光纖接入是寬帶發(fā)展主流,千兆網(wǎng)絡(luò)為下一步發(fā)展趨勢

“目前，10G PON已全產(chǎn)業(yè)成熟，其鼎力支撐構(gòu)建千兆接入網(wǎng)，Combo PON成為10G PON主流方案。隨著10G PON全產(chǎn)業(yè)成熟，50G PON標(biāo)準(zhǔn)也正全力攻克技術(shù)難題?！敝袊?a target="_blank">信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所所長敖立說。

光纖接入是寬帶發(fā)展主流 千兆網(wǎng)絡(luò)為下一步發(fā)展趨勢

如今，光纖接入已為寬帶發(fā)展主流，千兆網(wǎng)絡(luò)成寬帶下一步發(fā)展趨勢。

目前全球已有57個國家的234家運營商相繼發(fā)布了千兆業(yè)務(wù)。據(jù)了解，AT&T計劃未來三到五年內(nèi)通過光纖和5G在全美提供網(wǎng)絡(luò)接入；英國電信計劃2020年中至年末未英國2000萬戶家庭提供全光纖寬帶；德國表示2025計劃投資1000億歐元用于光纖網(wǎng)絡(luò)擴張；日本計劃2021年末實現(xiàn)光纖覆蓋幾乎所有家庭。

而我國光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)高水平發(fā)展，F(xiàn)TTH已經(jīng)覆蓋全國城鄉(xiāng)絕大部分家庭，全國所有城市基本均建成“光網(wǎng)城市”，支撐千兆接入的10G PON網(wǎng)絡(luò)快速部署，形成千兆發(fā)展網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)顯示：我國FTTH接入用戶滲透率達到93.6%，在全球領(lǐng)先；百兆以上用戶滲透率88%，下一步將迎來千兆接入用戶快速發(fā)展；根據(jù)寬帶發(fā)展聯(lián)盟監(jiān)測數(shù)據(jù)，截至2020年Q2，我國寬帶用戶接入速率平均已超過180Mbit/s。

“寬帶光接入與高速光傳輸形成光通信底座，整體向高帶寬、大容量、集成化和智能開放發(fā)展演進。”敖立說。

10G PON產(chǎn)業(yè)鏈已成熟

在國內(nèi)，10G PON已經(jīng)成為三大運營商千兆建設(shè)的共同選擇。據(jù)了解，中國電信的EPON區(qū)域新建以10G EPON為主，GPON區(qū)域加快向XG-PON升級；中國移動的高端區(qū)域按需試點10G PON，支撐市場發(fā)展，保障千兆接入；中國聯(lián)通表示2019年引入Combo PON，2021年EPON全部升級10G EPON。

敖立表示，10G PON的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成熟，這主要體現(xiàn)在芯片、標(biāo)準(zhǔn)和光模塊上。

在芯片方面，10G EPON&10G GPON對稱/非對稱 SOC芯片已ASIC化；設(shè)備廠家8口、16口0G GPON&10G EPON單板具備規(guī)模發(fā)貨能力。

在標(biāo)準(zhǔn)方面，ITU的10G GPON非對稱10G/2.5G 2012年開始商用；對稱10G GPON 10G/10G 2016標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)、2017年開始商用。IEEE的對稱/非對稱10G EPON 10G/10G or 10G/1G 2012年開始商用。

在光模塊方面，10G EPON對稱&非對稱PR/PRX30是主流發(fā)貨產(chǎn)品，已規(guī)模商用；10G GPON對稱&非對稱N1/N2a/N2和Combo Class B+/C+可規(guī)模發(fā)貨。

Combo PON是10G PON建設(shè)的主流方案

就目前來說，Combo PON是10G PON建設(shè)的主流方案，因為該方案有諸多優(yōu)勢：不影響現(xiàn)網(wǎng)GPON業(yè)務(wù)，實現(xiàn)平滑網(wǎng)絡(luò)升級；無需調(diào)整ODN，工程簡便；節(jié)省機房空間，簡化運維；減少初期投資，平滑投資收益?！?/p>

