10G PON已全产业成熟 Combo PON为主流方案

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,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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