什么是“50GPON”?

鲜枣课堂 2023-05-16 19:58
着千兆宽带提速,10G PON技术已经开始走向大规模部署阶段。移动、电信、联通都提出了10G PON部署的目标。

10G PON可以算作PON技术发展的第二代,第三代PON技术目前有两个方向。


IEEE 802.3ca 工作组所主导的单波 25G/50G方案

“ITU T SG15 Q2 组主导的单波50G TDM PON 方案

中国作为世界上规模最大的宽带接入市场,在已经大规模开始10G PON 部署的前提下选择 25G的技术路线明显对传输速率的提升不足,意思不大。



█ 下一代PON标准的争夺

2018年2月在中国 PON 产业界的联合建议下, ITU-T SG15 Q2 正式对 50G TDM PON 系列标准进行立项,关于50G TDM PON 光器件相关参数的制定收录在 G.hsp.50Gpmd中。

以诺基亚为代表的国外几家公司更倾向于25G PON。但是由于无法突破中国PON产业界对25G PON标准制定上的阻击,ITU-T没有对25G PON 进行正式立项,Nokia开始转向另立组织。

2020年10月8日,成立了25G对称PON多源协议(25GS-PON MSA),以加速25G对称PON的开发。

该组织希望能实现ITU-T SG15/Q2未能完成的工作,即在GPON域内对称25G-PON操作的标准化方法上达成共识。


从目前国内的形势看,50G PON技术已经占据了主导地位。


█ 50G PON标准进展

50G PON标准由FSAN组织负责制定,定义于ITU-T G.hsp系列标准中。
在今年3月份的光博会上,中国电信专家表示“目前50G PON标准进展顺利,预计2021年完成系列标准第一版。


50G PON标准主要包括4个部分:

G.9804.1(总体需求):包含系统总体需求、演进、共存、支持的业务和接口。

G.hsp.COmTC(通用传输汇聚层):包含通用的 TC 层架构,物理适配层、业务适配层、管理流程和消息定义等。

G.hsp.50Gpmd(物理介质相关层):50 Gbps 时分复用PON (TDM PON) 物理层标准包含物理层架构、光层接口参数等内容。

G.hsp.TWDMpmd(TWDM物理介质相关层):50 Gbps 时分波分复用PON (TWDM PON) 物理层标准包含物理层架构、光层接口参数等内容。


█ 50GPON关键技术--波长选择

前现网已部署有EPON、GPON、10GEPON、XG-PON、XGSPON,不同标准采用不同的波长,接入网波长资源越来越紧张。

留给 50G PON的波长空间已经不够用了。

ITU-T经过多次讨论,目前已经明确 50G PON不会与 GPON 和 10G PON 同时共存。

50G TDM PON和10G PON的共存演进升级原则上都是采用波分共存技术。

具体波长可选方案标准仍在讨论,目前已经确定的几种波长选择:


ITU-T标准在最初讨论时,考虑过PAM4、双二进制和 NRZ等几种线路编码。因为PON系统功率预算要求很高,标准最终选择了接收性能最好的 NRZ 编码。


█ 50GPON关键技术--上下行速率

目前标准已经明确50G PON速率要求,支持对称、非对称不同速率组合。

“下行速率为50Gbps”。
“上行速率有10Gbps、12.5Gbps 、25Gbps和 50Gbps四种线路速率可选

据中国电信专家介绍,由于10G速率和12.5G速率非常接近,标准已删除对上行10G 速率的支持需求,上行速率收敛为 12.5/25/50G。

50G PON还面临包括功率预算、色散代价补偿、更高速率光电器件的封装及功耗控制等技术挑战。

目前50G下行光接口技术规格仍在讨论中,50G上行已基本确定。


█ 50GPON关键技术--与10GPON共存

前10G PON 已进入批量部署阶段,10G PON和 50G PON将长期共存。

实现10G PON到 50G PON的平滑演进十分关键。


50G TDM PON和10G PON的共存演进升级原则上都是采用波分共存技术,两代PON系统的容量互不影响,支持通过更换ONU平滑升级,实现方式有两类方案:

“MPM双模(内置合波组件)

“外置合波组件


10G PON/50G PON MPM双模方案是未来升级演进中的重点,其关键形态和技术指标目前已进入50G PON物理层标准G.hsp.50Gpmd的草案。


█ 国内运营商最新态度

内是下一代PON技术发展的主阵地。

国内三大运营商对于技术选择的态度,对于下一代PON技术发展是有决定性影响的。

中国移动:积极引入50G PON

2021年,中国移动发布了《中国移动十四五网络演进技术白皮书》,明确提出:

“未来,中国移动将积极引入50GPON、400GOTN等新技术,逐步构建大带宽、差异化、智能化、开放化、快接入的基础网络

在2023年2月16日第二届千兆城市高峰论坛上,中国移动研究院副院长段晓东发表演讲指出,中国移动正在加速从10G PON为核心的技术,向50G PON和FTTR协同发展方向演进。

中国电信:积极试验和探索引入50G PON技术

2021年,中国电信发布了《中国电信全光网2.0技术白皮书》,明确提出:

“构建以10G PON 为基础的千兆光网,积极试验和探索引入50G PON 技术,提升2H的接入带宽

2023年4月,中国电信研究院携手华为在江苏永鼎光电子完成了基于50G PON的工业互联网应用试点。

2022年10月中国联通携手产业伙伴共同发布《F5G Advanced产业白皮书》,明确指出50G PON就是支持10Gbps接入的关键技术。

每一代PON的部署时间大概是7-8年,预计50G PON的部署出现在2023-2025年左右。技术发展我们持续关注。



参考文献:
《中国电信全光网2.0技术白皮书》
《中国移动十四五网络演进技术白皮书》
《50G PON技术白皮书》
《50G TDM PON和 WDM PON 标准进展》
《后10PON技术研究》

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