2011年1月11日消息，PON技術是一種典型的電到多點接入技術，由局側光線路終端（OLT）、用戶側光網(wǎng)絡單元（ONU）以及光分配網(wǎng)絡（ODN）組成。無源是指ODN中不含有任何有源電子器件及電源，全部由光纖和光分路器等無源光器件組成。

　　TDM-PON技術已經(jīng)逐漸走向成熟化、商業(yè)化，BPON、EPON已經(jīng)在很大的范圍內(nèi)被采用，GPON也已在2007年開始部署。于是，很自然的出現(xiàn)了一個問題：如何定位下一代PON技術的發(fā)展方向。

　　傳統(tǒng)上謹慎的做法是構建一種可滿足未來網(wǎng)絡拓展需求，以更低的單用戶價格連接大量的終端用戶，按需求傳送可靈活調(diào)整帶寬的可擴展PON，它將無需對外部構件進行改進就可升級，朝著這個方向，下一代PON的主要發(fā)展趨勢有以下幾個方面：WDM-PON、WDM/TDM混合PON、10G EPON、PON/ROF匯聚、長距離傳輸PON。

1 WDM-PON

　　一種直接升級TDM-PON的途徑是在OLT與ONU之間采用獨立的波長信道，這種方式通過物理上點對多點的PON結構在OLT和每個ONU間形成了點對點的連接，被稱為WDM-PON。

　　相比TDM-PON，WDM-PON有許多優(yōu)勢，例如高帶寬，協(xié)議透明性，安全性更高，靈活的可擴展性，影響WDM-PON大規(guī)模應用的最大問題在于基于不同波長的使用導致ONU的成本高。因此WDM-PON核心技術的發(fā)展都與如何為ONU構建一個便宜和穩(wěn)定的光發(fā)射機相關。為了降低WDM-PON技術運行成本和提高其與原有資源的兼容性，系統(tǒng)設計者和設備供應商已經(jīng)聯(lián)手共同開發(fā)一種無色ONU技術，其中最簡單的方法是使用可調(diào)諧激光器作為光發(fā)射器，但這類激光器價格十分昂貴，不適合用于接入網(wǎng)；另一種是寬光源和頻率切割技術，超輻射發(fā)光二極管（SLD）可發(fā)射出高輸出功率，可以選擇它的中心波長與帶寬，同時它是十分成熟、廉價的光設備。而目前新的有效的WDM-PON技術的實現(xiàn)方案大體上可以分為兩部分：第一部分是從OLT端到ONU端，這一部分采用了WDM技術；第二部分是從ONU端到網(wǎng)絡終端(NT)，這一部分采用了TDM技術。

2 WDM/TDM混合PON

　　WDM/TDMPON將是未來PON的發(fā)展趨勢。由于現(xiàn)階段實現(xiàn)WDM-PON存在不小的難度，因此較為合理的網(wǎng)絡升級策略是從TDM-PON向WDM-PON逐步過渡，而在過渡的過程中，兩者的共存階段是必須要經(jīng)歷的，將出現(xiàn)被稱為WDM/TDM混合PON的多種融合形式。WDM和TDM混合模式的PON結構具有容量大、高可靠、節(jié)約城域光纖資源等突出優(yōu)勢，在將來的接入網(wǎng)絡改造和升級中將發(fā)揮巨大作用。基于WDM技術的PON網(wǎng)絡架構可以兼容現(xiàn)有的1G/2.5G/10 G EPON、GPON和P2P等多種光纖接入技術。通過波長規(guī)劃可以直接承載1310 nm波長的有線電視（CATV）業(yè)務，實現(xiàn)“三網(wǎng)融合”；在線路中引入光鏈路監(jiān)控信號，實現(xiàn)ODN網(wǎng)絡的光鏈路檢測功能。另外通過WDM-TDM PON可以構建一個具有更大接入容量、更高傳輸速率、面向全業(yè)務運營的具有中國特色的全新光接入網(wǎng)。

　　目前最自然的TDM-PON和WDM-PON融合技術是級聯(lián)。在一個WDM/TDM混合PON中，如果每個波長信道間獨自工作，除了源TDM-PON的MAC協(xié)議，網(wǎng)絡中無需一種額外的MAC控制協(xié)議。然而這種方案可能無法有效的利用帶寬，尤其是當一些波長過載而另外的波長輕負載的情況。如果在所有ONU間共享這些波長，那么系統(tǒng)總吞吐量將會得到顯著的提高。基于這個原因，需要一種被稱為動態(tài)波長分配（DWA）算法的波長調(diào)度方案，來通過控制可調(diào)諧激光器(LD)和WDM過濾器使得波長信道動態(tài)化。一種不僅分配時隙，還為ONU分配波長的DWA/DBA算法的融合，是WDM/TDM混合PON發(fā)展的一個重要研究領域。

