无源光网络(PassiveOpticalNetwork，PON)的发展，即将从EPON(EthernetPassiveOpticalNetwork)及GPON(Gigabit-capablePassiveOpticalNetwork)进入更高速的10GPON阶段。本文叙述10G-EPON/XG-PON的演进过程，探讨10GPON标准的主要设计内容，并分析10GPON组件设计的关键技术。
EPON先发GPON后来居上
PON已成为光纤到户网络的主要技术，EPON及GPON普遍为全球各电信营运商采用，亚太地区如日本NTT、韩国KT和中国的中国电信(CT)、中国联通(UT)等，由于时间及成本考虑，先采用技术成熟较早的EPON进行光纤到户建设，其中日本更大量建设EPON网络，以光纤到户网络做为主要有线宽带接取网络，NTT现阶段用户数已超越一千八百万;台湾中华电信则于2007年开始引进EPON设备。
GPON技术为国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)推动的PON标准，随着GPON规格完善及设备渐趋成熟，欧美地区电信营运商纷纷选择采用GPON技术，如美国威瑞森(Verizon)及欧洲之法国电信(FT)、英国电信(BT)、德国电信(DT)、意大利电信(TI)等主要业者，而大陆地区除了中国移动外，中国电信、中国联通也同时建设GPON网络。
GPON的发展时间虽然较晚，但由于具备更高速率、标准性等因素，后续成长性超越EPON。据市场研究机构Ovum调查指出，2012年GPON光纤线路终端(OLT)的出货量首度超越EPON，未来几年市场也预估GPON将优于EPON，俨然成为光纤到户网络建设主流。
10GPON发展兴起
随着EPON和GPON技术成熟，全球各电信营运商陆续建设光纤到户网络，预估未来几年EPON/GPON的建设速度将会来到高峰后逐渐趋缓。同时，因应新服务及带宽需求增加，下一代的10GPON网络技术与市场将随之兴起。
10GEPON及GPON的标准已分别由电机电子工程协会(IEEE)与ITU-T制定完成，IEEE组织已于2009年完成IEEE802.3av10G-EPON标准的制定;在ITU-T方面则与全存取服务网络(FullServiceAccessNetwork，FSAN)组织负责GPON后续之NG-PON(NextGenerationPON)标准制订，自2010到2012年ITU-T陆续公布G.987系列XG-PON(10-Gigabit-capablePassiveOpticalNetwork)标准文件。
在实际网络建设上，10G-EPON这几年的建设量已逐渐增加，如中国电信2013年的采购已开始包含10G-EPON，未来几年10G-EPON网络将持续增长;而XG-PON的建设因技术发展较慢且受ITU-T目前制定NG-PON2标准影响，目前营运商仍于试用、测试阶段。
IEEE10G-EPON承袭802.3ah标准
10G-EPON的标准为IEEE802.3av，它继承EPONIEEE802.3ah标准，主要的改变为提升传输速率，10G-EPON的下行速率是10Gbit/s，而上行的速率有1Gbit/s和10Gbit/s两种选择。在PCS层(PhysicalCodingSublayer)，10Gbit/s速率以点对点10G以太网络标准做为基础，采用64B/66B编码，对于上行1Gbit/s则采用如同EPON的8B/10B编码方式。10G-EPON的向前错误校正(ForwardErrorCorrection，FEC)编码为强制要求功能，采用的RS(Reed-Solomon)编码参数与EPON不同，更正错误能力增加到16个字节。10G-EPON基本上沿用EPON系统的多点控制协议(Multi-PointControlProtocol，MPCP)协议，加快了10G-EPON设备成熟与进入市场的速度。
基于延续EPON市场的考虑，10G-EPON在光分布网络(OpticalDistributionNetwork，ODN)共享的需求前提下平滑演进，并在EPON与10G-EPON共构时，使用波分复用(WDM)技术对不同光波长的EPON与10G-EPON光信号进行多任务与滤波。
ITU-TXG-PON以非对称系统为主
在ITU-T方面，依据ITU-TSG15/Q2所规划的NG-PON包括两个阶段：一个是扩展GPON标准、兼容现有ODN的NG-PON1阶段;一个是可以不受现有GPON标准与网络限制的NG-PON2阶段。XG-PON属于NG-PON1阶段，非对称系统(上行2.5Gbit/s，下行10Gbit/s)称为XG-PON1;对称系统(上行10Gbit/s，下行10Gbit/s)称为XG-PON2，但考虑实际应用需求，XG-PON2的标准制定无疾而终，后续完成标准制定的为非对称系统的XG-PON。目前G.987系列已于2010年10月完成为XG-PON标准。
此外，ITU-T以GPONONT管理控制接口(OMCI)为基础进行扩展，形成新的OMCI标准G.988，做为ITU-T的光接取网络终端管理基础标准。XG-PON基本上是G-PON的改良与性能提升，具备更高的速率、支持更大的分歧比及渐进的网络演进，以服务更多用户，提高用户更高的带宽。
XG-PON的一般需求与物理层需求规范于G.987.1与G.987.2中，XG-PON的速率为上行2.5Gbit/s、下行10Gbit/s，线路编码为NRZ(NonReturntoZero)码，OLT与光纤网络单元(ONU)设备间的多任务传输技术与GPON同为上行分时多任务存取(TimeDivisionMultipleAccess，TDMA)下行TDM，XG-PON支持的光分路比至少为1：64，较GPON支援更多ONU。XG-PON的传输汇集(TransmissionConvergence，TC)层标准则规范于G.987.3，其XGTC(XG-PONTransmissionConvergence)层架构大致沿用GPON，但因XG-PON的速率提升与用服务户数增加，XGTC层的规格做了一些调整，以利于XG-PON的实现与处理。如ONU-ID、Port-ID、Alloc-ID等的位宽度增加，新增PON-ID;FEC、Scrambling等的编码长度增长;PLOAM(PhysicalLayerOAM)信息的长度也增加。另外，带宽分配改以字组(Word)为单位;而XGEM(XG-PONEncapsulationMethod)信框结构也增加加密相关字段。
基于GPON到XG-PON的演进与共存，GPON和XG-PON可以透过波分复用组件共存于ODN网络，图1描述G.987中GPON和XG-PON的共存网络示意图。对于XG-PON以及10G-EPON，设计上必须考虑新旧系统的演进与共存，光组件的设计特别重要，为达到10Gbit/s速率，避免啁啾(Chirp)现象产生，激光光源的选用，OLT的收信号方面采取突发模式(Burst)，以及如何在70℃的环境下能达到光输出信号稳定平衡，这些因素影响OLT光收发模块特性。
责任编辑：饶军
