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Union-PON,全业务光纤接入解决方案
苏婕,何子安,马小松
来源:中兴通讯
摘要:中兴通讯推出EPON/10G EPON和WDM-PON共存的全业务光纤接入(Union-PON)解决方案,Union-PON。
Abstract:
Key words :

随着近几年来无源光网络技术(PON :Passive Optical Network)的发展和成熟,FTTx技术开始在全球领域得到大规模应用。目前较为成熟的EPON是一种基于时分复用的无源光网络。近年来,随着人们对带宽资源需求的不断提高,一种新型的波分复用无源光网络(WDM-PON)被提出。WDM-PON充分利用了光纤的波长带宽资源,极大地拓展了无源光网络的总带宽,成为未来无源光网络系统构架的一个优选方案。

虽然WDM-PON系统较TDM-PON系统有较多优势,但由于传统的TDM-PON网络已经形成规模部署,因此,在未来相当一段时期内,WDM-PON不可能完全取代TDM-PON。那么,如何利用现有的TDM-PON光线路资源,使WDM-PON与TDM-PON在同一个光分配网络(ODN)上实现共存,就成为电信运营商目前迫切需要解决的问题。另一方面,各大运营商都朝着全业务运营商方向发展,同时掌握着大量有线和无线网络资源,如何将这两者进行有效整合,以产生最高的利用效益,也成为各大运营商关注的焦点。
如果能利用已大规模部署的基于TDM-PON技术的EPON/10G EPON网络,来实现有线和无线相互融合的全业务光纤接入网络,那么运营商就无需另外铺设光纤光缆,就能使移动业务直接延伸至所有原先有线业务覆盖的区域。基于此中兴通讯推出EPON/10G EPON和WDM-PON共存的全业务光纤接入( Union-PON)解决方案,Union-PON。
Union-PON的关键技术
Union-PON的网络结构

Union-PON组网图如图1所示,其中,TDM-PON部分用于承载有线宽带信号,WDM-PON部分用于承载移动基站信号,两者通过共存波分复用器共用一个ODN网络。该系统包括:WDM-PON中心局(BBU所在处)、WDM-PON用户终端(RRU所在处)、EPON/10G EPON中心局、EPON/10G EPON用户终端、共存波分复用器、主干光纤和光分配网络。在WDM-PON中心局,不同的BBU所发送的移动基站信号被波长转换器件W240转换成不同波长的WDM信号,再通过共存波分复用器和来自EPON/10G EPON中心局的TDM信号进行波长复用,后共同输入主干光纤进行复合传输;光分配网络将主干光纤中的WDM信号和TDM信号分别输出至WDM-PON用户终端和EPON/10G EPON用户终端,WDM-PON用户终端的WDM信号再通过波长转换器(W240或W220)被转换回移动基站信号,并通过RRU发送至用户。反之亦然。所述WDM信号的工作波长与EPON/10G EPON信号的工作波长相区分,都包含在单模光纤允许的波长范围内。
Union-PON波长划分方案如图2所示:
● EPON/10GEPON上行波长范围,1260nm~1360nm;
● EPON/10GEPON下行波长范围,1480~1500nm、1574~1580nm;
● WDM-PON 的波长范围,在光纤能够传输的1260~1600nm波段除去上述3个波段的剩余波段进行分配。
共存波分复用器

在Union-PON解决方案中,EPON/10GEPON和WDM-PON所使用的不同波段间的波长路由是由一个无源器件——共存波分复用器WDM来完成的。为了保证这两种网络的通信业务互不干扰,需要保证EPON/10GEPON波段和WDM-PON波段之间的串扰尽可能小,要求WDM器件具有较高的通道隔离度,同时为了减少对原有EPON/10GEPON网络的跨段损耗影响,需要保证WDM1器件的插损也尽可能小。
承载无线BBU-RRU间业务的WDM-PON模块

Union-PON解决方案中承载无线业务的WDM-PON模块,可以是密集波分复用模块(DWDM模块),也可以是稀疏波分复用模块(CWDM模块)。考虑到目前业界CWDM模块技术成熟,成本低廉,中兴通讯推出的Union-PON解决方案采用CWDM技术来承载无线基站信号(简称为CWDM-PON)。ITU-标准规定的CWDM的波长分配图见图3。
除EPON/10G EPON已经占用的波段以外,还可以选用多达5对BBU-RRU工作波长,充分利用了光纤线路的波长带宽资源,以最低廉的成本,实现最大的移动基站信号覆盖范围。具体选用波长如下:
● 基于G.652A&B光纤
BBU发射波长:1511nm,1531nm,1591nm,1611nm;
RRU发射波长:1411nm,1431nm,1451nm,1471nm。
● 基于G.652C&D光纤
BBU发射波长:1511nm,1531nm, 1551nm,1591nm,1611nm;
RRU发射波长:1391nm,1411nm,1431nm,1451nm,1471nm。
实测结果
我们进行了CWDM-PON 承载BBU和RRU业务和EPON/10GEPON,在同一个ODN网络共存的验证实验。
(1)EPON和BBU-RRU共存系统误码和丢包测试
BBU和RRU的承载系统5对波长满配置,业务接入类型分别为2.488Gbps速率的SDH业务和1.25Gbps速率的GE业务。共存系统传输光纤分别为20km和30km,两种情况下测试结果均为BBU和RRU的承载系统24h测试无误码和丢包; EPON系统24h测试无丢包。
(2)BBU-RRU承载系统光传输抖动性能测试
测试了BBU和RRU的承载系统在ODN网络中的传输抖动情况,传输光纤分别为20km和30km,测试结果如下:
● 在STM-16,5 kHz to ~20 MHz条件下,所有通道输出抖动均小于0.15 UI;
1~20MHz条件下,所有通道输出抖动均小于0.09UI。
● 输入抖动容限所有通道均满足ITU-T G.825要求。
● 测试结果说明,Union-PON系统中的TDM-PON和WDM-PON两部分在共存情况下互无干扰,显示出良好的兼容性。而且系统增加的光器件对跨段损耗的影响也非常小。
小结
Union-PON解决方案具有以下特点:
利用现有EPON系统的ODN网络,有效节省管线、光缆线路设施的建设和维护等综合投资;
BBU-RRU与EPON/10G EPON 共存组网兼容性好,工程实施方便灵活;没有增加额外的设备成本;共存波分复用器对EPON/10G EPON的插损小于1.5dB,对原有的EPON/10 GEPON网络功率预算影响很小;
采用CWDM-PON,利用廉价的波长转换模块,以较低的成本实现了多对BBU-RRU的部署,极大地降低了移动网络的建设成本。
综上所述,Union-PON可以继承EPON/10G EPON大规模部署的成熟经验,可以在不改变现有ODN网络的情况下同时承载宽带业务和移动业务,以最低廉的成本,实现有线网络和无线网络的融合。
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