1OG EPON关键技术的研讨

　　0引言
　　以太网无源光网络（EPON）技术结合了成熟的以太网技术和高带宽的PON技术，是实现接入网的理想方式，高带宽的综合接人业务必将推动当前上下行线路速率仅为1.25Gb／s的EPON继续发展。IEEE于2006年7月成立了802.3av工作组，以开展10G E—PON技术标准的研究，2009年9月正式颁布了1OGEPON全球化标准IEEE 802.3av。为实现1G EPON向10G EPON的平滑过渡，IEEE 802.3av工作组最大限度地沿用1G EPON的IEEE 802.3ah标准的MPCP协议，只对MAC子层以下的物理层进行适当改进[1l。
　　
　　1关键技术的研究
　　1.1 1G和10G EPON共存系统的物理层改进技术1G和10G EPON共存系统的物理层模型如图1所示。其中物理媒介接入（PMA）子层和物理媒介相关收稿日期：2010—05—24。
　　作者简介：李鹰（1974一）。女，高级工程师，研究方向为通信技术。
　　（PMD）子层完全改变，以避免MAC子层以上各层的改动；调和（RS）子层与PCS子层的接口由1G EPON的GMII接口改为10G EPON的XGMII接口；物理编码（PCS）子层的前向纠错（FEC）在1G EPON中是可选的，但在10G EPON中，FEC是必须存在的『2I。
　　图1中，下行方向，采用波分复用技术，1G在1490~10nm波长窗口传输，10G在1577.5~2.5nm波长窗口传输；上行方向，采用时分复用技术，1G在13lO~50nm波长窗口传输，10G在1270~lOnm波长窗口传输。
　　IEEE 802.3av确定了两种物理层模式，如图1所示，一种是非对称模式，即10G速率下行和1G速率上行；另外一种是对称模式，即上下行速率均为10G。非对称模式可以认为是对称模式的一种过渡形式，在前期对上行带宽需求较少和成本较为敏感的场合，可以使用非对称形式。随着业务的发展和技术的进步，将会逐步过渡到对称模式翻。
　　对于对称的10G EPON模式，上下行数据在物理层的处理基本流程所述如下。下行方向，在OLT端，l0G EP0N以10G速率连续发送数据流，数据流由MAC层传递到RS子层，经过XGMII接口，数据流到达PCS子层；在PCS子层内部经过64B／66B编码、扰码、前向纠错处理后，送到PMA子层，进行串并转换处理；最后串行码流到达PMD子层，进行光电转换，将光脉冲经过单模光纤传递到ONU设备；在ONU端，对数据流进行相反的处理，数据流经过电光转换，串并转换，时钟恢复，在PCS层进行前向纠错解码，去扰，64B／66B解码，然后送到MAC层后续处理。上行方向的数据处理基本流程和下行大致相同，区别在于ONU侧的PMD层，采用突发模式发送；相应地，在OLT侧的PMD层采用突发模式接收，在PCS层要进行突发模式的时钟恢复。
　　1.2光功率预算技术IEEE 802.3av标准规定了3种光功率预算，即PRIO／PRXl0、PR20／PRX20和PR30／PRX30。表1和表2都是在BER为l0 的条件下的下行和上行方向的光功率预算表【2】，其中电吸收调制激光器（EML）用在下行方向的连续模式的发射机中，而直接调制激光器（DML）用在上行方向的突发模式的发射机中。
　　1.3前向纠错技术为了增加传输距离和减少误码率，IEEE 802.3av标准规定在10G EPON的PCS子层必须进行前向纠错，其采用的是RS（255，223）编码，不同于1G EPON的as（255，239）编码嘲。RS（255，233）编码是基于伽罗华域GF（2。），由233个字节的信息数据块和32个字节的奇偶数据块组成，纠错能力是16个字节。编码的表达式表2 10G EPON上行传输光功率预算裹参数PR10／PRX10 PR20／PRX20 PR30／PRX30j J为：G（z）l l（Z-Oti）=A32Z32+A3IZ。 +?+A0z……= 1 0其中： 为本原多项式 十 + +1的根，即0x02；A为c（z）的生成多项式的系数（A32为0x01）；Z为GF（2 ）域中的某一字节；x为某一位在对应字节中的位置。
　　由信息数据生成奇偶数据的表达式为：P =D（Z）modG（z）。其中， 为奇偶数据多项式，即 =z +只0Z ?+ 。；D 为信息数据多项式 。由乘法器、加法器和移位寄存器构成的生成奇偶数据的电路结构如图2所示。
　　图2生成哥偶数据的电路结构圈2结束语本文在IEEE 802.3av标准刚颁布之际，对10GEPON的几个关键技术进行了研究，特别是对1G和10G EPON共存系统的分析，这有助于目前已广泛应用的EPON向10G EPON的平滑升级。光预算技术全面详细地分析了10G EPON物理层的标准，为10GEPON光模块的研究开发提供了参考。我们的研究为RS（255，223）编码的实现提供了理论依据和总体框图。