25GE EPON

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秘密▲
2020
25G-EPON
技术介绍

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秘密▲
PON技术发展日新月异，持续演进
带宽提供能力 几百兆
PON 技术
2012年4月， FSAN选择TWDM-
PON作为NG-PON2的主要技术，
PtP WDM作为补充。
2015年7月，IEEE 建立100G-
EPON Study Group，后续100G
目标删除，预计2020年完成标准，
单波长至少25Gbps。
ITU 已开展基于单波长的超
10Gbps的PON技术研究，并已经
完成技术白皮书编写。
2.5G 10G n*10G n* 25G/50G
EPON 10G-EPON
GPON
A/BPON
TWDM-PON
PtP WDM
25G PON？
50G PON
1*50G PON
融合PON
?
XG-PON
XGS-PON
2004 2009
1990’s 2007
2010
2016
2015
4*50G PON
25G/50G-EPON

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ITU-T 新一代 50G PON标准开始制定
G.HSP has been agreed at ITU meeting in Jan.2018
 G.hsp.req : Higher Speed Passive Optical Networks: Requirements
 G.hsp.ConvTC : Higher Speed Passive Optical Networks: Common
Transmission Convergence layer
 G.hsp.50Gpmd : Higher Speed Passive Optical Networks: 50G PMD
 G.hsp.TWDMpmd : Higher Speed Passive Optical Networks: TWDM
PMD
 System Architecture： Single wavelength on each direction, such as
50G/10G，50G/25G，50G/50G
 Wavelength Plan ： Coexistence with XG(S)-PON to be taken into
account.
 Line Modulation Mode ： It is essential to research further to pick
out the Line Modulation Mode which is more technically and
economically feasible among PAM4，DMT, NRZ, EDB, etc.
 OPL ： It is necessary to support the GPON and XG(S)-PON ODN
which have already been massively deployed.
General requirements for 50G TDM-PON:
单波长50G PON标准2018年1月已立项

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IEEE与 ITU PON标准融合趋势
IEEE
802.3ca:
PON
Transport
Functions
PMD
PCS
MPRS
MPCP
Wavelengths
Forward Error Correction
Channel Bonding
Discovery & Registration
GATE/REPORT processing
Power Budgets
ITU-T
Q2/15:
PON System
Functions
PON
Data
Path
Security
Service
Availability
Policing
Encryption
Multi-Channel Protection
QoS
Shaping
Scheduling
Authentication
Monitoring Alarms
Operations
Power Saving
Software Updates
BBF
FAN WA:
PON
Management
ONU
YANG
Model
Configuration / Provisioning
Statistics Collection Events
OLT
YANG
Model
Configuration / Provisioning
Statistics Collection Events
物理层融合
• 融合较容易
• 可采用相同的波长、相同的线路速率、相同的线路编码、相同的FEC
等
• 更严格的功率预算指标和突发同时间
• 可以整合产业链资源，降低研发风险和成本
协议层融合
• 无法简单融合
• IEEE和ITU在帧结构，QoS等方面存在较大差异
• ITU更加注重传输效率和精确的时间管理
• NG EPON在标准化过程中也吸收ITU的特征，开始实现融合
管理层融合
• 融合较容易
• 简化运营商运维难度
• GPON向25G/50G PON演进过程中，ITU PON系统的管理系统会发生突
变(OMCI->YANG)，对传统的ITU PON运营商是一个巨大挑战

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25G/50G-EPON目前正处于标准制定阶段
IEEE 802.3ca 25G/50G-EPON
 目标：支持25G/50G的MAC速率并与10G-EPON共存
 里程碑: 2018年5月1.0版本，2019年1月2.0版本，2019年7月
3.0版本，2020年1月发布标准草案。
WM
WM
10G MAC
25G MAC
50G MAC
25G PMD
25G PMD
25G PMD
10G MAC
25G MAC
50G MAC
10G PMD
25G PMD
25G PMD
25G PMD
10G PMD
WM
Splitter
10G PON OLT
25G PON OLT
50G PON OLT
10G PON ONU
25G PON ONU
50G PON ONU
单波长非对称10G/25G，对称25G/25G，2波长对称50G/50G的25G/50GPON系统
O波段波长规划，通过1x25G上行波长2个选项(1270+/-10nm和1310+/-10nm)，第
二个上行25G波长(1320+/-2nm)，一个下行波长(1358+/-2nm)

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单波长25G-EPON关键技术简介
01
编码技术
NRZ编码
02
波长规划
全O波段
03
发射技术
25G激光器
04
接收技术
25G APD
05
增强纠错
LDPC
 关键技术
 NRZ调制，系统实现简单
 O波段波长规划，色散性能好
 采用25G 激光器和25G APD，重用数据中心产业链资源
 采用增强纠错码用于弥补光功率预算不足
 方案优势
 光功率预算优
 电层复杂度低，功耗低
 可由10G PON平滑演进
 LDPC可以提供更高的编码增益

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单波长25G-EPON编码技术选择
综合技术发展趋势和实现难度，25G时代应该沿用NRZ传输，PAM等调制格式对单波长50G更为合适
No.1
NRZ
传输格式 性能 器件 实现
好
较差
好
较差
NRZ
EDB
ODB
PAM4
25G
10G
改造
25G
10G
改造
简单
简单
较复
杂
复杂

