什么是“50G PON”？

  随着千兆宽带提速，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

  目前现网已部署有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

  目前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

  国内是下一代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》