應(yīng)用背景
隨著近幾年來無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(PON :Passive Optical Network)的發(fā)展和成熟,F(xiàn)TTx技術(shù)開始在全球領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用。目前較為成熟的EPON是一種基于時分復(fù)用的無源光網(wǎng)絡(luò)。近年來,隨著人們對帶寬資源需求的不斷提高,一種新型的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)被提出。WDM-PON充分利用了光纖的波長帶寬資源,極大地拓展了無源光網(wǎng)絡(luò)的總帶寬,成為未來無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)架的一個優(yōu)選方案。
雖然WDM-PON系統(tǒng)較TDM-PON系統(tǒng)有較多優(yōu)勢,但由于傳統(tǒng)的TDM-PON網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成規(guī)模部署,因此,在未來相當(dāng)一段時期內(nèi),WDM-PON不可能完全取代TDM-PON。那么,如何利用現(xiàn)有的TDM-PON光線路資源,使WDM-PON與TDM-PON在同一個光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)上實現(xiàn)共存,就成為電信運營商目前迫切需要解決的問題。另一方面,各大運營商都朝著全業(yè)務(wù)運營商方向發(fā)展,同時掌握著大量有線和無線網(wǎng)絡(luò)資源,如何將這兩者進行有效整合,以產(chǎn)生最高的利用效益,也成為各大運營商關(guān)注的焦點。
如果能利用已大規(guī)模部署的基于TDM-PON技術(shù)的EPON/10G EPON網(wǎng)絡(luò),來實現(xiàn)有線和無線相互融合的全業(yè)務(wù)光纖接入網(wǎng)絡(luò),那么運營商就無需另外鋪設(shè)光纖光纜,就能使移動業(yè)務(wù)直接延伸至所有原先有線業(yè)務(wù)覆蓋的區(qū)域。基于此中興通訊推出EPON/10G EPON和WDM-PON共存的全業(yè)務(wù)光纖接入(Union-PON)解決方案,Union-PON。
Union-PON的關(guān)鍵技術(shù)
Union-PON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
Union-PON組網(wǎng)圖如圖1所示,其中,TDM-PON部分用于承載有線寬帶信號,WDM-PON部分用于承載移動基站信號,兩者通過共存波分復(fù)用器共用一個ODN網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)包括:WDM-PON中心局(BBU所在處)、WDM-PON用戶終端(RRU所在處)、EPON/10G EPON中心局、EPON/10G EPON用戶終端、共存波分復(fù)用器、主干光纖和光分配網(wǎng)絡(luò)。在WDM-PON中心局,不同的BBU所發(fā)送的移動基站信號被波長轉(zhuǎn)換器件W240轉(zhuǎn)換成不同波長的WDM信號,再通過共存波分復(fù)用器和來自EPON/10G EPON中心局的TDM信號進行波長復(fù)用,后共同輸入主干光纖進行復(fù)合傳輸;光分配網(wǎng)絡(luò)將主干光纖中的WDM信號和TDM信號分別輸出至WDM-PON用戶終端和EPON/10G EPON用戶終端,WDM-PON用戶終端的WDM信號再通過波長轉(zhuǎn)換器(W240或W220)被轉(zhuǎn)換回移動基站信號,并通過RRU發(fā)送至用戶。反之亦然。所述WDM信號的工作波長與EPON/10G EPON信號的工作波長相區(qū)分,都包含在單模光纖允許的波長范圍內(nèi)。
Union-PON波長劃分方案如圖2所示:
● EPON/10GEPON上行波長范圍,1260nm~1360nm;
● EPON/10GEPON下行波長范圍,1480~1500nm、1574~1580nm;
● WDM-PON 的波長范圍,在光纖能夠傳輸?shù)?260~1600nm波段除去上述3個波段的剩余波段進行分配。
共存波分復(fù)用器