　　在WDM-PON中提供廣播業(yè)務是困難的，為了解決這個問題，WDM/TDMPON的融合結構正在向PON中添加廣播波長的核心技術方向上進行發(fā)展。

3 10GEPON

　　普通EPON的自然升級是10GEPON，促進10GEPON發(fā)展的主導驅動力是市場需求。為了滿足市場需求，IEEE802.3av10G EPON工作組在2006年9月成立，它們的任務是在2009年完成IEEE 802.3av 10 G EPON標準制定的工作。10 G EPON在系統(tǒng)組成上與1G EPON相同，但需采用支持10 G速率的OLT、ONU和ODN。10 G EPON在系統(tǒng)結構上仍然延續(xù)1 G EPON的典型形拓撲結構。

　　10GEPON分為兩個類型：其一是非對稱方式，即采用10G速率下行，但上行速率與EPON相同仍然為1 G；其二是對稱方式，即上下行速率均為10 G的EPON系統(tǒng)。相比來說，由于PON系統(tǒng)的上行傳輸技術難度較大，因此1 G上行10 G下行方式的10 G EPON系統(tǒng)較為容易實現(xiàn)，目前芯片廠家已經(jīng)可以提供原型系統(tǒng)。但由于該類系統(tǒng)上下行帶寬比達到1:10，因此能否與實際用戶業(yè)務需求的帶寬模型相匹配存在疑問。

　　目前10G下行將采用1574～1580 nm，其與波長范圍在1 480～1 500 nm間的1 G下行共存，保留了1 540～1 560 nm用于處理視頻過載。10 G EPON下行采用10 G的傳輸速率進行廣播已經(jīng)沒有異議，但上行采用1G的傳輸速率還是10 G的傳輸速率，是采用TDMA還是WDMA則還要考慮。

　　采用TDMA技術的10GEPON在成本上無疑較采用WDMA技術的10G EPON要低得多，而且和目前的802.3ah EPON相比成本也不是特別高。但是采用TDMA技術的ONU的數(shù)據(jù)在上傳前必須等待自己的允許周期，不同ONU的上行數(shù)據(jù)中間還有保護時間，更重要的以太網(wǎng)幀是變長的，如果正在等待的ONU發(fā)送之前PON上下行鏈路均在發(fā)送長包，則該ONU可能等待的時間更長，這些因素都導致了采用TDMA的10 G EPON上行方向時延將較大，這對于對時延特別敏感的業(yè)務(如VOIP)十分不利。另外采用TDMA技術的10 G EPON其上行平均帶寬較小(相當于所有ONU共享1 G或10 G的帶寬)。相比之下采用WDMA的10 G EPON每個ONU獨享1 G或10 G上行帶寬，另外上行方向使用的是真正的點對點(P2P)網(wǎng)絡，發(fā)送時無需等待，延時極低。然后不幸的是該方案優(yōu)越的性能需要高昂的成本代價，因此采用WDMA技術的10G EPON不太可能普及到用戶家里，即不適合FTTH應用，但作為FTTB和FTTC還是大有前途的，也可以用于級聯(lián)現(xiàn)有的GEPON。采用TDMA技術的10G EPON，如果能夠解決上行時延過大的問題，在FTTH應用特別是高清IPTV接入領域中將大有作為。

4 PON/ROF匯聚

　　隨著光纖敷設到用戶駐地趨勢的日益深入化，EPON、GPON和WDM-PON已經(jīng)進入了無線接入市場。另外一方面，BWA(寬帶無線接入)技術諸如WiFi/WiMAX/3G正變得流行，它們的優(yōu)勢在于更具拓展性和靈活性。為了充分利用光纖的大容量和無線規(guī)劃的移動固定性，逐步出現(xiàn)了一個很有希望的研究領域，即無線和光網(wǎng)絡的融合。一個簡單的融合例子是在FTTB環(huán)境中EPON和WiFi的級聯(lián)。出于經(jīng)濟可行性考慮，在集中住宅單元部署一個帶有接入到IEEE802.11nWLAN接口的ONU以覆蓋眾多用戶，這是一種替代實現(xiàn)FTTH的好方案。

　　一種真正的光網(wǎng)絡和無線的匯聚可能發(fā)生在基于光纖傳輸?shù)膹V播系統(tǒng)（ROF）。一種關于PON與ROF會聚的新方向是在PON的光纖實體端傳送RF子載波，從而基帶信號數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)調(diào)制的RF信號能同時傳送到有線和無線用戶處。

