50G PON，开启万兆接入新篇章

  近年来，中国千兆网络得到了快速普及，目前开始向“千兆+”“万兆”演进。截至2022年底，国内千兆光网覆盖超过5亿户家庭，全国有110个城市达到千兆城市建设标准，千兆用户数已突破9100万，并在持续加速增长。考虑到家庭用户、企业用户、移动承载等多方需求，下一代PON技术方向业界普遍认可并聚焦于50G PON技术。

  50G PON标准进展

  业界普遍认可将下一代光接入网容量提升至50Gbps。下一代PON技术发展趋势主要有两个研究方向：方向一是提高单波长速率;方向二是多波长叠加提高速率。相比多波长叠加方案，单波长50G PON已成为10G PON之后的下一代光接入网主流行业标准。

  如图1所示，2018年ITU-T/FSAN启动了基于单波长50G PON的标准制定工作，确定50G PON作为10G PON后的下一代PON技术发展方向，并于2021年9月发布了第一版50G PON标准。此版定义了下行50Gbps、上行12.5Gbps和25Gbps的非对称接入，并支持与GPON或10G PON两代共存的能力;2023年2月发布增补标准，新增了对称50G PON的技术规格，以及支持GPON、10G GPON和50G PON三代共存的特性。这宣告50G PON已完成了技术主体框架的标准化。

  50G PON关键技术能力

  50G PON延用TDM-PON点到多点的传统架构，单波长速率提升到50Gbps，为满足10G PON的后续平滑演进，在考虑成本的同时面向多场景的综合接入，针对承载能力、兼容能力、确定性业务能力等方面都有较高的技术要求。

  - 承载能力

  50G PON在下行和上行方向支持三种ONU速率组合(50/12.5Gbps、50/25Gbps和50/50Gbps);通过TDMA在同一波长信道上同时支持具有不同上行速率组合的ONU;支持传输距离20km的ONU接入;光功率等级与现网ODN主流的光功率预算保持一致(如PR30、C+等光模块等级);支持1：64分光比商用;使用现网G.652和G.657光纤类型，兼容现网已部署的ODN基础设施等。

  - 兼容能力

  50G PON的兼容能力一直以来都是全球运营商关注的焦点。为了确保GPON或10G PON设备及光纤ODN网络可持续服务宽带用户，保护运营商网络建设投资，50G PON定义了3个上行波长选项：1270nm可与GPON共存，1300nm可与10G PON共存，1286nm可与GPON、10G PON共存，运营商可根据自身网络和产业链情况选用不同的波长选项。

  50G PON的上行波长选择对于运营商来说至关重要，不同的波长选用对50G PON兼容演进方案会有根本性的差别。鉴于目前国内网上有大量的EPON、GPON、10G PON ONU设备部署，预计国内运营商会选择1286nm的上行波长。

  50G PON为了兼容现网设备，可以采用独立的合波器设备CEx，也可以采用50G PON Combo技术。ITU G.9805标准确定了基于GPON/XG(S)-PON/50G PON三模Combo光模块的三代PON系统共存技术架构和光接口指标，支持GPON、XG(S)-PON、50 PON三代PON技术在同一个ODN中共存及平滑演进。未来50G PON的部署将与现在的XG(S)Combo部署情况非常相似，预计国内运营商和厂商都会一致选择简洁高效的50G Combo模式进行规模建设。

  - 确定性业务能力

  50G PON系统以其高带宽、高质量的业务能力，将全面支持面向家庭用户、企业用户、园区用户等不同的场景和业务需求。50G PON的带宽提供能力是10G PON的5倍，并在时延、抖动等方面做了相应的技术优化，可拓展更丰富的应用场景，并能提供泛在的万兆接入能力，实现IEEE、ITU-T在50G PON时代的“融合统一”。

  随着行业数字化转型升级，面向部分行业用户网络对带宽、时延等有着确定性的传输要求，50G PON为建设确定性PON网络提供了可能。50G PON系统采用业务流打时间戳和基于固定时延调度机制来实现PON端到端确定性的网络传输。系统在业务入口处对确定性业务流打时间戳，系统出口在原用于QoS调度的FIFO队列的基础上，每个确定性业务流有单独的调度队列，并根据入口的时间戳+固定时延，进行优先调度，实现包经过PON系统端到端的时延精确控制。系统按照计算时间进行报文调度和业务包发送，保证确定性业务报文的入到出时间维持在一个恒定值，以保证数据可靠、确定性地转发，满足对时延和抖动敏感的确定性场景应用需求。

  50G PON实践和展望

  ITU在这5年间陆续完成了50G PON系列标准的制定和发布，在这期间50G PON相关产业如光器件、芯片、DSP(digital signal processor)、Combo技术、设备等都在持续地突破。2023年开始进入试点验证期，预计2024年扩大试点规模和范围，并拓展到对称50G PON方案和场景。预计50G PON技术和产业将于2025年逐步成熟并商用，先期以ToB先行导入为主，后期拓展到ToH，按需升级，整体上50G PON将于2028—2030年大规模部署。

  50G PON作为下一代高速PON技术，是实现“万兆”光接入网络底座的关键技术。作为固网领域的技术领导者，中兴通讯一直致力于PON技术的发展并做出贡献，已在包括ITU-T在内的标准组织提交70多份50G PON相关提案。截至2023年9月，中兴通讯已与全球30+家运营商完成了50G PON验证或试点。未来，中兴通讯将继续携手合作伙伴，推进50G PON标准化及产业化工作，促进下一代光接入网的发展和成熟。

  作者：中兴通讯 吴颖