通信世界网消息(CWW) 随着4K视频、VR虚拟现实、智慧家庭、IoT物联网、云业务的兴起，Gigaband千兆接入时代已经来临。2016年可以说是中国的千兆年，很多城市都竞相推出了千兆业务，比如上海、南京、无锡、西安等。规模开展千兆业务，需要10G PON的规模部署。针对现网存在大量的GPON/EPON 在线设备情况下，不可能一蹴而就全部切换到10G PON。如何能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工程演进，才能推进10GPON的规模部署和千兆宽带商用。
针对现网GPON设备如何平滑演进到10G GPON网络，华为公司进行了系统研究，提出PON Combo 解决方案，包含三种从PON向10G PON平滑演进的方式，即外置WDM1r合波方案（GPON与10G GPON复用设备）、PON Combo合一板方案、PON Combo合一光模块方案。
GPON如何升级到10G GPON
GPON与10G GPON波长不重叠，他们在同一个ODN网络上共存时需要通过WDM1r合波器，虽然额外多了个无源光器件，但10G PON波长不重叠的好处就是不会象10G EPON那样，上行速率受低速EPON终端影响，10G GPON可以获得全部速率。如图1所示。
图1 GPON与10G GPON波长不重叠
针对GPON向10G GPON演进，华为PON Combo解决方案提供三种不同的方式，一种是外置合波器方案，可以配置在机柜内或者配线架上，通过光连接器分别连接GPON接口、10G PON接口和ODN接口。第二种是通过PON Combo板，单板提供GPON和10G PON接口，在2合1连接器上集成了合波器，对外只有一个光接口，这样在演进时只需要将原有的光接口插入PON Combo板的连接器上就行，该方案的好处是可以根据距离的不同更换光模块，具有一定的灵活性。第三种就是PON Combo光模块，即光模块内部集成了GPON、10G PON和WDM1r合波器，这种方案的好处是演进方便，缺点是成本高且缺少光模块更换的灵活性。
10G PON频谱划分如图所示，GPON 和10G GPON的上下行中心波长分别为1310/1490nm 和1270/1577nm，频谱完全独立。EPON和10G EPON的下行中心波长分别为1490nm 和1577nm，频谱是完全独立的，上行方向，EPON和10G EPON的频谱部分重合。频谱规划上的差异，也解释了为什么10G EPON向下兼容EPON，而10G GPON不直接兼容GPON。如图2所示。
图2 PON制式频谱示意图
10G GPON共存演进 10G GPON虽然无法直接兼容GPON，但二者波长范围完全独立，因此如果要实现GPON 和10G GPON 的共存，从基本原理上说，可以通过合波方式来进行。维持ODN 网络不进行改动的情况下，在局端机房，通过新增合波器件(WDM1r)将两种制式信号在ODN 网络上同时进行传输，用户侧则可以根据需要先布放GPON ONU，后续根据需求逐步替换为10G PON的ONU，实现平滑演进。如图3所示。
图3 GPON/10G GPON共存演进原理图
10G GPON的共存演进，涉及到新增合波器件和局端机房的光纤线路改造，是否有更好的创新产品与方案来减少这部分的工作量，降低整体成本？华为在这方面做了大量的创新研究工作，提供了多种合波解决方案来应对不同场景的要求。
华为10G GPON平滑演进方案 1 外置WDM1r 合波方案华为推出的外置WDM1r 合波方案产品如下图所示。WDM1r 设备属于无源设备，插框高3U，采用模块化设计，最大支持16个槽位，每个槽位对应一个WDM1r模块，每个WDM1r模块上可以支持对2路GPON和10G GPON 分别进行合波输出。WDM1r 设备既可以安装到OLT机柜的空隙处，也可以单独安装到专门的机柜。如图4所示。
图4 WDM1r 产品图
这种方案只需新增一个无源节点，不改动OLT侧设备，具有成本低，按需配置，灵活方便的优点，主要适用于机房空间足够的场景，可用来针对已有OLT设备进行升级改造。但针对部分机房空间不足的场景还是面临一些限制。
2 PON Combo合一板方案
图5 PON Combo单板与合一尾纤方案
为解决外置WDM1r 合波设备的空间占用问题，华为创新开发出了PON Combo合一板方案。如图5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2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。
PON Combo 光模块方案
图6 PON Combo单板与合一尾纤方案
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6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平滑演进所必须的器件，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；同时PON Combo 光模块定制会增加成本。
中国电信成功测试华为PON Combo 方案 中国电信上海研究院完成对华为GPON向10G PON 创新演进方案进行了测试，测试内容主要包括PON Combo 单板及合一尾纤方案、PON Combo 光模块方案的光接口硬件指标和性能。结果显示华为PON Combo方案整体性能优异，电信上海研究院对测试结果也非常满意，后续计划在现网开通实验局进行试商用。
总结 华为在FTTH领域持续投入技术创新，凭借在PON领域的深厚技术积累并充分理解客户需求，在千兆超宽时代到来之际，发布全新一代分布式智能OLT平台MA5800和高性能10G PON ONT，同时面向GPON向10G PON演进过程发布创新PON Combo解决方案，针对不同场景提供外置WDM1r 合波、PON Combo单板及PON Combo 光模块等多种产品，助力运营商实现10G GPON快速平滑演进，打造优质千兆网络，实现商业成功。
