上篇文章（鏈接），小棗君給大家介紹了寬帶技術(shù)從 ISDN、xDSL 到 10G PON 的發(fā)展歷程。

今天，我們來(lái)聊聊即將到來(lái)的新一代光纖寬帶技術(shù) ——50G PON。

█ F5G 和 F5G-A

介紹 50G PON 之前，先說(shuō)說(shuō) F5G 和 F5G-A。

2020 年 2 月，ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)）推進(jìn)了一套以 10G PON+FTTR、Wi-Fi 6、200G 光傳送 / 匯聚、OXC 等技術(shù)為基礎(chǔ)的固定通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，并將其命名為 F5G，也就是第五代固網(wǎng)通信技術(shù)（The 5th generation Fixed networks）。

F5G 是固網(wǎng)產(chǎn)業(yè)界向 5G“抄作業(yè)”的產(chǎn)物。它簡(jiǎn)化了代際命名方式，把一些技術(shù)進(jìn)行打包，方便市場(chǎng)宣傳和推廣。

去年以來(lái)，整個(gè)通信行業(yè)都在討論基于 5G 的半代演進(jìn) ——5G-A。固網(wǎng)產(chǎn)業(yè)界這邊，也依葫蘆畫(huà)瓢，跟著搞了一個(gè) F5G-A，作為 F5G 的小代際演進(jìn)。

去年 11 月，ETSI 正式發(fā)布《F5G Advanced Generation Definition（代際定義）》，明確提出了 F5G-A 的代際標(biāo)準(zhǔn)以及關(guān)鍵特征。

根據(jù) ETSI 的說(shuō)法，F(xiàn)5G-A 在 F5G 已有三大特征（eFBB、FFC、GRE）的基礎(chǔ)上，又新增了三大特征（GAO、RRL、OSV）。如下圖所示：

按設(shè)想，F(xiàn)5G-A 可以帶來(lái) 10 倍帶寬、10 倍光纖連接密度、10 倍能效、6 個(gè) 9 可靠性、米級(jí)精準(zhǔn)感知、亞毫秒級(jí)時(shí)延和 L4 級(jí)自治網(wǎng)絡(luò)等一系列能力提升，能夠更好地滿足用戶的寬帶接入需求，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“Fibre to Everywhere（光聯(lián)萬(wàn)物）”。

█ 50G PON 的標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)

F5G-A 是一個(gè)非常重要的演進(jìn)。而 50G PON，則是這個(gè)演進(jìn)的關(guān)鍵使能技術(shù)。

接下來(lái)，我們看看 50G PON 的標(biāo)準(zhǔn)，是如何誕生的。

之前的文章，我們講到了 10G PON 時(shí)代，也就是我們現(xiàn)在的千兆寬帶時(shí)代。

10G 并不是 PON 技術(shù)的終點(diǎn)。早在 2012 年左右，業(yè)界就一致認(rèn)為，PON 技術(shù)需要向更高速率演進(jìn)。

當(dāng)時(shí)的演進(jìn)思路有兩種，一種是提升單波長(zhǎng)速率，另一種是采用多波疊加。

IEEE（電氣與電子工程師協(xié)會(huì)）率先采取了行動(dòng)。他們搞了一個(gè) NG-EPON，在單根光纖上實(shí)現(xiàn) 25G 下行和 10/25G 上行，并支持和 10G EPON 兼容。25Gbps，通過(guò)多波長(zhǎng)疊加和通道綁定技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn) 50Gbps 甚至 100Gbps 速率。

2015 年 7 月，IEEE 啟動(dòng)了 25G / 50G / 100G EPON 技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)制定，命名為 IEEE 802.3ca。后來(lái)，考慮到 100G 難度太高，把它給刪掉了，只保留了 25G 和 50G。

再看 FSAN（全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)聯(lián)盟）和 ITU-T（國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)分局）這邊。

XG (S)-PON 標(biāo)準(zhǔn)制定完成之后，F(xiàn)SAN 就很快啟動(dòng)了 NG-PON2 的標(biāo)準(zhǔn)研究（NG-PON1 就是前面的 10G PON，包括 10G GPON 和 10G EPON），想要實(shí)現(xiàn) 40G 下行和 40G / 10G 上行。