首先，Combo PON方案不影響現(xiàn)網(wǎng)GPON業(yè)務(wù)，實現(xiàn)平滑網(wǎng)絡(luò)升級。Combo PON方案不適用外置合波器，無額外的插損，網(wǎng)絡(luò)升級時不會影響部分光功率預(yù)算緊張的現(xiàn)網(wǎng)用戶業(yè)務(wù)，可以實現(xiàn)平滑演進。

其次，無需調(diào)整ODN，工程簡便。Combo PON采用內(nèi)置合波的方式，在使用同等級光模塊的情況下，無需調(diào)整ODN網(wǎng)絡(luò)即可兼容現(xiàn)網(wǎng)GPON，工程實施方便快捷。

第三，節(jié)省機房空間，簡化運維。Combo PON方案不需要新增外置設(shè)備以及相關(guān)配套，可以極大節(jié)省機房空間，避免帶來更多的運維管理的問題，為運營商節(jié)省CAPEX和OPEX。

第四，減少初期投資，平滑投資收益。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展按需升級用戶家庭里的ONU，實現(xiàn)輕資產(chǎn)進行10G GPON的升級部署，快速實現(xiàn)投資和收益的平衡。

50G PON標(biāo)準(zhǔn)正在攻關(guān)

隨著10G PON全產(chǎn)業(yè)成熟，50G PON標(biāo)準(zhǔn)也正全力攻克技術(shù)難題。

目前ITU標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)步推進：G.9804.50Gpmd：50G物理層（進行中）；G.9804.1：總體需求（2019年7月通過）；G.9804.ComTC：融合TC層（進行中）；G.9804.1 Amd1：總體需求增補1（進行中）。

盡管50G TDM-PON能進一步提升光接入網(wǎng)超寬能力，但也面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)，例如：光功率預(yù)算、色散、SOA封裝等。

光模塊向更高速率和更高集成化演進

隨著光通信技術(shù)的革新，光模塊加速向更高速率和更高集成度演進，板上光學(xué)和共封裝光學(xué)成為重要方向。

“25GBaud光電平臺可支持單通道25Gb/s NRZ和50Gb/s PAM4已成為業(yè)界主流，通道數(shù)量將決定封裝功耗和成本，基于50/100GBaud光電平臺的單通道100/200Gb/s PAM4標(biāo)準(zhǔn)化和研發(fā)工作已經(jīng)啟動?！卑搅⒄f。

這就出現(xiàn)多種封裝并存，板上光學(xué)和共封裝光學(xué)成為重要方向?！皵?shù)據(jù)中心內(nèi)部流量快速增長，交換機容量、端口密度和速率、功耗等均面臨挑戰(zhàn)，OBO和CPO成為重要發(fā)展方向；400Gb/s和800Gb/s及以下可插拔仍是優(yōu)先選項、800Gb/s和1.6Tb/s及以上OBO/CPO將更多采用?！?/p>

隨著業(yè)務(wù)的不斷增長和高速傳送技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的WDM和OTN組網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)越來越力不從心。目前組網(wǎng)方式是光電并存組網(wǎng)（OTN/WDM/ROADM/PTN/SPN/IPAN等組網(wǎng)并存發(fā)展），同時全光組網(wǎng)模式穩(wěn)步推進，按需選擇5G、互聯(lián)網(wǎng)、寬帶、專線等驅(qū)動。

而全光交換成為未來解決超大容量交換的主要途徑?；赗OADM的光交換技術(shù)已經(jīng)在運營商網(wǎng)絡(luò)得到規(guī)模應(yīng)用；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也從點到到發(fā)展到網(wǎng)狀網(wǎng)、光電融合組網(wǎng)；節(jié)點架構(gòu)從分離器件發(fā)展成集成式；交換緯度也從5維/9維發(fā)展到20維/32維甚至更高維。

另外，敖立也指出，基于頻譜擴展提升傳輸容量引發(fā)業(yè)界關(guān)注，但也存在一些亟待解決的問題，例如：光收發(fā)器（超寬帶調(diào)制和接收）；光放大（寬譜光放大器、拉曼放大器）；服用/解復(fù)用器（擴展頻譜帶來的性能劣化、波長穿通代價優(yōu)化）；寬譜系統(tǒng)的設(shè)計和運維（波長自適應(yīng)、帶內(nèi)信號干擾）。
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