1．目的及意义

1.1 研究目的及意义

当今时代,随着网络技术的发展及人们对宽带网络需求的日益增加,宽带网络设施建设也越来越先进和完善。目前我国的宽带网络以PON为主,但在用户用网需求的不断增高下,传统的PON网络已越来越无法满足每用户百兆级的网络带宽需求,由PON升级为10G PON已是必然趋势。

以太网无源光网络（EPON）以及吉比特无源光网络（GPON）是PON技术的两大主流技术。10G PON技术自然也有10G EPON和10G GPON两种，为了了解PON的基本原理和关键技术，对PON的光模块、芯片、兼容性等都要进行学习和研究。

以太网无源光网络（EPON）由于其低成本和技术的成熟可靠性已经成为相关运营商的首选方案。10G EPON是IEEE定义和标准化的10G速率PON技术,可分为对称模式和非对称模式。10G EPON国际标准802.3av在2009年正式发布，并受到光接入产业界的普遍支持。光模块厂商、芯片厂商、设备厂商和运营商都投入很大精力促进其发展,并逐步解决了一系列关键的技术问题。目前，10G-EPON光模块、MAC芯片以及接入设备都已经成熟，可以规模商用。经过2~3年的运营商集中采购，10G-EPON设备价格也在逐年下降，性价比提升明显。10G-EPON对称的OLT PON口比非对称的OLT PON口价格仅高出20%左右，考虑到未来上行带宽发展需求，在部署和升级中OLT采用对称模式更具有运营潜力。10G EPON系统是1G EPON系统的平滑升级，既兼顾1G和10G业务，同时10G EPON对称OLT光模块是10G EPON非对称OLT光模块的升级，它直接将上行速率扩宽到10.3125Gbps，极大的满足了用户对上行带宽的需求，更是因此备受运营商的青睐。10G EPON是基于IEEEStd802.3av协议下的高速以太网下的无源光网络技术，10G EPON作为率先成熟的下一代PON技术，符合网络发展趋势，而10G EPON对称OLT光模块，直接将现有网络的上行速率提高了10倍，与国内电信运营商的带宽规划完美匹配，支撑国内电信运营商上中远期规划目标的实现，支撑运营上在IDC业务、政企客户业务、家庭客户的持续拓展。作为EPON的核心，OLT光模块将直接影响整个10G EPON系统在市场上的运行。10G EPON对称OLT光模块下行发送波长分别为为1490nm和1577nm的广播信号，其速率分别为1.25G和10.3125G。它上行采用TDMA技术，可以突发接受速率分别为1.25G和10G的上行信号。

随着数量越来越多的百兆、千兆的光收发模块布置在光通信网络中，人们对更高速率的光模块的需求将会越来越急迫。而实现10Gbit/s对称光模块的技术突破，必然将会进一步缩小我国在光通信层面与世界先进国家的距离，对于整体通信行业的产业升级都有着至关重要的意义。设计研发10Gbit/s对称光模块，不仅仅是顺应光通信发展的潮流，能够产生明显的社会效益、经济效益，更重要的是能在促使国外产品价格下降的同时，使得国产高速传输系统的发展也得到有力的推动。

1.2 国内外研究现状

光接入网络在技术上可以分为AON(有源光网络)和PON(无源光网络)。PON由于无源光传输方式、点对多点结构、良好的网络支撑等优势深得电信运营商的青睐。PON接入技术主要包括APON、 BPON、 EPON和GPON。EPON采用了点到多点的拓扑结构和无源传输方式，结合成熟、经济的以太网传输技术，无疑是几种最佳技术和网络结构的组合。由于以太网具有高效的IP业务承载效率和相对简单的协议结构，因此EPON将成为接入网最终用户一种最有效的通信方法。随着10G以太主干网、城域网，10G EPON接入技术的出现，EPON将成为全光网络最佳的最后一公里解决方案。

10G PON技术仍主要分10G EPON和10G GPON。10G EPON相关标准由IEEE组织制定，标准协议号为IEEE802.3av、IEEEP1904.1，分别于2009年9月、2012年6月正式标准化，IEEE802. 3av确定了两种物理层模式:非对称模式（上行1.25Gbit/s，下行10Gbit/s）、对称模式（上行10Gbit/s、下行10Gbitls），且10G EPON的ONU与1G EPON的ONU可以共存于同一个ODN下。10GGPON相关标准由ITU组织制定，ITU-TSG15/Q2定义NG PON（NextGeneration Passive Optical Network，下一代无源光纤网络）标准分为NG PON1, NGPON2等2个阶段，其中NG PON1又称为XG-PON，其非对称模式(上行2.5Gbit/s，下行10Gbit/s)称为XG-PON 1、对称模式(上行10Gbit/s，下行10Gbit/s)称为XG-PON2，XG-PON1相关标准协议号为G.987、G.988，相关标准已于2010年6月发布，可与GPON共存并可使用GPON ODN；XG-PON2于2015年完成标准化工作。NG PON2尚处于技术选型阶段。2016年6月，ITU-T在XG-PON1和NG-PON2之间增加了新的技术方案XGS-PON。

国内方面，CCSA（China Communications Standards Association，中国通信标准化协会）也于2009年启动10G PON的研究工作，并就10G EPON/GPON发布多项行业标准。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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10G EPON对称OLT光模块由Triplexer（单纤三向组件）、发射、接收和监控4部分组成，其中Triplexer部分包括两个激光器和一个探测器。发射的光和接收的光通过波分复用器（WDM）集成到光器件中，实现单纤双向传输，其结构如图1所示：