用户接入目标
下载速率至少为100Mb/s，企业接入速 率大于1Gb/s，至少1亿美国家庭接入
欧盟
"Digital Agenda" 宽带战略
2013年宽带覆盖率100%，2020年实 现100%的30Mb/s宽带覆盖和50%的 100Mb/s高速覆盖
日本
i-Japan 战略2015
2015年之前，固定网速率达到1Gb/s， 移动网速率达到100Mb/s
飞速发展的业务需求也对宽带战略的实施提出了 诸多挑战：从带宽需求上看，高清IPTV、视频分享、 云存储/云计算、社交网络、高清视频监控、P2P等业 务，都在不断地推高带宽需求，并对上下行带宽的对称 性提出了很高的要求。著名咨询公司McKinsey预测， 随着业务发展，至2015年，用户带宽需求将增长至 250Mb/s。基于现有E/GPON技术均难以满足带宽不断 增长的需求。
10G-GPON的下一步演进目标是40Gb/s或以上的 汇聚带宽，目前FSAN组织正在进行NG-PON2的白皮 书讨论，主要是论证评估各种技术方向对需求的满足 度。FSAN完成白皮书后再提交ITU-T进行标准立项制 定，如果顺利，预计2015年左右颁布标准。
XG-PON1与10G-EPON在标准制定时采用了同样 的波长定义，其主要目的是提升应用规模，共享产业 链，降低成本。在后10G-PON发展阶段，特别是引入 多波长技术以后，ITU-T和IEEE两大标准组织很有可能 会在体系架构、技术指标定义等方面进行协同。
欧盟的Accordance OFDM-PON项目，由欧洲的 一些高校、研究机构和设备厂商联合承担，重点对基于 OFDM技术的光纤、铜线以及无线混合组网的下一代接 入网系统进行研究，其速率可达40~100Gb/s，传输距 离最远可达100KM。
我国863计划三网融合重大项目中，也设立了 TWDM-PON、OFDM-PON等关键技术和示范应用研 究。
韩国
新IT产业发展策 略超宽带融合网 UBCN计划
有线网接入速率从100Mb/s提高到1 无线网接入速率提高到10 Mb/s
Gb/s，
中国
三网融合国家宽 带网络建设
到2011年，光纤宽带端口超过8 000 万，商业用户实现100Mb/s以上，3年 内新增宽带用户超过5 000万。
基金项目：国家863计划课题(2011AA01A104)
10G-EPON技术是业界最具有代表性与广泛应用 前景的下一代光接入技术。10G-EPON建立在广泛应 用的以太网技术基础之上，具有两大核心特点：一是 扩大802.3ah EPON标准的上下行带宽，达到上下行 10Gb/s速率；二是平滑演进，10G-EPON的ONU可以 与1G-EPON的ONU兼容共存在一个ODN下，实现网络 平滑演进，有效保护运营商投资。IEEE 802.3委员会于 2009年发布了10G-EPON标准[1]。10G-EPON ASIC芯 片于2010年7月诞生，现已有高通、Broadcom、PMCSierra等多家供应商可以提供10G-EPON OLT/ONU的 ASIC芯片。索尔斯、海信、新飞通等多家10G-EPON 光模块已经可以批量供货。运营商也完成了多轮芯片级 和设备级互通测试。据报道，在江苏南京，采用全ASIC 化的10G-EPON系列产品，单局点达到数万线规模的商 用网络已经稳定运行了三个季度。因此，10G-EPON产 业链已经全面成熟，满足规模商用的要求。
图1 TWDM-PON工作原理 TWDM-PON波长规划是需要解决的关键问题，涉 及到技术优劣势、产业支撑度以及标准组织成员单位的 利益问题，目前以下几种波长选择。 方案一：占用现有10G-PON波长，将10G-PON 波长分拆成4对上下行波长通道，该方案可以重用为 10G-PON部署的WDM1r滤波器，但该方案不能与 10G-PON共存，系统升级时必须将原有10G-PON系统的 所有OLT与ONU一次性更换成TWDM-PON系统，该方式 不符合运营商的保护投资与网络平滑演进的需求。 方案二：波长选择采用C波段，上下行波长分别使 用C波段的前后半波长范围，该方案可以使用EDFA放 大器，提高系统功率预算，但需要占用1550nm Video
对于TWDM-PON，为了实现无色ONU，ONU使 用可调收发技术。目前可调收发技术已经普遍应用于骨 干传输网，但这些技术都不适合用于TWDM-PON。传 输网可调发射机和可调滤波器可以在整个C波段或L波 段范围进行调节，支持80波以上调谐。而TWDM-PON 一般只需要几个nm调谐范围，支持4~8波长。而且传 输网器件成本昂贵，难以在接入网用户侧大量使用。开 发适合TWDM-PON ONU应用，其成本可与10G-PON ONU模块基本相当的可调收发技术是关键技术难点。 目前可选的可调收发技术主要是DFB热调和FP腔热调 等，但是对于接入网来说成本仍然偏高。
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研究与开发 Research & Development
FP激光器(IL FP)、反射半导体光放大器(RSOA)和可调 激光器。
