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)

  過去十年間的實踐證明，電信運營商的寬帶基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展至關(guān)重要，因此全球許多國家和私人投資者都開始加大對寬帶網(wǎng)絡(luò)開發(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，絕大多數(shù)新的寬帶部署和強化建設(shè)都與無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)有關(guān)，因為它在帶寬和連接質(zhì)量、成本效率以及未來技術(shù)演進等方面表現(xiàn)非常出色。

  但是，雖然全球大多數(shù)運營商仍在繼續(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)和細分批發(fā)市場的新興應(yīng)用需求也催生了下一代PON技術(shù)，助力2030年代運營商寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展。

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

  對稱大帶寬：大部分市場的寬帶應(yīng)用正在不斷發(fā)展。除了傳統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)量增長之外，元宇宙、虛擬現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(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，以實現(xiàn)可靠帶寬連接，保障用戶體驗。顯然，對中小企業(yè)和批發(fā)用戶來說，當(dāng)前主流產(chǎn)品速率僅為1Gbps左右，難以滿足未來不斷增長的帶寬需求。

  可控時延、定時和同步：消費者和企業(yè)用例和應(yīng)用的另一個共同需求，即精準的控制和連接質(zhì)量參數(shù)，如時延，也推動了帶寬的發(fā)展。隨著對連接質(zhì)量和可控性的要求不斷提高，越來越多的運營商開始采用批發(fā)用例來證明其新一代寬帶投資的合理性，如移動傳輸，需要精準定時和同步。

  高級用戶體驗質(zhì)量(QoE)控制機制：隨著跨越不同細分市場的寬帶用例日趨復(fù)雜，新一代PON技術(shù)需要為運營商保障所有連接參數(shù)的實時可見性，并提供嚴格控制這些參數(shù)的方法。在某些場景(如家庭辦公)下，可能需要分應(yīng)用對QoE進行控制。

  面對這一系列需求，電信行業(yè)(運營商及其設(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)展平臺達成了共識。50G PON技術(shù)于2021年9月由國際電信聯(lián)盟電信標準化部門(ITU-T)實現(xiàn)標準化，為滿足電信運營商及其客戶日益增長的需求，該技術(shù)具備以下特性：

  帶寬顯著增加，對稱接入可選：目前的主流XG(S)-PON在OLT端口上最高僅能提供10Gbps接入，而ITU標準中定義的50G PON可提供高達50Gbps的對稱寬帶接入，性能顯著提升。實踐證明，50G PON可以按照帶寬和對稱性，為同一節(jié)點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。

  低時延、精準定時和同步：50G PON旨在提供遠低于傳統(tǒng)和當(dāng)前主流PON技術(shù)的時延，以滿足特殊場景的時延需求。其中一個主要應(yīng)用場景是將PON用于小型基站移動(5G為主)傳輸，其他應(yīng)用(如家庭場景的云游戲或企業(yè)場景的云應(yīng)用)也可從該特性中獲益。50G PON平臺，還演示了服務(wù)于移動傳輸業(yè)務(wù)的定時和同步機制，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)同時部署，實現(xiàn)新業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)共存。大多數(shù)運營商可能會選擇同時部署XG(S)-PON和50G PON，還有一些運營商也可能選擇同時部署GPON。

  利舊存量無源基礎(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)施上展開試點，覆蓋范圍與現(xiàn)有PON技術(shù)相當(dāng)，可達約20公里。

  綜合來看，50G PON的新特性使運營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。不僅如此，50G PON在低時延和差異化流量方面功能更加強大，可支撐移動傳輸業(yè)務(wù)，并為運營商實現(xiàn)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施變現(xiàn)開辟了新的途徑。對于企業(yè)用例或特定消費者應(yīng)用，如云游戲或元宇宙等，50G PON同樣以其超低時延脫穎而出。

  盡管50G PON目前還處于起步階段，但它背后的行業(yè)支持十分強大。全球最大的FTTx市場——中國的運營商已將50G PON確定為未來的寬帶發(fā)展平臺，Orange、瑞士電信等幾家全球運營商也表示支持50G PON。除了ITU-T推動技術(shù)標準化之外，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)仍有較大開發(fā)潛力，這一點尤其重要。50G PON解決方案的組件，如數(shù)字信號處理器(DSP)、低密度奇偶校驗(LDPC)編碼或收發(fā)器組件等，有待開發(fā)和商業(yè)化，這些組件的開發(fā)進度與相鄰領(lǐng)域，如無線接入、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)計和演示的所有關(guān)鍵特性，也是推動運營商寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展的可靠保障。與前代技術(shù)不同，50G PON支持多場景應(yīng)用，可滿足運營商各類客戶的需求?；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)模部署將標志著FTTx向下一代通用寬帶基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變，支撐運營商的固定和移動接入業(yè)務(wù)，使客戶獲得更高品質(zhì)的寬帶體驗。