中興50G PON 技術(shù)白皮書(shū)

50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第1第1頁(yè)1PON技術(shù)回顧和50GPON技術(shù)展望 41.1PON技術(shù)發(fā)展史回顧 41.250GPON標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展 51.3向50GPON的演進(jìn) 6250GPON需求分析 62.1承載能力要求 72.2PON共存需求 72.3業(yè)務(wù)支持需求 82.4保護(hù)需求 82.5安全需求 9350GPON關(guān)鍵技術(shù)分析 103.1波長(zhǎng)選擇 103.2線路編碼 113.3線路速率選擇 113.4FEC糾錯(cuò)技術(shù) 113.5CommonTC技術(shù) 123.650GPONPHY層器件 133.750GPON和10GPON技術(shù)比較 133.850GPON后續(xù)研究方向探討 14450GPON應(yīng)用場(chǎng)景分析 1450GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第2頁(yè)第2頁(yè)4.1家庭超寬帶接入 154.1.1千兆家庭網(wǎng)絡(luò)部署 154.1.2萬(wàn)兆家庭網(wǎng)絡(luò)部署 174.2園區(qū)確定性網(wǎng)絡(luò) 174.2.1遠(yuǎn)程醫(yī)療 184.2.2電網(wǎng)繼電器保護(hù) 184.2.3廠礦井下通訊 194.2.4工業(yè)智能制造 194.3企業(yè)超高速接入 194.4FTTM 205中興通訊50GPON進(jìn)展 216總結(jié) 2150GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第3第3頁(yè)圖目錄圖1-1PON技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)示意圖 5圖1-250GPON標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況 5圖1-350GPON平滑演進(jìn)升級(jí) 6圖2-1通過(guò)獨(dú)立的CEx設(shè)備使XG(S)-PON和50GPON共存 8圖2-2通過(guò)ComboPON方式使XG(S)-PON和50GPON共存 8圖2-3TypeB保護(hù)–1:1冗余 9圖2-4TypeC保護(hù)–1+1冗余 9圖3-1單波50GPON系統(tǒng)架構(gòu)圖 10圖3-250GPON波長(zhǎng)規(guī)劃 11圖4-1千兆到家部署示意圖 15圖4-2吞吐量關(guān)系計(jì)算公式 16圖4-3千兆到家部署示意圖 18表目錄表1-1PON技術(shù)演進(jìn) 4表3-150GPON波長(zhǎng)方案 11表3-2PON關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比分析 14表4-1VR視頻帶寬及時(shí)延需求分析 15表4-2VR業(yè)務(wù)對(duì)帶寬和時(shí)延的需求 16表4-35G回傳典型帶寬及時(shí)延要求 2050GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第4頁(yè)第4頁(yè)1PON技術(shù)回顧和50GPON技術(shù)展望1.1PON技術(shù)發(fā)展史回顧PON技術(shù)是一種基于無(wú)源ODN的寬帶接入技術(shù)，上下行傳輸波長(zhǎng)獨(dú)立，數(shù)據(jù)時(shí)分復(fù)用。PON網(wǎng)絡(luò)采用P2MP點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)?，一個(gè)PON口可以接多個(gè)ONU，有效節(jié)省局端資源。連接OLT和ONU的ODN網(wǎng)絡(luò)采用純光介質(zhì)，全程無(wú)源，避免了電磁干擾和雷電影響等因素，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，易于擴(kuò)展和升級(jí)。PON技術(shù)已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用，并具有高帶寬、高可靠性、多業(yè)務(wù)承載和低成本等優(yōu)點(diǎn)。在PON技術(shù)的發(fā)展歷程中，標(biāo)準(zhǔn)組織ITU-T/FSAN和IEEE起到了巨大的推動(dòng)作用。PON技術(shù)起源于早期的APON/BPON，商用PON技術(shù)歷經(jīng)3代發(fā)展，GPON和EPON已經(jīng)大規(guī)模商用部署。目前10G-EPON和XG(S)-PON技術(shù)也已經(jīng)成熟并步入大規(guī)模商用窗口期。