在Union-PON解決方案中,EPON/10GEPON和WDM-PON所使用的不同波段間的波長路由是由一個無源器件——共存波分復(fù)用器WDM來完成的。為了保證這兩種網(wǎng)絡(luò)的通信業(yè)務(wù)互不干擾,需要保證EPON/10GEPON波段和WDM-PON波段之間的串?dāng)_盡可能小,要求WDM器件具有較高的通道隔離度,同時為了減少對原有EPON/10GEPON網(wǎng)絡(luò)的跨段損耗影響,需要保證WDM1器件的插損也盡可能小。
承載無線BBU-RRU間業(yè)務(wù)的WDM-PON模塊
Union-PON解決方案中承載無線業(yè)務(wù)的WDM-PON模塊,可以是密集波分復(fù)用模塊(DWDM模塊),也可以是稀疏波分復(fù)用模塊(CWDM模塊)。考慮到目前業(yè)界CWDM模塊技術(shù)成熟,成本低廉,中興通訊推出的Union-PON解決方案采用CWDM技術(shù)來承載無線基站信號(簡稱為CWDM-PON)。ITU-標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的CWDM的波長分配圖見圖3。
除EPON/10G EPON已經(jīng)占用的波段以外,還可以選用多達5對BBU-RRU工作波長,充分利用了光纖線路的波長帶寬資源,以最低廉的成本,實現(xiàn)最大的移動基站信號覆蓋范圍。具體選用波長如下:
● 基于G.652A&B光纖
BBU發(fā)射波長:1511nm,1531nm,1591nm,1611nm;
RRU發(fā)射波長:1411nm,1431nm,1451nm,1471nm。
● 基于G.652C&D光纖
BBU發(fā)射波長:1511nm,1531nm, 1551nm,1591nm,1611nm;
RRU發(fā)射波長:1391nm,1411nm,1431nm,1451nm,1471nm。
實測結(jié)果
我們進行了CWDM-PON 承載BBU和RRU業(yè)務(wù)和EPON/10GEPON,在同一個ODN網(wǎng)絡(luò)共存的驗證實驗。
(1)EPON和BBU-RRU共存系統(tǒng)誤碼和丟包測試
BBU和RRU的承載系統(tǒng)5對波長滿配置,業(yè)務(wù)接入類型分別為2.488Gbps速率的SDH業(yè)務(wù)和1.25Gbps速率的GE業(yè)務(wù)。共存系統(tǒng)傳輸光纖分別為20km和30km,兩種情況下測試結(jié)果均為 BBU和RRU的承載系統(tǒng)24h測試無誤碼和丟包; EPON系統(tǒng)24h測試無丟包。
(2)BBU-RRU承載系統(tǒng)光傳輸抖動性能測試
測試了BBU和RRU的承載系統(tǒng)在ODN網(wǎng)絡(luò)中的傳輸抖動情況,傳輸光纖分別為20km和30km,測試結(jié)果如下:
● 在STM-16,5 kHz to ~20 MHz條件下,所有通道輸出抖動均小于0.15 UI; 1~20MHz條件下,所有通道輸出抖動均小于0.09UI。
● 輸入抖動容限所有通道均滿足ITU-T G.825要求。
● 測試結(jié)果說明,Union-PON系統(tǒng)中的TDM-PON和WDM-PON兩部分在共存情況下互無干擾,顯示出良好的兼容性。而且系統(tǒng)增加的光器件對跨段損耗的影響也非常小。
小結(jié)
Union-PON解決方案具有以下特點:
利用現(xiàn)有EPON系統(tǒng)的ODN網(wǎng)絡(luò),有效節(jié)省管線、光纜線路設(shè)施的建設(shè)和維護等綜合投資;
BBU-RRU與EPON/10G EPON 共存組網(wǎng)兼容性好,工程實施方便靈活;沒有增加額外的設(shè)備成本;共存波分復(fù)用器對EPON/10G EPON的插損小于1.5dB,對原有的EPON/10 GEPON網(wǎng)絡(luò)功率預(yù)算影響很??;
采用CWDM-PON,利用廉價的波長轉(zhuǎn)換模塊,以較低的成本實現(xiàn)了多對BBU-RRU的部署,極大地降低了移動網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。
綜上所述,Union-PON可以繼承EPON/10G EPON大規(guī)模部署的成熟經(jīng)驗,可以在不改變現(xiàn)有ODN網(wǎng)絡(luò)的情況下同時承載寬帶業(yè)務(wù)和移動業(yè)務(wù),以最低廉的成本,實現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的融合。