划。JSC光波通信
前OIF主席、来自Ciena的Joe Berthold表示，该计划旨在加快100G标准的制定速度，目前IEEE和ITU-T都在制定相关标准，Berthold表示，IEEE将制定一项100GbE标准，ITU-T将在当前光纤传输网络架构中引入一个OTU-4体系来规范100G，而OIF的新计划则是帮助业界解决在长途DWDM网络中实施100G传输所面临的问题。JSC光波通信
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这项工作的结果将会产生一个OIF实施协议（IA），该协议将主要阐述一种单一调制模式--双偏振正交相移键控(QPSK)结合相干接收器技术。尽管还有其他方法来支持100G传输，不过参与该实施协议制定的大多数成员认为双偏振QPSK与相干接收器技术是最有希望的模式。