5 長距離傳輸PON

　　帶有大的分流比，長反饋距離的長距離傳輸PON被認為是下一代光接入網(wǎng)的候選之一，為了延深PON的可達距離至100km，采用的方式是開發(fā)雙向的內(nèi)置光放大器。由于這使得中繼器運作靈活，因此長距離傳輸PON或Super PON的說法有些不正確，取而代之長距離光接入網(wǎng)是個比較可取的名字。

　　迄今為止，已經(jīng)開展了許多以擴展GPON可達距離為主要方式的研究活動，在這些過程中所用的光放大器是EDFAs（摻餌光纖放大器）或SOAs（半導體光放大器）。長距離傳輸PON技術的進步使得城域網(wǎng)發(fā)展重心轉向接入網(wǎng)變得可能，這也是城域和接入?yún)R聚的一個重要的發(fā)展方向。

6 下一代PON演進的主流思路

　　FSAN組織將NG-PON的研究分為兩個部分：NGA1和NGA2。其中，NGA1研究方向主要為制定可兼容當前GPON，能夠共享同一個ODN的下一代PON技術標準，其中包括引入WDM技術的研究，實現(xiàn)stackedGPON技術研究以及長距GPON技術研究，此外，雖然10GGPON也屬于NGA1的范疇，但在FSAN組織暫沒有列入計劃討論。NGA2研究方向則不考慮對于當前GPON網(wǎng)絡兼容性以及PON的兼容性，光波長選擇也不受目前網(wǎng)絡應用的限制，開放式地討論GPON技術發(fā)展?jié)摿Γ壳爸饕接懛较蚴歉咚俾省㈤L距、大分光比的WDM-PON與TDM-PON相結合的混合PON網(wǎng)絡。

7 結語

　　綜上所述，在眾多新出現(xiàn)的PON技術中10GEPON是最有希望的，因為它將提供最高的傳輸容量，最低的單用戶價格以及最方便的方式從1Gb/s升級至10Gb/s。最簡單的以太網(wǎng)協(xié)議使得10 G EPON比10G GPON更容易實現(xiàn)，比之WDM-PON，10 G EPON的單用戶成本將低很多，因為更高速的電子器件遠比光波長器件便宜。

　　為了滿足WDM-PON中無色ONU要求，外部注入鎖定的F-P激光器技術的比特速率受限，可利用RSOA的回環(huán)和重調(diào)制技術使其達到更高的的比特速率。如果RSOA的成本降下來，關于WDM-PON相關標準的出臺，則WDM-PON將獲得更為廣泛的應用前景。

　　WDM/TDM混合PON是一種升級TDM-PON至更高帶寬和更低單用戶成本的理想過渡方法。一種跨越不同TDM-PON的ONUs共享可調(diào)諧激光器，因而MAC層協(xié)議和為具體的網(wǎng)絡配置設置的DWA/DBA融合算法需要得到進一步的發(fā)展改進。比之WDM/TDM混合PON，視頻廣播/多播和Long-Reach光接入網(wǎng)需要更多的關注，而光纖和無線的匯聚是一個新的研究領域。

　　所有這些系統(tǒng)很有可能在可預見的將來共存，總體說來下一代PON趨向于大帶寬、大分光比以及長距的方向發(fā)展，EPON與GPON標準組織分別采用了單波長提速和單纖提速和單纖多波長的技術思路。

　　盡管目前尚無對下一代PON成文的具體分類方式，但對于下一代PON的主流發(fā)展趨勢與技術的認識是基本一致的，即從技術、成本、市場等諸多因素方面考慮，相對而言，WDM/TDM-PON融合技術具有更順暢、更現(xiàn)實的近期發(fā)展前景，伴隨著迅速增長的帶寬等需求，10GEPON技術的相關理論也有望在不遠的將來得到跨越式的發(fā)展，而WDM-PON技術則是較為理想的遠期發(fā)展目標。當然，由于網(wǎng)絡技術日新月異的發(fā)展，所述多種技術在具體網(wǎng)絡應用時存在相當?shù)默F(xiàn)實無法預料性，且技術本身存在的問題也有待在實踐中進行深入研究，因此無法斷言現(xiàn)今正流行或被一致看好的技術一定會在將來得到很好的應用前景，對此ATM網(wǎng)絡就是一個很好的反例。

　　基于中國具體國情考慮，10GEPON的技術思路更符合中國FTTB的建設思路，更有利于FTTB（EPON）+LAN/xDSL網(wǎng)絡的演進發(fā)展。