1.引言作为提供宽带及其它接入服务的未来基础架构，无源光网络(PON)已日益普及。新兴的IEEE802.3av10GEPON[1]标准是一种最新、速度最快的时分多址(TDMA)PON协议。随着超过100Mbit/s容量的IEEE802.11n无线和有线网络的家庭部署成本之不断降低，家庭网络的带宽需求同时相对提高，成为推动现有技术向10GEPON标准发展的一大动力。此外，客户对数字视频点播的需求有望进一步提高，而这也将成为推动10GEPON技术发展的另一个推动力量。尽管当前的PON系统能够满足上述某些需求，但随着高清视频的推广，用户必然需要更快速的PON技术。本文首先将简短回顾一下TDMAPON协议的概念，随后将介绍10GEPON协议及其与目前正在部署的EPON协议的区别。2.PON介绍如图1所示，PON系统在光纤线路终端(OLT)使用单光纤收发器，通过无源光纤信号分配器构建的树形／总线网络为不同用户提供服务。10GEPON协议使用TDMA，在此机制下，OLT不仅将广播下行数据，同时还将与所有光网络单元(ONU)实现信息同步。ONU可根据数据包地址信息识别下行数据。在上行方向上，OLT将为每个ONU分配（或授予）传输数据的时间周期。OLT上行传输时间的分配包括一个监控时间，以确保不同ONU的传输不会在OLT接收机上发生重叠。OLT可根据它与ONU之间的往返时延大幅地缩短监控时间。3.基于以太网的IEEE802.3av10Gbit/sPON(10GEPON)10GEPON构建于EPON标准基础之上并加以发展，使EPON与10GEPON系统能够通过粗波分复用(CWDM)以及时分多路复用(TDM)技术相结合，在同一PON上实现共存。上述二者都可通过VoIP技术进行语音通信，并通过电路仿真业务(CES)传输其它的TDM客户端信号。3.1.10GEPON物理层10GEPON下行MAC的传输速率为10Gbit/s。上行传输支持1Gbit/s与10Gbit/s这两种传输速率。所有10Gbit/s信号均采用64B/66B模块线路代码，从而实现了10.3125Gbit/s的线路速率。1Gbit/s上行采用相同的8B/10B模块线路代码作为EPON，因而实现了1.25Gbit/s的线路速率。如图1所示，我们通过CWDM在同一PON光纤上实现下行和上行数据传输的分离。由于每个OLT端口均有多个ONU，因此我们选择的波长频段需允许在ONU使用低成本的激光。10GEPON针对1Gbit/s上行运行采用与EPON一样的波长，因此OLT能针对所有的1Gbit/s信号使用相同的接收器。由于10Gbit/s与1Gbit/s上行传输的波长频带相互重叠，因此上行带宽需要在使用1Gbit/s与10Gbit/s上行传输的ONU之间实现时间共享。通过动态带宽分配(DBA)算法将上行带宽在EPON和10GEPON之间进行分配。双速率运作是指OLT能从在同一PON上采用1Gbit/s与10Gbit/s速率的ONU上接收上行信号。由于10GEPON也能在EPON所采用的同一PON光纤分配网络上运作，因此我们能获得如下优势：使客户能采用最低成本的ONU实现所需业务。可通过升级OLT，然后根据需要对ONU进行升级，从而使网络从EPON升级至10GEPON过渡。现有网络和服务在网络升级过程中仍能继续工作。图1显示了OLT支持EPONONU、10Gbit/s下行与1Gbit/s上行ONU以及10Gbit/s上行与下行ONU的混合组合。我们将在以下章节进一步讨论支持EPON和10GEPONONU共存的ONU及其它协议扩展。与EPON一样，可将1550至1560nm的波长频带保留以用于下行视频传输。图1EPON与10GEPONONU共享同一PON的示意图802.3av规范采用1:16（如单个PON上的16个ONU连接至一个OLT接口）或1:32的分光比作为光纤链路损耗预算的参考。实际上，如果其他光纤损耗（如光纤长度）有限，可以抵消拆分比翻倍情况下额外的3dB损耗，那么我们也可采用1:64或1:128这种更大的分光比。（注意，实际分光比限制取决于损耗预算和所需单位ONU带宽等光纤参数的组合。）与EPON一样，10GEPON上行突发时间的要求不是很严格，因此可使用现有的成品器件。3.2.信号格式与媒体存取控制(MAC)协议3.2.1.信号格式下行信号实际上就是以太网帧与闲置字符组成的串流，这与点对点10Gbit/s以太网信号基本相同，只是额外增加了前向纠错(FEC)编码。此外，上行信号实际上也与以太网信号流相同，只是如上所述采用了TDM