當(dāng)時(shí)，NG-PON2 的主流備選技術(shù)方案包括：高速 TDMA-PON、TWDM-PON、OFDM-PON 和 WDM-PON。

經(jīng)過(guò)分析和對(duì)比，2012 年 4 月，F(xiàn)SAN 確定采用 TWDM-PON 技術(shù)，作為 NG-PON2 的實(shí)現(xiàn)方案。

TWDM，就是 TDM+WDM，時(shí)分復(fù)用 + 波分復(fù)用。TWDM-PON 采用 4/8 波長(zhǎng)疊加方式，單波長(zhǎng) 10G TDM，可以實(shí)現(xiàn) 4×10Gbps 速率。

這個(gè)方案，被 ITU-T 制定為 G.989.x 系列標(biāo)準(zhǔn)，最終于 2015 年完成。

標(biāo)準(zhǔn)完成之后，這個(gè)方案卻沒(méi)有什么運(yùn)營(yíng)商采納。因?yàn)檫@種波長(zhǎng)疊加的方式，會(huì)帶來(lái)可調(diào)諧光器件的高成本，而且，方案的系統(tǒng)成熟度也不夠。

后來(lái)，隨著高速率以太網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的迅速成熟和規(guī)?；瘧?yīng)用，N*10G 的這種疊加架構(gòu)越來(lái)越不被看好。業(yè)界逐漸堅(jiān)定了向單波高速率方向發(fā)展的決心。也就是說(shuō)，不要“TDM+WDM”，只要“TDM”。

搞單波的話，100G 的難度太大，25G 的提升又不明顯（沒(méi)多久又要升級(jí)，浪費(fèi)錢和時(shí)間）。那么，最佳選擇，當(dāng)然就是 50G。

2018 年 2 月，在中國(guó)產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)合建議下，ITU-T SG15 Q2 正式對(duì)單通道 50G TDM PON 系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行立項(xiàng)，命名為“G.HSP（G.Higher Speed PON）”，計(jì)劃 2025 年開(kāi)始具備商用能力。

值得一提的是，諾基亞在 25G 上比較執(zhí)著。在 ITU-T 立項(xiàng)受阻后，他們跑去另立山頭，在 2020 年 10 月成立了 25G 對(duì)稱 PON 多源協(xié)議（25GS-PON MSA）。加入的企業(yè)也不少，其中不乏 AT&T 等大公司。

我們還是說(shuō)回 50G PON。

50G PON 標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)時(shí)，主要包括 4 個(gè)部分，如下表所示：

2021 年 4 月 23 日，ITU-T SG15 全會(huì)通過(guò)了 50G PON 的標(biāo)準(zhǔn)，包括：G.9804.1 Amd1（需求）、G.9804.2（通用協(xié)議層）、G.9804.3（物理層標(biāo)準(zhǔn)）。

為了支持多代 PON 技術(shù)共存，ITU-T 還搗鼓了一個(gè) G.9805 標(biāo)準(zhǔn)。

綜合起來(lái)，如下表所示：

和剛才那個(gè)表是對(duì)應(yīng)的。G.hsp.TWDMpmd/ G.9804.4 是多波，國(guó)內(nèi)不涉及。

2021-2023 年，50G PON 標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)完成了研究和修訂。2023 年，ITU-T SG15 全會(huì)通過(guò) G.9804.3 Amd.2，標(biāo)志著 50G PON 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系已完成。

多代共存標(biāo)準(zhǔn)（G.9805）也在這期間基本完成，為不同代際向 50G-PON 的平滑演進(jìn)奠定了標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。（50G PON 支持 10G EPON 的兼容并存，有利于實(shí)現(xiàn) IEEE 路線和 ITU-T 路線的歸一，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈有很大好處。盡管 IEEE 還是希望堅(jiān)持自己的以太網(wǎng)路線，不被“收編”，但作為世界上最大的 PON 市場(chǎng)，中國(guó)產(chǎn)業(yè)力量的意志難以被違背。歸一到 ITU-T 路線，是大勢(shì)所趨。）

為了進(jìn)一步增強(qiáng) PON 的能力，還有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在推進(jìn)中。一個(gè)是針對(duì)低時(shí)延的 G.Sup.PONLatency，另一個(gè)是針對(duì)切片的 G.Sup.PONSlicing。

國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，由 CCSA TC6 負(fù)責(zé)制定。

目前，50G PON 總體、物理層、TC 層等系列行標(biāo)已發(fā)布，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)已立項(xiàng)，預(yù)計(jì) 2024-2025 制定；50G-PON 單模、10G / 50G 雙模行標(biāo)已報(bào)批，G / XG (S)/50G 三模預(yù)期 2024-2025 制定。