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25G/50G-EPON波长规划最终方案
1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360
25G UW1 25G
DW1
25G
DW0
25G UW0
10G-EPON/XG(S)-PON G-PON
25G
UW2
全O波段波长规划
充分利用已有O波段25G器件
传输色散最小，无需考虑色散补偿
1x25和2x25波长规划
1x25G上行波长2个选项(1270和1310)
第二个上行25G波长(1320nm)
2代PON WDM共存原则
2个下行波长和2上行波长共存
3代PON不共存，波长可以释放
IEEE和ITU波长规划一致
物理层融合,
可向50G PON平滑演进

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波长规划共存和演进分析
A B
D
C
G-PON + 25G-PON
1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360
G-PON US
25G
DS
25G US
1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360
50G
US
25G
DS
50G
DS
25G US
25G上行：1270+/-10nm
25G下行：1342+/-2nm
10G-PON + 25G-PON
1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360
25G US
25G
DS
10G-PON
US
25G上行：1310+/-10nm
25G下行：1358+/-2nm
25G-PON + 50G-PON(1x50)
25G上行: 1270+/-10nm
25G下行：1342+/-2nm
50G上行：1300+/-2nm
50G下行：1358+/-2nm
25G-PON -> 50G-PON(2x25)
1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360
25G UW1
25G
DW
1
25G UW0
25G
DW
0
25G上行：1270&1300
25G下行：1342&1358
G-PON(Narrow)

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25G-EPON功率预算分析
10G/10G
ONU
25G Tx
10G Tx
25G Rx
10G/1G Rx
DS0
1577
US0
1270
10G Tx
25G Rx
1577
DS0
25G/10G
Combo OLT
25G/10G
ONU
25G/25G
ONU
25G Tx
25G Rx
US0
DS0
10G Tx
10G Rx
1270
1577
10G Tx: +4dBm
10G Rx: -28.5dBm
10G Tx: +4dBm
25G Rx: -25.7dBm
25G Tx: +4+TDP dBm
25G Rx: -25.7dBm
10G Tx: +2dBm
10G Rx: -28dBm
TDP 1.5dB
ODN loss 29dB
25G Tx: +4.8dBm
25G Rx: -25dBm
S/R R/S
 25G-EPON的网络架构与10G-EPON相同 能够与10G-EPON
共存
 25G APD的接收机灵敏度较低，因此满足29dB ODN功率预
算的情况下，对发射机功率要求较高
PR-S20 PR-S30 PR-A20 PR-A30
25G/50G
对称
25G/50G
对称
25G/50G
非对称
25G/50G
非对称
<=24dB① <=29dB② <=24dB① <=29dB②
① 1:16, 20km or 1:32, 10km
② 1:32, 20km

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64b/66b -> 256b/257b
64/66编码效率较低，速率越高浪费越严重。为提
高效率,采用4组64b/66b编码重组成为一个
256b/257b编码。
Transcoder
25GMII -> 64b/66b
接收到2个25GMII字段，删除Idle字符和去掉控制字
节，封装为一个64b/66b编码有效数据。
Transmit/Encode
Scrambler -> FEC encoder
由于目前25G光器件的功率以及灵敏度水平尚在提升阶段，
采用增强纠错码来补偿目前25G光器件能力与PR30功率预
算要求之间的差距。
FEC Encoder
256b/257b -> Scrambler
使原有的数据序列变得具有随机性，易于时
钟的恢复。
Scrambler
25G-EPON 物理编码子层(PCS)功能介绍

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按照目前25G器件的平均能力水平，大约
需要FEC能够额外提供1-2dB的编码增益  能长码字情况下可以提供更高的编码增益
 通过稀疏的校验矩阵以及通过并行处理可以降
低预算复杂度。
FEC进行相应的缩短和穿刺，实现LDPC(16888,
14328)，从而完成25GMII@25Gb/s到
PMD@25.78125Gb/s映射
25G-PON采用LDPC Encoder(16888, 14328)提供额外的编码增益
增强纠错码的选择 - LDPC
LDPC具有更好的性能：

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802.3ca标准中LLID赋予了更多的含义
• GLID：用于对多个ULID授权，类似于G-PON的Alloc-ID。
• ULID：携带用户的traffic data。一个ONU可以携带多个
ULID，用于携带不同的业务。
• MLID ：用于携带管理消息(OAM PDUs)，原则上也是
每个ONU分配单独MLID。
• PLID： 用于发现和注册，原则上是给每个ONU分配单
独的PLID。MPCP PDUs都通过PLID传递。
LLID 分成Physical ID，Management ID和
User link ID，新增加了Group ID。

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2017年1月业界首台对称100G PON样机 2017年12月演示新一代PON
2018年对称25G PON业务演示 新一代PON标准的积极参者与推动者
• ZTE基于TITAN平台发布对称100G PON样机， 并在上
海大学下一代PON示范网中进行了验证
• ZTE承办FSAN和ITU-T联合会议，并在ZTE实验室演示了
新一代PON（WDM PON+100G TDM PON）技术和设备
• 2018年西班牙MWC展上，Orange采用新的25G PON
技术，演示了25Gbps对称业务
新一代 PON预研成果丰硕
• 担任ITU面向未来高速PON
技术白皮书编辑人席位
• OFC2017发表100GPON会议
论文

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谢谢！
2018.6.23