50G PON：下一代通用寬帶技術(shù)

  ICC訊  作者：Emir Halilovic，

  GlobalData電信技術(shù)與軟件部研究總監(jiān)

  過(guò)去十年間的實(shí)踐證明，電信運(yùn)營(yíng)商的寬帶基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展至關(guān)重要，因此全球許多國(guó)家和私人投資者都開(kāi)始加大對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)和部署，尤其是光纖接入基礎(chǔ)設(shè)施方面的投資力度。確切的說(shuō)，絕大多數(shù)新的寬帶部署和強(qiáng)化建設(shè)都與無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)有關(guān)，因?yàn)樗趲捄瓦B接質(zhì)量、成本效率以及未來(lái)技術(shù)演進(jìn)等方面表現(xiàn)非常出色。

  但是，雖然全球大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商仍在繼續(xù)規(guī)模部署PON網(wǎng)絡(luò)(目前以XG(S)-PON為主)，家庭、中小企業(yè)和細(xì)分批發(fā)市場(chǎng)的新興應(yīng)用需求也催生了下一代PON技術(shù)，助力2030年代運(yùn)營(yíng)商寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展。

  新一代寬帶用例和應(yīng)用，對(duì)未來(lái)PON網(wǎng)絡(luò)提出了以下要求：

  對(duì)稱大帶寬：大部分市場(chǎng)的寬帶應(yīng)用正在不斷發(fā)展。除了傳統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)之外，元宇宙、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)、超高清視頻串流、游戲串流、云游戲和雙向視頻通信等應(yīng)用還要求更高的上下行帶寬，以實(shí)現(xiàn)可靠帶寬連接，保障用戶體驗(yàn)。顯然，對(duì)中小企業(yè)和批發(fā)用戶來(lái)說(shuō)，當(dāng)前主流產(chǎn)品速率僅為1Gbps左右，難以滿足未來(lái)不斷增長(zhǎng)的帶寬需求。

  可控時(shí)延、定時(shí)和同步：消費(fèi)者和企業(yè)用例和應(yīng)用的另一個(gè)共同需求，即精準(zhǔn)的控制和連接質(zhì)量參數(shù)，如時(shí)延，也推動(dòng)了帶寬的發(fā)展。隨著對(duì)連接質(zhì)量和可控性的要求不斷提高，越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始采用批發(fā)用例來(lái)證明其新一代寬帶投資的合理性，如移動(dòng)傳輸，需要精準(zhǔn)定時(shí)和同步。

  高級(jí)用戶體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)控制機(jī)制：隨著跨越不同細(xì)分市場(chǎng)的寬帶用例日趨復(fù)雜，新一代PON技術(shù)需要為運(yùn)營(yíng)商保障所有連接參數(shù)的實(shí)時(shí)可見(jiàn)性，并提供嚴(yán)格控制這些參數(shù)的方法。在某些場(chǎng)景(如家庭辦公)下，可能需要分應(yīng)用對(duì)QoE進(jìn)行控制。

  面對(duì)這一系列需求，電信行業(yè)(運(yùn)營(yíng)商及其設(shè)備和組件供應(yīng)商組成的生態(tài)系統(tǒng))已經(jīng)就50G PON作為下一代寬帶發(fā)展平臺(tái)達(dá)成了共識(shí)。50G PON技術(shù)于2021年9月由國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，為滿足電信運(yùn)營(yíng)商及其客戶日益增長(zhǎng)的需求，該技術(shù)具備以下特性：

  帶寬顯著增加，對(duì)稱接入可選：目前的主流XG(S)-PON在OLT端口上最高僅能提供10Gbps接入，而ITU標(biāo)準(zhǔn)中定義的50G PON可提供高達(dá)50Gbps的對(duì)稱寬帶接入，性能顯著提升。實(shí)踐證明，50G PON可以按照帶寬和對(duì)稱性，為同一節(jié)點(diǎn)提供多種類型的寬帶服務(wù)，以滿足不同類型的客戶和應(yīng)用需求。

  低時(shí)延、精準(zhǔn)定時(shí)和同步：50G PON旨在提供遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)和當(dāng)前主流PON技術(shù)的時(shí)延，以滿足特殊場(chǎng)景的時(shí)延需求。其中一個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景是將PON用于小型基站移動(dòng)(5G為主)傳輸，其他應(yīng)用(如家庭場(chǎng)景的云游戲或企業(yè)場(chǎng)景的云應(yīng)用)也可從該特性中獲益。50G PON平臺(tái)，還演示了服務(wù)于移動(dòng)傳輸業(yè)務(wù)的定時(shí)和同步機(jī)制，以滿足5G(可能還有6G)小基站部署的需求。

  與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)共存：50G PON技術(shù)可與現(xiàn)有的GPON或XGS-PON技術(shù)同時(shí)部署，實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)共存。大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商可能會(huì)選擇同時(shí)部署XG(S)-PON和50G PON，還有一些運(yùn)營(yíng)商也可能選擇同時(shí)部署GPON。

  利舊存量無(wú)源基礎(chǔ)設(shè)施：50G PON已經(jīng)在現(xiàn)有光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)基礎(chǔ)設(shè)施上展開(kāi)試點(diǎn)，覆蓋范圍與現(xiàn)有PON技術(shù)相當(dāng)，可達(dá)約20公里。

  綜合來(lái)看，50G PON的新特性使運(yùn)營(yíng)商能夠利舊存量基礎(chǔ)設(shè)施大力拓展寬帶業(yè)務(wù)，支持各種不同用例，繼承了XG(S)-PON等成熟技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。不僅如此，50G PON在低時(shí)延和差異化流量方面功能更加強(qiáng)大，可支撐移動(dòng)傳輸業(yè)務(wù)，并為運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施變現(xiàn)開(kāi)辟了新的途徑。對(duì)于企業(yè)用例或特定消費(fèi)者應(yīng)用，如云游戲或元宇宙等，50G PON同樣以其超低時(shí)延脫穎而出。

  盡管50G PON目前還處于起步階段，但它背后的行業(yè)支持十分強(qiáng)大。全球最大的FTTx市場(chǎng)——中國(guó)的運(yùn)營(yíng)商已將50G PON確定為未來(lái)的寬帶發(fā)展平臺(tái)，Orange、瑞士電信等幾家全球運(yùn)營(yíng)商也表示支持50G PON。除了ITU-T推動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化之外，50G PON解決方案的生態(tài)系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，鑒于該技術(shù)仍有較大開(kāi)發(fā)潛力，這一點(diǎn)尤其重要。50G PON解決方案的組件，如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼或收發(fā)器組件等，有待開(kāi)發(fā)和商業(yè)化，這些組件的開(kāi)發(fā)進(jìn)度與相鄰領(lǐng)域，如無(wú)線接入、高速光傳輸或數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展息息相關(guān)。

  50G PON系統(tǒng)設(shè)計(jì)和演示的所有關(guān)鍵特性，也是推動(dòng)運(yùn)營(yíng)商寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展的可靠保障。與前代技術(shù)不同，50G PON支持多場(chǎng)景應(yīng)用，可滿足運(yùn)營(yíng)商各類客戶的需求?；诋?dāng)前的客戶支持、ITU支持、組件和供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，以及2024年早期商業(yè)部署的規(guī)劃，50G PON的大規(guī)模部署將標(biāo)志著FTTx向下一代通用寬帶基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變，支撐運(yùn)營(yíng)商的固定和移動(dòng)接入業(yè)務(wù)，使客戶獲得更高品質(zhì)的寬帶體驗(yàn)。