總而言之，單波 50G PON（50G TDM PON）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均已基本就緒，為產(chǎn)業(yè)鏈上下游全面推進(jìn)商用創(chuàng)造了條件。

█ 50G PON 的應(yīng)用場(chǎng)景

50G PON 帶來(lái)了萬(wàn)兆的接入速度，那么，大家肯定會(huì)問(wèn)，它的應(yīng)用場(chǎng)景是什么呢？

目前來(lái)看，業(yè)界對(duì) 50G PON 的應(yīng)用場(chǎng)景定義仍然集中在家庭寬帶、中小微企業(yè)、園區(qū)、工業(yè)等場(chǎng)景。

家寬的話，主要是滿足于 8K（及以上）超高清視頻、AR / VR / XR、裸眼 3D 等需求。

一般來(lái)說(shuō)，單個(gè) XR 設(shè)備的連接帶寬不高（380Mbps 左右），10G PON 就夠用。采用 50G PON，更多是針對(duì)多并發(fā)的需求，也就是多人同時(shí)使用 XR 設(shè)備。例如家里成員多人共同參與 XR 游戲互動(dòng)。

中小微企業(yè)，主要是云桌面辦公、視頻會(huì)議、企業(yè)云盤等用途。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在在推中小微企業(yè)數(shù)字化賦能專項(xiàng)行動(dòng)，50G PON 可以成為中小微企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型底座。

園區(qū)場(chǎng)景，例如大型企業(yè)、醫(yī)院、學(xué)校、工廠、港口等。

學(xué)校的話，一個(gè)教室里有數(shù)十名學(xué)生，多人同時(shí)使用 VR 教學(xué)，會(huì)對(duì)接入帶寬產(chǎn)生需求。

醫(yī)院的場(chǎng)景更加復(fù)雜。除了傳統(tǒng)的數(shù)字病歷等以外，大帶寬網(wǎng)絡(luò)還有一些新的應(yīng)用。

例如影像查看和數(shù)字閱片。醫(yī)院的影像設(shè)備數(shù)據(jù)量很大，包括多模態(tài)影像、介入式影像等。通過(guò) 50G PON 這樣的萬(wàn)兆光網(wǎng)，可以有助于醫(yī)務(wù)人員的數(shù)據(jù)查看和傳遞。

現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)商們大力推動(dòng) FTTR。以后，隨著接入帶寬的增加，可能會(huì)逐漸邁入 FTTD 階段。

D 是 Device，也就是說(shuō)，光纖會(huì)直接接到用戶終端（例如臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、家電等）上，徹底消滅網(wǎng)線。

再就是工業(yè)制造場(chǎng)景，這個(gè)場(chǎng)景是目前 50G PON 發(fā)展的重點(diǎn)，主要針對(duì)數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制、自動(dòng)化及人機(jī)交互等細(xì)分場(chǎng)景。這些細(xì)分場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)延和安全可靠有著嚴(yán)格要求。

在工業(yè)領(lǐng)域，50G PON 可能會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)光纖從日常辦公網(wǎng)絡(luò)走向生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，并最終走向機(jī)器內(nèi)部連接。

它會(huì)帶來(lái) FTTR 向 FTTM 的轉(zhuǎn)變。M 是 Machine，也就是機(jī)器。它和剛才說(shuō)的 FTTD 有些類似?，F(xiàn)在，還提出 FTTThing 的說(shuō)法，光纖到萬(wàn)物。

除了上述場(chǎng)景之外，將 50G PON 用于 5G 小基站的回傳承載，也成為一個(gè)選項(xiàng)（FTTCell，光纖到基站）。

如果允許 1:64 的分光比，8 口 50G PON 線卡就可以支持 512 個(gè) 5G 小基站。如果按單口 40Gbps，每個(gè) 5G 小基站 1Gbps，那就意味著，50G PON 單口可以滿足 40 個(gè) 5G 小基站的回傳需求。對(duì)于一般的樓宇室內(nèi)覆蓋來(lái)說(shuō)，足夠了。

█ 50G PON 的商用進(jìn)展

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)針對(duì) 50G PON 技術(shù)進(jìn)行了一些試點(diǎn)工作。

