當(dāng)前，我國運營商采用10G PON技術(shù)建設(shè)千兆光網(wǎng)，50G PON萬兆接入技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟，將成為構(gòu)建下一代萬兆網(wǎng)絡(luò)和萬兆業(yè)務(wù)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。

　　3月21日，在由CIOE中國光博會與C114通信網(wǎng)聯(lián)合舉辦的“2024中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇-50G PON技術(shù)專場”上，中國移動研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所副所長張德朝表示，50G PON作為下一代PON的主流技術(shù)，除了帶寬提升外，還需圍繞低時延和網(wǎng)絡(luò)切片等維度，構(gòu)建50G PON綜合業(yè)務(wù)承載能力，豐富光接入網(wǎng)應(yīng)用場景。

　　50G PON系統(tǒng)新需求帶來新挑戰(zhàn)

　　當(dāng)前，千兆光網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和用戶高速增長，全國千兆用戶數(shù)占比已達25.7%，千兆信息高速路初具規(guī)模。隨著算力網(wǎng)絡(luò)的深度推進，萬兆網(wǎng)絡(luò)初顯端倪，各地方均在出臺相應(yīng)政策，加速推動萬兆寬帶網(wǎng)絡(luò)試商用，支撐新場景新業(yè)務(wù)的探索與發(fā)展。

　　張德朝介紹，中國移動作為全球最大的固網(wǎng)運營商，截至2024年1月底有線寬帶用戶已超3億，千兆寬帶用戶覆蓋超3.9億。在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)推進方面，中國移動2021年開始全面轉(zhuǎn)向10G PON系統(tǒng)能力建設(shè)，全網(wǎng)OLT具備10G PON能力，并積極推進50G PON發(fā)展。

　　面向算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，中國移動在骨干網(wǎng)構(gòu)建基于400G和OXC的新一代全光網(wǎng)，于2023年完成400G首次集采，現(xiàn)在正在開展大規(guī)模商用;在接入網(wǎng)構(gòu)建50G PON+FTTR協(xié)同的新一代光接入網(wǎng)，打造泛在入算的光錨點，通過端到端全光網(wǎng)提供骨干20ms、省域/區(qū)域5ms、城市1ms三級時延圈網(wǎng)絡(luò)。

　　張德朝指出，千兆光接入網(wǎng)的發(fā)展在技術(shù)上呈現(xiàn)三個趨勢：通過50G PON進一步提升全光接入能力，通過FTTR提升千兆無縫覆蓋能力，通過智能協(xié)同(PON+FTTR協(xié)同、光+WLAN協(xié)同、PON+FTTR+X協(xié)同)提升網(wǎng)絡(luò)的智能化水平。

　　隨著2023年ITU-T SG15全會通過G.9804.3 Amd.2，標志著50G PON國際標準體系已完成，50G PON將進入產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的新階段。但50G PON系統(tǒng)新需求也帶來了新挑戰(zhàn)：首先是增強的系統(tǒng)要求，50G PON作為下一代光接入網(wǎng)技術(shù)體系，除帶寬提升外，面向多業(yè)務(wù)綜合承載場景，還需滿足低時延和網(wǎng)絡(luò)切片能力;其次是不同的傳輸性能，伴隨著50G PON系統(tǒng)線路速率、發(fā)射光功率等指標的提升，帶來新的傳輸效應(yīng)，例如光纖色散、受激布里淵散射、單幀多突發(fā)等;最后是新型設(shè)備實現(xiàn)，50G PON系統(tǒng)相比10G GPON，需全新設(shè)備實現(xiàn)方案滿足新需求，適應(yīng)新效應(yīng)。

　　50G PON五大關(guān)鍵技術(shù)

　　張德朝介紹，基于以上分析，50G PON關(guān)鍵技術(shù)方案包含功率預(yù)算提升技術(shù)、多速率高速突發(fā)接收技術(shù)、多模共存技術(shù)、智能化協(xié)同技術(shù)等。

　　關(guān)鍵技術(shù)1：高功率預(yù)算收發(fā)。當(dāng)前50G PON光電器件技術(shù)已取得長足進展，對稱50G速率可實現(xiàn)N1等級功率預(yù)算，針對C+等級功率預(yù)算，50G上下行方向分別在發(fā)射側(cè)和接收側(cè)尚面臨不同挑戰(zhàn)，還需要產(chǎn)業(yè)界共同繼續(xù)攻關(guān)。

