“目前，10G PON已全產(chǎn)業(yè)成熟，其鼎力支撐構(gòu)建千兆接入網(wǎng)，Combo PON成為10G PON主流方案。隨著10G PON全產(chǎn)業(yè)成熟，50G PON標(biāo)準(zhǔn)也正全力攻克技術(shù)難題。”中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所所長(zhǎng)敖立說(shuō)。

光纖接入是寬帶發(fā)展主流 千兆網(wǎng)絡(luò)為下一步發(fā)展趨勢(shì)

如今，光纖接入已為寬帶發(fā)展主流，千兆網(wǎng)絡(luò)成寬帶下一步發(fā)展趨勢(shì)。

目前全球已有57個(gè)國(guó)家的234家運(yùn)營(yíng)商相繼發(fā)布了千兆業(yè)務(wù)。據(jù)了解，AT&T計(jì)劃未來(lái)三到五年內(nèi)通過(guò)光纖和5G在全美提供網(wǎng)絡(luò)接入；英國(guó)電信計(jì)劃2020年中至年末未英國(guó)2000萬(wàn)戶家庭提供全光纖寬帶；德國(guó)表示2025計(jì)劃投資1000億歐元用于光纖網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張；日本計(jì)劃2021年末實(shí)現(xiàn)光纖覆蓋幾乎所有家庭。

而我國(guó)光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)高水平發(fā)展，F(xiàn)TTH已經(jīng)覆蓋全國(guó)城鄉(xiāng)絕大部分家庭，全國(guó)所有城市基本均建成“光網(wǎng)城市”，支撐千兆接入的10G PON網(wǎng)絡(luò)快速部署，形成千兆發(fā)展網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)顯示：我國(guó)FTTH接入用戶滲透率達(dá)到93.6%，在全球領(lǐng)先；百兆以上用戶滲透率88%，下一步將迎來(lái)千兆接入用戶快速發(fā)展；根據(jù)寬帶發(fā)展聯(lián)盟監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，截至2020年Q2，我國(guó)寬帶用戶接入速率平均已超過(guò)180Mbit/s。

“寬帶光接入與高速光傳輸形成光通信底座，整體向高帶寬、大容量、集成化和智能開放發(fā)展演進(jìn)。”敖立說(shuō)。

10G PON產(chǎn)業(yè)鏈已成熟

在國(guó)內(nèi)，10G PON已經(jīng)成為三大運(yùn)營(yíng)商千兆建設(shè)的共同選擇。據(jù)了解，中國(guó)電信的EPON區(qū)域新建以10G EPON為主，GPON區(qū)域加快向XG-PON升級(jí)；中國(guó)移動(dòng)的高端區(qū)域按需試點(diǎn)10G PON，支撐市場(chǎng)發(fā)展，保障千兆接入；中國(guó)聯(lián)通表示2019年引入Combo PON，2021年EPON全部升級(jí)10G EPON。

敖立表示，10G PON的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成熟，這主要體現(xiàn)在芯片、標(biāo)準(zhǔn)和光模塊上。

在芯片方面，10G EPON&10G GPON對(duì)稱/非對(duì)稱 SOC芯片已ASIC化；設(shè)備廠家8口、16口0G GPON&10G EPON單板具備規(guī)模發(fā)貨能力。

在標(biāo)準(zhǔn)方面，ITU的10G GPON非對(duì)稱10G/2.5G 2012年開始商用；對(duì)稱10G GPON 10G/10G 2016標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)、2017年開始商用。IEEE的對(duì)稱/非對(duì)稱10G EPON 10G/10G or 10G/1G 2012年開始商用。

在光模塊方面，10G EPON對(duì)稱&非對(duì)稱PR/PRX30是主流發(fā)貨產(chǎn)品，已規(guī)模商用；10G GPON對(duì)稱&非對(duì)稱N1/N2a/N2和Combo Class B+/C+可規(guī)模發(fā)貨。

Combo PON是10G PON建設(shè)的主流方案

就目前來(lái)說(shuō)，Combo PON是10G PON建設(shè)的主流方案，因?yàn)樵摲桨赣兄T多優(yōu)勢(shì)：不影響現(xiàn)網(wǎng)GPON業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)平滑網(wǎng)絡(luò)升級(jí)；無(wú)需調(diào)整ODN，工程簡(jiǎn)便；節(jié)省機(jī)房空間，簡(jiǎn)化運(yùn)維；減少初期投資，平滑投資收益。”