2023 年 3 月 27 日，中國(guó)電信研究院在江蘇永鼎光電子完成了行業(yè)首個(gè) 50G-PON 工業(yè)應(yīng)用試點(diǎn)，率先采用了 50G-PON / XG-PON 雙模全光技術(shù)，驗(yàn)證了 50G-PON 在工業(yè) AOI（Automated Optical Inspection，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）質(zhì)檢和工廠數(shù)字化管理業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

2023 年 11 月，中國(guó)移動(dòng)在江蘇南京現(xiàn)網(wǎng)成功完成了全球首個(gè)對(duì)稱 50G PON 固移接入應(yīng)用示范。北京聯(lián)通完成 F5G-A 50G PON 創(chuàng)新應(yīng)用驗(yàn)證。北京電信完成試點(diǎn)工程驗(yàn)證。

2024 年 3 月，上海電信率先建成了 F5G-A 全球首個(gè)基于 50G-PON 的“萬(wàn)兆云寬帶示范小區(qū)”，實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)兆接入終端按需即刻使用，可以提供 3D 光感知、3D / XR 云直播、極致云交互等一系列應(yīng)用。

2024-2025 年，50G PON 將進(jìn)入商用起步階段。根據(jù)初步預(yù)測(cè)，大概在 2027 年左右，50G PON 才會(huì)進(jìn)入大規(guī)模商用的階段。到 2030 年，會(huì)達(dá)到一個(gè)高峰。

根據(jù) Omdia 的預(yù)測(cè)，2024 至 2028 年期間，50G PON 端口出貨量將保持每年 200% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率，并在 2028 年成為主流寬帶技術(shù)。

Dell'Oro Group 也預(yù)測(cè)，從 2023 年到 2027 年，50G PON 設(shè)備總收入將從不到 300 萬(wàn)美元增長(zhǎng)至 15 億美元。

順帶說(shuō)一下，50G-PON 的下一代，也就是 B50G-PON（超 50G PON）的 ITU-T 標(biāo)準(zhǔn) G.VHSP.sup（VHSP=Very High Speed PON），在 2022 年 9 月已經(jīng)立項(xiàng)了，目前處于早期推進(jìn)階段。

█ 最后的話

好啦，以上就是關(guān)于 50G PON 的基本介紹。

50G PON（F5G-A）的發(fā)展，離不開(kāi)用戶需求的帶動(dòng)。目前看來(lái)，50G PON 和 5G 一樣，缺乏令人信服的爆款應(yīng)用場(chǎng)景，也談不上是非常剛需的技術(shù)。

相比 5G，50G PON 的最大優(yōu)勢(shì)在于成本。盡管它的成本會(huì)明顯高于 10G PON，但比 5G 還是要低得多。通過(guò)和 Wi-Fi 7 進(jìn)行搭配，50G PON 更容易為用戶提供低成本、高速率、低時(shí)延的互聯(lián)網(wǎng)接入能力，更容易被市場(chǎng)所接受。

50G PON 到底能不能崛起，就讓時(shí)間來(lái)告訴我們答案吧。

下一期，我們來(lái)講講 50G PON 的關(guān)鍵技術(shù)，包括兼容并存方案、波長(zhǎng)方案，以及光模塊技術(shù)創(chuàng)新等。敬請(qǐng)期待！

參考資料：

• 1、《高速 PON 和 FTTR 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展》，劉德坤，華為；

• 2、《50G-PON 技術(shù)白皮書(shū)》，中興；

• 3、《中國(guó)聯(lián)通 50G PON 園區(qū)類應(yīng)用場(chǎng)景白皮書(shū)》，中國(guó)聯(lián)通；

• 4、《50G-PON 技術(shù)和應(yīng)用白皮書(shū)》，中國(guó)電信；

• 5、《50G PON 助力寬帶網(wǎng)絡(luò)從千兆邁向萬(wàn)兆》，劉謙，信通院；

• 6、《50G PON 發(fā)展筑基萬(wàn)兆光網(wǎng)》，張德朝，中國(guó)移動(dòng)；

• 7、《50G PON 技術(shù)發(fā)展與演進(jìn)探討》，張德智，中國(guó)電信；

• 8、《50G-PON 關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用需求分析》，邵巖，中國(guó)聯(lián)通；

• 9、《50G PON，開(kāi)啟萬(wàn)兆接入新篇章》，吳穎，中興通訊；

• 10、ITU-T、IEEE 官網(wǎng)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件。

本文來(lái)自微信公眾號(hào)：鮮棗課堂 （ID：xzclasscom），作者：小棗君

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