表1-1PON技術(shù)演進(jìn)技術(shù)體系下行速率IEEEITU-T第一代GPON/EPON2.5G/1.25GbpsEPON(IEEE802.3ah)GPON(ITU-TG.984)第二代10GPON10Gbps10G-EPON(IEEE802.3av)XG-PON(ITU-TG.987)XGS-PON(ITU-TG.9807)第三代50GPON25G/50Gbps25G/50G-EPON(IEEE802.3ca)50GPON(ITU-TG.9804)第一代GPON/EPON技術(shù)可以為用戶提供百兆帶寬接入能力，逐步取代原有銅線接入技術(shù)，例如老舊的PSTN/TDM和MSAN/DSLAM。第二代10GPON可以為用戶提供1Gbps的帶寬，滿足4K/8K視頻業(yè)務(wù)規(guī)模應(yīng)用，以及VR/AR業(yè)務(wù)的前期導(dǎo)入。面向未來(lái)1G以上帶寬需求業(yè)務(wù)如極致AR、政企接入、5GxHaul等，對(duì)PON技術(shù)的帶寬和延遲提出更高要求。10GPON之后的下一代PON技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要有兩種方向：方向一是提高單波長(zhǎng)速率；方向二是多波長(zhǎng)復(fù)用提高總速率。業(yè)界普遍認(rèn)可將下一代光接入網(wǎng)容量提升至50Gbps，因此如何簡(jiǎn)單、高效地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量升級(jí)成為目前PON領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。IEEE和ITU-T就是基于這個(gè)思路來(lái)研究PON技術(shù)的后續(xù)演進(jìn)。IEEE率先啟動(dòng)了下一代PON技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)制定，在單根光纖上支持25Gbps下行速率，同時(shí)上行支持10Gbps或25Gbps速率，并支持和10G-EPON的兼容。對(duì)于50Gbps帶寬需求，采用多波長(zhǎng)疊加技術(shù)和通道綁定技術(shù)提供2個(gè)25Gbps通道，實(shí)現(xiàn)50Gbps速率。50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第5第5頁(yè)ITU-T以G.Sup64后10GPON技術(shù)研究報(bào)告為基礎(chǔ)，考慮了家庭用戶、企業(yè)用戶、移動(dòng)回傳和前傳等需求，逐步形成了對(duì)于下一代PON的需求，聚焦單通道速率為50Gbps的50GPON技術(shù)。圖1-1PON技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)示意圖1.250GPON標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)組織在完成10GGPON標(biāo)準(zhǔn)XG-PON的制定之后，啟動(dòng)了下一代PON的技術(shù)研究。首先基于10Gbps速率的波長(zhǎng)疊加，在2011年啟動(dòng)NG-PON2的標(biāo)準(zhǔn)研究，2015年完成標(biāo)準(zhǔn)制定。但受限于可調(diào)諧光器件的高成本和系統(tǒng)的成熟度，導(dǎo)致NG-PON2商用部署進(jìn)展緩慢，部署極少，未來(lái)應(yīng)用存疑，并有可能被跳過(guò)。ITU-T同時(shí)開(kāi)展了后續(xù)演進(jìn)技術(shù)的研究，啟動(dòng)了下一代高速PON技術(shù)白皮書(shū)，調(diào)研下一代高速PON接入的各種技術(shù)可能性。相比多波長(zhǎng)復(fù)用方案，單波長(zhǎng)50GPON更有潛力成為10GPON之后的下一代光接入網(wǎng)主流行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2018年，ITU-T/FSAN啟動(dòng)了基于單波長(zhǎng)50GPON的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，命名為“G.HSP：G.HigherSpeedPON”，在2018年ITU-T確定50GPON作為10GPON后的下一代PON技術(shù)發(fā)展方向，并于2021年9月發(fā)布了第一版的50GPON標(biāo)準(zhǔn)，在2022年9月50GPON的標(biāo)準(zhǔn)基本凍結(jié)。圖1-250GPON標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況圍繞單波長(zhǎng)50GPON的相關(guān)研究工作也已經(jīng)展開(kāi)。50GPON上下行均工作在O波段，F(xiàn)EC選用LDPC糾錯(cuò)算法。為了更好地支持低時(shí)延，50GPON技術(shù)引入了專用激活波長(zhǎng)(DAW)、CoDBA等技術(shù)。采用專用激活波長(zhǎng)技術(shù)，ONU在專用波長(zhǎng)進(jìn)行注冊(cè)激活，業(yè)務(wù)波長(zhǎng)不再分配靜默窗口，可以減小因注冊(cè)開(kāi)窗而帶來(lái)的傳輸時(shí)延。