什麼是「50G PON」?

隨著千兆寬頻提速,10G PON技術已經開始走向大規模部署階段。移動、電信、聯通都提出了10G PON部署的目標。

10G PON可以算作PON技術發展的第二代,第三代PON技術目前有兩個方向。

「IEEE 802.3ca 工作組所主導的單波 25G/50G方案」

「ITU T SG15 Q2 組主導的單波50G TDM PON 方案」

中國作為世界上規模最大的寬頻接入市場,在已經大規模開始10G PON 部署的前提下選擇 25G的技術路線明顯對傳輸速率的提升不足,意思不大。

█下一代PON標準的爭奪

2018年2月在中國 PON 產業界的聯合建議下, ITU-T SG15 Q2 正式對 50G TDM PON 系列標準進行立項,關於50G TDM PON 光器件相關參數的制定收錄在 G.hsp.50Gpmd中。

以諾基亞為代表的國外幾家公司更傾向於25G PON。但是由於無法突破中國PON產業界對25G PON標準制定上的阻擊,ITU-T沒有對25G PON 進行正式立項,Nokia開始轉向另立組織。

2020年10月8日,成立了25G對稱PON多源協議(25GS-PON MSA),以加速25G對稱PON的開發。

該組織希望能實現ITU-T SG15/Q2未能完成的工作,即在GPON域內對稱25G-PON操作的標準化方法上達成共識。

從目前國內的形勢看,50G PON技術已經佔據了主導地位。

█50G PON標準進展

50G PON標準由FSAN組織負責制定,定義於ITU-T G.hsp系列標準中。

在今年3月份的光博會上,中國電信專家表示「目前50G PON標準進展順利,預計2021年完成系列標準第一版。

50G PON標準主要包括4個部分
50G PON標準主要包括4個部分

50G PON標準主要包括4個部分:

G.9804.1(總體需求):包含系統總體需求、演進、共存、支持的業務和接口。

G.hsp.COmTC(通用傳輸匯聚層):包含通用的 TC 層架構,物理適配層、業務適配層、管理流程和訊息定義等。

G.hsp.50Gpmd(物理介質相關層):50 Gbps 分時多工PON (TDM PON) 物理層標準包含物理層架構、光層接口參數等內容。

G.hsp.TWDMpmd(TWDM物理介質相關層):50 Gbps 時分波長分波多工PON (TWDM PON) 物理層標準包含物理層架構、光層接口參數等內容。

█50GPON關鍵技術–波長選擇

目前現網已部署有EPON、GPON、10GEPON、XG-PON、XGSPON,不同標準採用不同的波長,接入網波長資源越來越緊張。

留給 50G PON的波長空間已經不夠用了。

ITU-T經過多次討論,目前已經明確 50G PON不會與 GPON 和 10G PON 同時共存。

50G TDM PON和10G PON的共存演進升級原則上都是採用波分共存技術。

具體波長可選方案標準仍在討論,目前已經確定的幾種波長選擇:

ITU-T標準在最初討論時,考慮過PAM4、雙二進位制和 NRZ等幾種線路編碼。因為PON系統功率預算要求很高,標準最終選擇了接收性能最好的 NRZ 編碼。

█50GPON關鍵技術–上下行速率

目前標準已經明確50G PON速率要求,支持對稱、非對稱不同速率組合。

「下行速率為50Gbps」。

「上行速率有10Gbps、12.5Gbps 、25Gbps和 50Gbps四種線路速率可選」。

據中國電信專家介紹,由於10G速率和12.5G速率非常接近,標準已刪除對上行10G 速率的支持需求,上行速率收斂為 12.5/25/50G。

50G PON還面臨包括功率預算、色散代價補償、更高速率光電器件的封裝及功耗控制等技術挑戰。

目前50G下行光接口技術規格仍在討論中,50G上行已基本確定。

█50GPON關鍵技術–與10GPON共存

目前10G PON 已進入批量部署階段,10G PON和 50G PON將長期共存。

實現10G PON到 50G PON的平滑演進十分關鍵。

50G TDM PON和10G PON的共存演進升級原則上都是採用波分共存技術,兩代PON系統的容量互不影響,支持通過更換ONU平滑升級,實現方式有兩類方案:

「MPM雙模(內建合波元件)」

「外接合波元件」

「外接合波元件」
「外接合波元件」

10G PON/50G PON MPM雙模方案是未來升級演進中的重點,其關鍵形態和技術指標目前已進入50G PON物理層標準G.hsp.50Gpmd的草案。

█國內運營商最新態度

國內是下一代PON技術發展的主陣地。

國內三大運營商對於技術選擇的態度,對於下一代PON技術發展是有決定性影響的。

中國移動:積極引入50G PON

2021年,中國移動發佈了《中國移動十四五網路演進技術白皮書》,明確提出:

「未來,中國移動將積極引入50GPON、400GOTN等新技術,逐步構建大頻寬、差異化、智慧化、開放化、快接入的基礎網路」。

在2023年2月16日第二屆千兆城市高峰論壇上,中國移動研究院副院長段曉東發表演講指出,中國移動正在加速從10G PON為核心的技術,向50G PON和FTTR協同發展方向演進。

中國電信:積極試驗和探索引入50G PON技術

2021年,中國電信發佈了《中國電信全光網2.0技術白皮書》,明確提出:

「構建以10G PON 為基礎的千兆光網,積極試驗和探索引入50G PON 技術,提升2H的接入頻寬」。

2023年4月,中國電信研究院攜手華為在江蘇永鼎光電子完成了基於50G PON的工業網際網路應用試點。

2022年10月中國聯通攜手產業夥伴共同發佈《F5G Advanced產業白皮書》,明確指出50G PON就是支持10Gbps接入的關鍵技術。

每一代PON的部署時間大概是7-8年,預計50G PON的部署出現在2023-2025年左右。技術發展我們持續關注。

參考文獻:

《中國電信全光網2.0技術白皮書》

《中國移動十四五網路演進技術白皮書》

《50G PON技術白皮書》

《50G TDM PON和 WDM PON 標準進展》

《後10PON技術研究》

後10PON技術研究

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