低成本優勢彰顯 XGS-PON躍居下世代PON新星

2015-12-14
XGS-PON具有低成本優勢,正以黑馬之姿快速進軍市場。設備廠商若要以該技術爭取服務供應商客戶,須提供快速的頻寬升級以及服務修復功能,同時與PON元件商積極合作,以確保晶片生態系統更為健全。
10G對稱固定光纖GPON(XGS-PON)可望於2016年初列入國際電信聯盟電信標準化部門(ITU-T)認證的下一代被動式光網路(PON)標準之一,將得以滿足許多企業與行動通訊回程網路(Mobile Backhaul, MBH)應用設備之需求。

XGS-PON利用市場廣為採用的PON光纖(10G EPON也使用相同光纖)、訊框通訊協定(Framing Protocol)、和NG-PON2相同的動態頻寬演算法(Dynamic Bandwidth Algorithm, DBA),並挾低成本優勢快速進軍市場。

下一代PON選項不勝枚舉,若要爭取服務供應商客戶,眾設備廠商須明確主打XGS-PON在下一代PON中的優勢、成本以及升級選項,更要積極與PON元件廠商合作,以確保PON MAC特定應用積體電路(ASIC)等生態系統全面採用XGS-PON。

XGS-PON發展前景可期

在XGS-PON進入標準化程序前,10G對稱GPON標準顯然尚未加入行列,如圖1所示:

圖1 GPON標準以及次世代標準─上行端和下行端頻寬

雖然XG-PON1無法引起廣泛興趣,市場研究機構Ovum認為XGS-PON將能扮演要角,提升採用率並建立生態系統。

當晶片研發與投片成本(Tape-out Cost)的平均銷售價格(ASP)預測顯示有足夠利潤,光纖介面晶片(Optical Interface Chip)以及媒介存取控制(MAC)晶片廠商便會投入研發作業。相較於PON器材中的現場可編程閘陣列(FPGA),ASIC的使用成本較低,有助於壓低器材成本。2011年GPON光網路終端(ONT)開始成長,光纖模組廠商順勢研發GPON ONT專用的雙向光學次組裝(BOSA-on-board, BoB),省下封裝進而降低成本。同時,高預測產量使PON器材廠商得以證實硬體器材設計與相關軟體的成本用得其所。

XGS-PON標準將會使用與10G EPON相同的光纖設備。由於電信營運商(Telco)及纜線營運商已開始著手建置,Ovum預測接下來幾年的10G EPON光纖需求將會明顯躍升,也將會降低XGS-PON中光纖的成本。

在過去幾年,PON ASIC廠商持續投入支援下一代EPON與GPON標準的PON MAC晶片研發工作,各晶片廠商也評估過多重協定PON晶片的成本及利潤。Ovum預計XGS-PON將會被納入下一輪的PON MAC晶片設計中。同時,FPGA成本不斷下跌,在ASIC尚未普及前仍會是器材廠商首選。

NG-PON2面臨成本挑戰

NG-PON2(TWDM PON)以可調式光纖為基礎,能提供快速的服務修復(Service Restoration)功能。美國電信業者Verizon近期曾將用戶端設備調到新的波長模擬失誤狀況,並成功在幾秒內修復。對於MBH以及交易相關服務等特定用戶端設備與應用來說,快速的服務修復是至關重要的。此類用戶和營運商之間存在服務層級協議(Service Level Agreement, SLA),表明若無法在時間內完成修復,將需以金錢賠償。箭頭 第一代PON技術和網路主要聚焦於光纖到府(FTTH)主攻家庭用戶,因此快速服務修復並非其強項。然而下一代PON追求每戶平均貢獻值(ARPU)較高的用戶(例如公司行號),服務供應商便須支援快速服務修復的需求。

此外,NG-PON2提供用戶彈性的頻寬空間。服務供應商可以選擇提供10G對稱頻寬,但也可以選擇5G或2.5G等不同速度,以及對稱或不對稱網路。若用戶需要更多頻寬,供應商也能提供額外波長。

然而,可調式光纖的成本比固定式光纖高出許多。TWDM可調式ONT光纖現今成本約為GPON ONT光纖的90倍。即使可調式光纖的成本將會因為量產及矽光電等新科技的採用而下跌,到2020年還是有可能維持在GPON ONT光纖20倍成本的水準。

XGS-PON使用與10G EPON相同的光纖。今日10G EPON光纖成本約為GPON ONT光纖的9到12倍。有鑑於10G EPON預計會有大幅成長,成本差距也將會因為量產而縮減,對於XGS-PON的光纖成本將有所助益。可調式光纖的高成本也影響到NG-PON2器材的成本,並成為營運商評估下一代PON選項的主要決策因素。

營運商扮演PON升級關鍵要角

器材廠商面臨的最大挑戰或許在消費者支援。PON器材廠商須要發展情景模型(Scenario Model)以幫助營運商了解各種下一代PON選項的優缺點。

此模型須將不同用戶類型以及各種應用設備需求列入考量,也須考慮到頻寬需求改變時的升級途徑。為能提供波長的彈性空間,以及牽涉到可調式光纖成本與SLA罰款的服務修復服務,模型也要再三檢驗可調式波長的優勢,例如MBH的擴張可能就要在盡可能不中斷服務的情況下,提供快速的頻寬升級以及服務修復。相較於企業用戶,家庭用戶的每戶平均貢獻值變動較大,且會影響PON網路升級模型。

PON器材廠商同樣也須要在財務方面支援低成本的下一代PON光纖研發。目前已有數家廠商選擇自行研發技術以降低可調式光纖的成本,另行提供資金聘請光纖廠商進行研究企劃的也不在少數。升級接取網路(Access Network)並沒有最好的單一方式。

XGS-PON將能在下一代PON選項中扮演要角,服務供應商則須在各自的升級選項中,找出能供XGS-PON發揮的位置。

(本文作者為Ovum智慧網路與元件首席分析師)

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