　　例如，下行方向，當(dāng)入纖光功率超過10dBm，會激發(fā)SBS非線性效應(yīng)，導(dǎo)致功率預(yù)算劣化�？梢钥紤]的解決方向是擴展發(fā)射機激光器線寬，提升SBS效應(yīng)閾值。上行方向，50Gb/s突發(fā)信號接收靈敏度約為-25dBm，未達到C+等級要求-25.7dBm。可以考慮優(yōu)化APD器件結(jié)構(gòu)，進一步提升光子吸收率和響應(yīng)度;或者采用鍺硅等新型材料APD，提升器件增益帶寬積和靈敏度。

　　關(guān)鍵技術(shù)2：oDSP技術(shù)使能上行多速率突發(fā)接收。50G PON應(yīng)用須支持25G和50G兩種上行速率，考慮到各個ONU傳纖距離不等，DSP需實現(xiàn)對不同上行速率、不同距離ONU信號損傷的快速均衡，以滿足32dB功率預(yù)算需求。下行方向，50Gbps為連續(xù)信號，ONU側(cè)只需通過輕量化DSP即可實現(xiàn)靜態(tài)信號的色散均衡;上行方向，OLT側(cè)DSP需要支持動態(tài)多模，滿足對不同速率ONU信號損傷的動態(tài)自適應(yīng)均衡，利用來自MAC的突發(fā)先驗信息輔助DSP內(nèi)均衡模塊的收斂，能夠滿足對不同速率ONU信號損傷的動態(tài)自適應(yīng)均衡。

　　關(guān)鍵技術(shù)3：多模MPM共存。GPON短時期內(nèi)不會全面退網(wǎng)，50G PON部署需考慮三代PON同端口共存，其中OLT側(cè)三模MPM Combo光模塊挑戰(zhàn)較大。當(dāng)前雖已實現(xiàn)小型化6波長WDM，但上行方向存在通道間串?dāng)_，導(dǎo)致約1dB靈敏度劣化。

　　另外，當(dāng)XG(S)-PON或50G PON ONU激光器在相鄰波長有較大噪聲分量時，在OLT接收端會導(dǎo)致GPON或50G PON靈敏度嚴重劣化。對此，張德朝提出兩個解決方案：一是在ONU發(fā)送端添加filter，過濾掉帶外噪聲;二是通過協(xié)同DBA控制，使問題10G、50G ONU與小功率GPON ONU三者在時域沒有交集。

　　關(guān)鍵技術(shù)4：低時延及網(wǎng)絡(luò)切片。從PON網(wǎng)元、PON線路、 PON組網(wǎng)三個層面系統(tǒng)性研制PON支持低時延及網(wǎng)絡(luò)切片方案;采用單幀多突發(fā)和消除靜默開窗，平均時延從158us降低至123us(優(yōu)化22%);最大時延從443us降低至135us(優(yōu)化69%)。

　　關(guān)鍵技術(shù)5：光接入網(wǎng)智能化。光接入網(wǎng)直接面向用戶和業(yè)務(wù)，隨著用戶消費升級，更豐富的接入對象、更高的業(yè)務(wù)體驗以及多種異構(gòu)技術(shù)的協(xié)同對光接入網(wǎng)智能化提出需求。基于光層OAM的50G PON+FTTR協(xié)同架構(gòu)打造新一代智能光接入網(wǎng)，一方面是感知能力，在OLT部署智能板，面向PON+FTTR增強業(yè)務(wù)感知和分析能力;另一方面是采集能力，PON和FTTR支持高精度數(shù)據(jù)采集�；�于收集的業(yè)務(wù)KPI與網(wǎng)絡(luò)KPI構(gòu)建面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)能力及流量預(yù)測;同時可以精準業(yè)務(wù)識別，實現(xiàn)端到端切片協(xié)同;以及精準定位接入網(wǎng)故障，端到端運維協(xié)同。

　　張德朝表示，當(dāng)前50G PON技術(shù)產(chǎn)業(yè)已取得長足進展，2023年11月，中國移動協(xié)同合作伙伴在江蘇移動南京現(xiàn)網(wǎng)成功完成了全球首個對稱50G PON 固移接入應(yīng)用示范。后續(xù)希望產(chǎn)業(yè)界持續(xù)協(xié)同開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加快核心器件突破，推進技術(shù)和產(chǎn)業(yè)成熟。