首先，Combo PON方案不影響現(xiàn)網(wǎng)GPON業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)平滑網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。Combo PON方案不適用外置合波器，無(wú)額外的插損，網(wǎng)絡(luò)升級(jí)時(shí)不會(huì)影響部分光功率預(yù)算緊張的現(xiàn)網(wǎng)用戶業(yè)務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)平滑演進(jìn)。

其次，無(wú)需調(diào)整ODN，工程簡(jiǎn)便。Combo PON采用內(nèi)置合波的方式，在使用同等級(jí)光模塊的情況下，無(wú)需調(diào)整ODN網(wǎng)絡(luò)即可兼容現(xiàn)網(wǎng)GPON，工程實(shí)施方便快捷。

第三，節(jié)省機(jī)房空間，簡(jiǎn)化運(yùn)維。Combo PON方案不需要新增外置設(shè)備以及相關(guān)配套，可以極大節(jié)省機(jī)房空間，避免帶來(lái)更多的運(yùn)維管理的問(wèn)題，為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省CAPEX和OPEX。

第四，減少初期投資，平滑投資收益。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展按需升級(jí)用戶家庭里的ONU，實(shí)現(xiàn)輕資產(chǎn)進(jìn)行10G GPON的升級(jí)部署，快速實(shí)現(xiàn)投資和收益的平衡。

50G PON標(biāo)準(zhǔn)正在攻關(guān)

隨著10G PON全產(chǎn)業(yè)成熟，50G PON標(biāo)準(zhǔn)也正全力攻克技術(shù)難題。

目前ITU標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)步推進(jìn)：G.9804.50Gpmd：50G物理層（進(jìn)行中）；G.9804.1：總體需求（2019年7月通過(guò)）；G.9804.ComTC：融合TC層（進(jìn)行中）；G.9804.1 Amd1：總體需求增補(bǔ)1（進(jìn)行中）。

盡管50G TDM-PON能進(jìn)一步提升光接入網(wǎng)超寬能力，但也面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)，例如：光功率預(yù)算、色散、SOA封裝等。

光模塊向更高速率和更高集成化演進(jìn)

隨著光通信技術(shù)的革新，光模塊加速向更高速率和更高集成度演進(jìn)，板上光學(xué)和共封裝光學(xué)成為重要方向。

“25GBaud光電平臺(tái)可支持單通道25Gb/s NRZ和50Gb/s PAM4已成為業(yè)界主流，通道數(shù)量將決定封裝功耗和成本，基于50/100GBaud光電平臺(tái)的單通道100/200Gb/s PAM4標(biāo)準(zhǔn)化和研發(fā)工作已經(jīng)啟動(dòng)。”敖立說(shuō)。

這就出現(xiàn)多種封裝并存，板上光學(xué)和共封裝光學(xué)成為重要方向。“數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量快速增長(zhǎng)，交換機(jī)容量、端口密度和速率、功耗等均面臨挑戰(zhàn)，OBO和CPO成為重要發(fā)展方向；400Gb/s和800Gb/s及以下可插拔仍是優(yōu)先選項(xiàng)、800Gb/s和1.6Tb/s及以上OBO/CPO將更多采用。”

隨著業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)和高速傳送技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的WDM和OTN組網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越力不從心。目前組網(wǎng)方式是光電并存組網(wǎng)（OTN/WDM/ROADM/PTN/SPN/IPAN等組網(wǎng)并存發(fā)展），同時(shí)全光組網(wǎng)模式穩(wěn)步推進(jìn)，按需選擇5G、互聯(lián)網(wǎng)、寬帶、專線等驅(qū)動(dòng)。

而全光交換成為未來(lái)解決超大容量交換的主要途徑。基于ROADM的光交換技術(shù)已經(jīng)在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)得到規(guī)模應(yīng)用；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也從點(diǎn)到到發(fā)展到網(wǎng)狀網(wǎng)、光電融合組網(wǎng)；節(jié)點(diǎn)架構(gòu)從分離器件發(fā)展成集成式；交換緯度也從5維/9維發(fā)展到20維/32維甚至更高維。

另外，敖立也指出，基于頻譜擴(kuò)展提升傳輸容量引發(fā)業(yè)界關(guān)注，但也存在一些亟待解決的問(wèn)題，例如：光收發(fā)器（超寬帶調(diào)制和接收）；光放大（寬譜光放大器、拉曼放大器）；服用/解復(fù)用器（擴(kuò)展頻譜帶來(lái)的性能劣化、波長(zhǎng)穿通代價(jià)優(yōu)化）；寬譜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)維（波長(zhǎng)自適應(yīng)、帶內(nèi)信號(hào)干擾）。
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