光纤接入是宽带发展主流,千兆网络为下一步发展趋势

“目前，10G PON已全产业成熟，其鼎力支撑构建千兆接入网，Combo PON成为10G PON主流方案。随着10G PON全产业成熟，50G PON标准也正全力攻克技术难题。”中国信息通信研究院技术与标准研究所所长敖立说。

光纤接入是宽带发展主流 千兆网络为下一步发展趋势

如今，光纤接入已为宽带发展主流，千兆网络成宽带下一步发展趋势。

目前全球已有57个国家的234家运营商相继发布了千兆业务。据了解，AT&T计划未来三到五年内通过光纤和5G在全美提供网络接入；英国电信计划2020年中至年末未英国2000万户家庭提供全光纤宽带；德国表示2025计划投资1000亿欧元用于光纤网络扩张；日本计划2021年末实现光纤覆盖几乎所有家庭。

而我国光纤宽带网络高水平发展，FTTH已经覆盖全国城乡绝大部分家庭，全国所有城市基本均建成“光网城市”，支撑千兆接入的10G PON网络快速部署，形成千兆发展网络基础。

数据显示：我国FTTH接入用户渗透率达到93.6%，在全球领先；百兆以上用户渗透率88%，下一步将迎来千兆接入用户快速发展；根据宽带发展联盟监测数据，截至2020年Q2，我国宽带用户接入速率平均已超过180Mbit/s。

“宽带光接入与高速光传输形成光通信底座，整体向高带宽、大容量、集成化和智能开放发展演进。”敖立说。

10G PON产业链已成熟

在国内，10G PON已经成为三大运营商千兆建设的共同选择。据了解，中国电信的EPON区域新建以10G EPON为主，GPON区域加快向XG-PON升级；中国移动的高端区域按需试点10G PON，支撑市场发展，保障千兆接入；中国联通表示2019年引入Combo PON，2021年EPON全部升级10G EPON。

敖立表示，10G PON的产业链已经成熟，这主要体现在芯片、标准和光模块上。

在芯片方面，10G EPON&10G GPON对称/非对称 SOC芯片已ASIC化；设备厂家8口、16口0G GPON&10G EPON单板具备规模发货能力。

在标准方面，ITU的10G GPON非对称10G/2.5G 2012年开始商用；对称10G GPON 10G/10G 2016标准冻结、2017年开始商用。IEEE的对称/非对称10G EPON 10G/10G or 10G/1G 2012年开始商用。

在光模块方面，10G EPON对称&非对称PR/PRX30是主流发货产品，已规模商用；10G GPON对称&非对称N1/N2a/N2和Combo Class B+/C+可规模发货。

Combo PON是10G PON建设的主流方案

就目前来说，Combo PON是10G PON建设的主流方案，因为该方案有诸多优势：不影响现网GPON业务，实现平滑网络升级；无需调整ODN，工程简便；节省机房空间，简化运维；减少初期投资，平滑投资收益。”

首先，Combo PON方案不影响现网GPON业务，实现平滑网络升级。Combo PON方案不适用外置合波器，无额外的插损，网络升级时不会影响部分光功率预算紧张的现网用户业务，可以实现平滑演进。

其次，无需调整ODN，工程简便。Combo PON采用内置合波的方式，在使用同等级光模块的情况下，无需调整ODN网络即可兼容现网GPON，工程实施方便快捷。

第三，节省机房空间，简化运维。Combo PON方案不需要新增外置设备以及相关配套，可以极大节省机房空间，避免带来更多的运维管理的问题，为运营商节省CAPEX和OPEX。

第四，减少初期投资，平滑投资收益。随着业务的发展按需升级用户家庭里的ONU，实现轻资产进行10G GPON的升级部署，快速实现投资和收益的平衡。

50G PON标准正在攻关

随着10G PON全产业成熟，50G PON标准也正全力攻克技术难题。

目前ITU标准稳步推进：G.9804.50Gpmd：50G物理层（进行中）；G.9804.1：总体需求（2019年7月通过）；G.9804.ComTC：融合TC层（进行中）；G.9804.1 Amd1：总体需求增补1（进行中）。

尽管50G TDM-PON能进一步提升光接入网超宽能力，但也面临一些技术挑战，例如：光功率预算、色散、SOA封装等。

光模块向更高速率和更高集成化演进

随着光通信技术的革新，光模块加速向更高速率和更高集成度演进，板上光学和共封装光学成为重要方向。

“25GBaud光电平台可支持单通道25Gb/s NRZ和50Gb/s PAM4已成为业界主流，通道数量将决定封装功耗和成本，基于50/100GBaud光电平台的单通道100/200Gb/s PAM4标准化和研发工作已经启动。”敖立说。

这就出现多种封装并存，板上光学和共封装光学成为重要方向。“数据中心内部流量快速增长，交换机容量、端口密度和速率、功耗等均面临挑战，OBO和CPO成为重要发展方向；400Gb/s和800Gb/s及以下可插拔仍是优先选项、800Gb/s和1.6Tb/s及以上OBO/CPO将更多采用。”

随着业务的不断增长和高速传送技术的发展，传统的WDM和OTN组网技术已经越来越力不从心。目前组网方式是光电并存组网（OTN/WDM/ROADM/PTN/SPN/IPAN等组网并存发展），同时全光组网模式稳步推进，按需选择5G、互联网、宽带、专线等驱动。

而全光交换成为未来解决超大容量交换的主要途径。基于ROADM的光交换技术已经在运营商网络得到规模应用；网络架构也从点到到发展到网状网、光电融合组网；节点架构从分离器件发展成集成式；交换纬度也从5维/9维发展到20维/32维甚至更高维。

另外，敖立也指出，基于频谱扩展提升传输容量引发业界关注，但也存在一些亟待解决的问题，例如：光收发器（超宽带调制和接收）；光放大（宽谱光放大器、拉曼放大器）；服用/解复用器（扩展频谱带来的性能劣化、波长穿通代价优化）；宽谱系统的设计和运维（波长自适应、带内信号干扰）。
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