图2 WDM-PON工作原理 注入锁定FP和反射半导体放大器的工作原理类 似，都需要一个种子光注入到ONU发射机，该种子光 在ONU发射机IL FP或RSOA中被放大调制后反射回 ODN网络，最后到达OLT接收。不同ONU的波长由其 所连接的分支节点的端口决定。根据种子光实现方式不 同，将注入型WDM-PON区分为外部注入型、波长重用 型和自注入型。外部注入型是在OLT配置一个宽谱光源 或多波长光源作为种子光源，波长重用型利用部分下行 光信号作为种子光源，自注入型利用ONU自己发射的 光信号在RN经过滤波后反射回ONU的光作为种子光。 使用可调激光器的ONU可以调谐激光器发射波长，使 ONU工作在不同的波长实现无色。ONU调谐波长受 OLT控制。如重用分光器型ODN，则ONU接收机需要 采用可调接收机。 WDM-PON的关键技术难题在于如何实现低成本 无色。无色技术中，IL FP与RSOA较有希望实现低成 本，但所需种子光源成本很高，系统功率预算较小。波 长重用型或自注入型虽然不用种子光源，但系统的功率 预算会进一步降低，应用范围受限。可调激光器技术性 能指标最好，但实现低成本宽范围调谐技术难度比较 大。业界目前研究比较热门的是低成本可调发射技术， 可调发射机中没有传统可调激光器的制冷器和波长锁定 器。波长监控置于OLT端，由所有ONU共享。OLT集中 监控各通道波长，将波长偏移信息反馈给各ONU，用
信号波段。对于少量具有1550nm RF业务的电信运营 商反对该方案。
方案三、四：一种为C波段短波长段(如15281535nm)/L波段长波长段(如1596-1604nm)；另外一 种为O波段长波段(1340-1360nm)/ C波段短波长段(如 1528-1535nm)。这两种波长规划可以避免与已有系统 波长冲突，支持已有系统无缝升级演进，支持ONU按 需逐个升级。
等国家宽带国家战略情况。我国非常重视宽带网络的建
设，“十二五”规划明确指出：“十二五”期间，我国
宽带网络基础设施建设将累计投资1.6万亿元，其中宽
带接入网投资5700亿元。根据全国工业和信息化工作
会议指示精神，2012年我国将推动实施国家级“宽带
中国”战略。
表1 各国宽带战略简况
国家
项目
美国 国家宽带计划
10G-EPON之后的可能演进方向，一是在40G、 100G以太网的IEEE 802.3ba标准的基础上，引入低成 本的新型调制技术；二是引入多波长技术，例如基于多 波长10G-EPON的TWDM-PON，通过光层与电层的结 合实现带宽汇聚；三是采用纯WDM-PON。以上几种技 术方案都可以支持40~100Gb/s的带宽能力，目前在业 界处于早期论证阶段。
FSAN/ITU-T定义的10G-GPON(XG-PON1)的上下 行速率为2.5/10Gb/s，并决定停止发展上下行对称带宽 (XG-PON2)的标准。XG-PON1标准于2010年10月发 布，标准化工作较大程度地继承了GPON标准，并进行 了改进和扩展，可以与GPON通过WDM进行共存[2]。截 止到2012年一季度，FSAN已经组织了两次10G-GPON 基于FPGA的互通测试，主要涵盖PMD与TC层。由于 芯片厂商最早的XG-PON1的ASIC芯片预计于2013年下 半年诞生，故XG-PON1的预期商用化与产业成熟时间 在2014年左右。目前国内和国际一些运营商针对基于 FPGA的原型样机已开展了一些测试验证工作，例如中 国电信、法国电信、美国Verizon、英国电信等。Leabharlann 1 下一代光接入技术发展驱动力
宽带网络是未来国家经济社会发展和应对国际竞争
的战略性基础设施，世界银行对全球120个国家的分析
表明，宽带业务普及率每提高10%，将带动GDP增长
1.3%。因此，世界各国纷纷推出了国家级的宽带发展
战略。最新数据显示，推出国家级宽带战略规划的国家
和地区数已经超过100个，表1给出美国、欧盟和我国
另一个需要重点研究的问题是波长调谐控制协议。 为了重用ODN，每个ONU需要选出自己所属波长的 信号。需要研究一种安全高效的波长控制协议，使得 ONU能够快速地接入。此外，多个10G-PON堆叠后， 如何协调多个波长之间的资源使其负载均衡、保证生存 性等也是重要研究内容。
2) WDM-PON技术。 WDM-PON工作原理如图2所示，WDM-PON是采 用波分复用技术的、点对点的无源光网络，每个ONU 独享一个或多个波长。WDM-PON系统一般包含三部 分，OLT、RN和ONU。OLT包含多个波长通道光收发 器，每个收发器件独立地发送或接收用户信号。OLT 也可以使用收发阵列以提高端口密度降低功耗。RN一 般采用AWG等波分复用器将不同的波长分到相应的端 口。ONU支持无色，即每个ONU发射机能够发送不同 波长的信号。实现无色功能主要有三种方式：注入锁定
欧盟资助的SARDANA科研项目(Scalable Advanced Ring-based passive Dense Access Network Architecture)主要研究全光的城域接入融合的WDM/ TDM PON，由UPC大学、FT/Orange等7家单位承担。 该项目研究成果于2010年12月在FT实验室进行了现场 演示。