下一代PON技术,最新演进趋势!

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目前,随着千兆宽带的不断普及,10G PON技术已经进入大规模部署阶段。

10G PON,可以算作第二代PON技术。那么,未来的第三代PON技术,会是什么呢?

根据最新的标准预研进展,第三代PON技术有两个方向:

第一个方向:IEEE 802.3ca工作组所主导的单波 25G/50G方案

第二个方向: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,在已经大规模部署10G PON的前提下,不会选择25G的技术路线。因为25G相对10G,速率提升太小,意义不大。

█ 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。

以诺基亚为代表的几家公司,更倾向于25G PON。


但是,由于中国PON产业界对25G PON标准制定进行了阻击,ITU-T没有对25G PON进行正式立项。

于是,诺基亚开始转向,另立门户。

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

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月份的会议上,中国电信的专家表示:“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

█ 50G PON关键技术:波长选择

目前现网已部署有EPON、GPON、10GEPON、XG-PON、XGSPON,不同的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。

█ 50G PON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。

█ 50G PON关键技术:与10GPON共存

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

因此,实现10G PON到50G PON的平滑演进,变得十分关键。

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:

1、MPM双模(内置合波组件)

2、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。

█ 国内运营商的态度

国内市场,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技术发展有决定性影响。

中国移动:积极引入50G PON

在上个月中国移动合作伙伴大会上,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。

中国电信:积极试验和探索引入50G PON技术

在上个月中国电信合作伙伴大会上,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。

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。


技术的发展趋势,我们将持续关注。

——全文完——

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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