隨著5G、云計(jì)算、AI等技術(shù)的快速發(fā)展,光接入網(wǎng)正加速向更高帶寬、更低時(shí)延的方向演進(jìn)。50G PON作為新一代PON技術(shù),已成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)前,運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)網(wǎng)仍有大量EPON和10G EPON,升級(jí)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)如何最大程度保護(hù)已有投資,實(shí)現(xiàn)EPON、10G EPON與50G PON的三代共存,成為技術(shù)演進(jìn)的一大挑戰(zhàn)。
一、波長(zhǎng)沖突:EPON演進(jìn)的核心挑戰(zhàn)
EPON上行波長(zhǎng)范圍寬達(dá)100nm(1260nm~1360nm),而ITU-T定義的50G PON的上下行波長(zhǎng)分別為1286nm和1342nm,與EPON上行波段完全重疊(如圖1所示)。
圖1:EPON/10G-EPON與50G PON波長(zhǎng)沖突情況
這種波長(zhǎng)沖突使得三代PON的共存變得極為棘手。從標(biāo)準(zhǔn)制定到產(chǎn)業(yè)實(shí)踐,業(yè)界主要提出了三種解決方案:
1. EPON退網(wǎng),10G EPON與50G PON二代共存
早在2018年50G PON標(biāo)準(zhǔn)制定初期,產(chǎn)業(yè)界就意識(shí)到寬頻EPON是未來(lái)PON網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的障礙。隨著EPON逐漸退網(wǎng),10G EPON與50G PON的二代共存成為優(yōu)選方案。
優(yōu)勢(shì):
標(biāo)準(zhǔn)歸一化:50G PON標(biāo)準(zhǔn)已實(shí)現(xiàn)與10G EPON的兼容,產(chǎn)業(yè)鏈成熟。
網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化:避免三代共存帶來(lái)的復(fù)雜度,降低運(yùn)維成本。
性能提升:EPON退網(wǎng)后,網(wǎng)絡(luò)帶寬和時(shí)延性能可大幅優(yōu)化,匹配AI時(shí)代需求。
當(dāng)前,中國(guó)移動(dòng)等運(yùn)營(yíng)商已開(kāi)始推動(dòng)EPON退網(wǎng),逐步將網(wǎng)絡(luò)能力提升至與GPON區(qū)域?qū)R,構(gòu)建更具競(jìng)爭(zhēng)力的接入網(wǎng)。
2. EPON收斂到窄頻,實(shí)現(xiàn)三代共存
2017年10G EPON商用后,隨著DFB激光器成本下降,運(yùn)營(yíng)商通過(guò)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將EPON上行波長(zhǎng)收窄至1290nm~1330nm,10G EPON非對(duì)稱1G上行收窄至1260nm~1280nm。這一調(diào)整為50G PON的共存奠定了基礎(chǔ)。
2022年,50G PON新定義了1286nm上行波長(zhǎng),在窄頻EPON部署后,可實(shí)現(xiàn)EPON/10G EPON/50G PON三代共存。
優(yōu)勢(shì):
平滑演進(jìn):保留現(xiàn)有EPON用戶,避免強(qiáng)制退網(wǎng)。
標(biāo)準(zhǔn)歸一:ITU與IEEE PON在波長(zhǎng)上實(shí)現(xiàn)收斂,產(chǎn)業(yè)鏈更高效。
然而,窄頻EPON的普及仍需時(shí)間,且寬頻EPON設(shè)備的淘汰需要運(yùn)營(yíng)商持續(xù)投入。
3. 獨(dú)立定義50G EPON波長(zhǎng),上行時(shí)分復(fù)用
近期,業(yè)界提出通過(guò)獨(dú)立定義50G EPON波長(zhǎng)(如136x nm)和時(shí)分復(fù)用機(jī)制實(shí)現(xiàn)三代共存(如圖2所示)。
圖2:上行時(shí)分+下行換波長(zhǎng)方案架構(gòu)圖
但該方案面臨多重技術(shù)瓶頸:
光纖衰減問(wèn)題:136x nm處于水峰邊緣,衰減大且不穩(wěn)定。
色散限制:高頻色散導(dǎo)致信號(hào)劣化,難以支持50G NRZ傳輸。
效率與時(shí)延:三代PON共享上行時(shí)隙,EPON/10G EPON的長(zhǎng)前導(dǎo)(us級(jí))會(huì)大幅降低50G PON的帶寬效率并增加時(shí)延。
產(chǎn)業(yè)鏈成本:136x nm光器件無(wú)法與GPON產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)用,成本高昂。
劣勢(shì)總結(jié):
技術(shù)可行性低,性能犧牲大。
延續(xù)IEEE PON與ITU PON的標(biāo)準(zhǔn)分裂,產(chǎn)業(yè)鏈無(wú)法收斂。
網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)力下降,難以滿足未來(lái)業(yè)務(wù)需求。
二、歷史經(jīng)驗(yàn):時(shí)分復(fù)用方案的教訓(xùn)
在10G EPON與EPON共存時(shí)代,上行時(shí)分復(fù)用已暴露出明顯短板:時(shí)延高、帶寬利用率低,導(dǎo)致IEEE PON在與ITU PON的競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。若在50G時(shí)代繼續(xù)采用時(shí)分方案,這些問(wèn)題將進(jìn)一步放大,甚至可能使網(wǎng)絡(luò)無(wú)法支撐4K/8K、XR、AI等新興業(yè)務(wù)。
三、結(jié)論:EPON退網(wǎng)是最佳演進(jìn)路徑
從產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看,EPON退網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)10G EPON與50G PON二代共存是最優(yōu)選擇。這一路徑能夠:
規(guī)避技術(shù)風(fēng)險(xiǎn):避免波長(zhǎng)沖突和時(shí)分復(fù)用的性能缺陷。
提升網(wǎng)絡(luò)能力:統(tǒng)一PON標(biāo)準(zhǔn),簡(jiǎn)化運(yùn)維,降低TCO。
增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力:為未來(lái)50G PON向下一代PON技術(shù)演進(jìn)鋪平道路。
相反,若選擇50G EPON時(shí)分共存方案,將導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)分裂、產(chǎn)業(yè)鏈冗余、網(wǎng)絡(luò)性能下滑,最終使部署的網(wǎng)絡(luò)失去技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。
四、產(chǎn)業(yè)呼吁:協(xié)同推進(jìn)EPON退網(wǎng)
建議運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商和標(biāo)準(zhǔn)組織協(xié)同合作,加快EPON退網(wǎng)進(jìn)程:
制定遷移計(jì)劃:通過(guò)政策激勵(lì)或技術(shù)替代,推動(dòng)用戶向10G EPON遷移。
收斂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):推動(dòng)IEEE與ITU在波長(zhǎng)規(guī)劃上進(jìn)一步協(xié)同。
優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈:聚焦10G EPON與50G PON共存的光模塊與芯片研發(fā),降低成本。
在AI與算力時(shí)代,接入網(wǎng)的帶寬與時(shí)延能力將成為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的核心競(jìng)爭(zhēng)力。選擇正確的演進(jìn)路徑,方能助力運(yùn)營(yíng)商贏得未來(lái)十年。