CoDBA是指在承載無(wú)線業(yè)務(wù)時(shí)，通過(guò)基站與OLT協(xié)調(diào)，OLT為ONU分配好帶寬授權(quán)，移動(dòng)終端數(shù)據(jù)到達(dá)ONU時(shí)正好是PON系統(tǒng)DBA的授權(quán)時(shí)間，數(shù)據(jù)無(wú)需等待直接轉(zhuǎn)發(fā)，可以降低帶寬調(diào)度帶來(lái)的時(shí)延。50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第6頁(yè)第6頁(yè)1.3向50GPON的演進(jìn)目前10GPON已進(jìn)入批量部署階段。未來(lái)，隨著更高帶寬的家庭寬帶接入、政企接入需求的大量普及，50GPON將是有線寬帶接入下一階段的部署趨勢(shì)。為實(shí)現(xiàn)10GPON向50GPON的平滑演進(jìn)，滿足不同業(yè)務(wù)的組網(wǎng)需求，10GPON和50GPON將長(zhǎng)期共存。為節(jié)約機(jī)房部署空間，降低光接入設(shè)備能耗，有效利用現(xiàn)網(wǎng)的ODN資源和降低運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，局端設(shè)備采用多制式共存的光收發(fā)合一模塊是目前已被驗(yàn)證的最有效手段，如GPON和10GPON共存ComboPON光模塊。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)，節(jié)約機(jī)房部署空間以及高效利用ODN資源的系列要求，有必要開(kāi)展50GPON和10GPON業(yè)務(wù)共存驗(yàn)證和測(cè)試。圖1-350GPON平滑演進(jìn)升級(jí)250GPON需求分析接入帶寬需求不斷攀升，要求接入網(wǎng)容量持續(xù)提升，未來(lái)5~10年光接入網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)是將每戶接入速率提升至1~10Gbps。此外隨著5G的全面部署，出現(xiàn)5G小站等新場(chǎng)景，與光纖直連方案相比，基于PON架構(gòu)的5G前傳可大幅節(jié)省主干光纖。為此，固網(wǎng)及5G移動(dòng)接入網(wǎng)均有對(duì)超10G光接入技術(shù)方案的潛在需求。10GPON已處于規(guī)模部署階段，市場(chǎng)需關(guān)注并布局下一代技術(shù)，從而滿足網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需求。10GPON后續(xù)演進(jìn)需要：帶寬提升4倍以上，支持10GPON平滑演進(jìn)，50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第7第7頁(yè)并兼容已有的ODN網(wǎng)絡(luò)。50GPON是ITU-T制定的10GPON之后的下一代PON標(biāo)準(zhǔn)，單波長(zhǎng)支持上下行50Gbps速率，帶寬是10GPON的5倍。沿用TDMPON的機(jī)制，可與10GPON共存，并兼容現(xiàn)網(wǎng)已部署的ODN基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)考慮到智能新業(yè)務(wù)的特性，在低時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)切片、節(jié)能和可靠性等方面進(jìn)行了擴(kuò)展。滿足了10GPON的后續(xù)平滑演進(jìn)，在考慮成本的同時(shí)面向多場(chǎng)景的綜合接入需求。50GPON總體要求已經(jīng)發(fā)布，針對(duì)承載能力、共存需求、業(yè)務(wù)支持、保護(hù)和安全等方面都進(jìn)行了規(guī)定。2.1承載能力要求所有打算在已建立的基于分光器的PON基礎(chǔ)設(shè)施上運(yùn)行的50GPON系統(tǒng)應(yīng)：在下行和上行方向，每個(gè)波長(zhǎng)信道的對(duì)稱標(biāo)稱速率為50Gbps，以確保支持至少40Gbps的最大業(yè)務(wù)速率。每個(gè)波長(zhǎng)信道的非對(duì)稱標(biāo)稱速率組合,下行為50Gbps，上行為25Gbps。通過(guò)TDMA在同一波長(zhǎng)信道上同時(shí)支持具有不同上行標(biāo)稱速率組合選項(xiàng)的ONU。支持使用ITU-TG.652和ITU-TG.657中描述的光纖類型。在由光纖、連接器、分光器和可選波長(zhǎng)選擇設(shè)備組成的ODN上運(yùn)行。對(duì)于基于TDMA的系統(tǒng)，應(yīng)該支持：.最大光纖覆蓋距離60公里。.最大差分光纖距離達(dá)40公里。.支持最小1:256的分光比。2.2PON共存需求對(duì)于50GPON技術(shù)的共存需求如下：支持傳統(tǒng)PON和50GPON技術(shù)在同一根光纖上共存。應(yīng)避免或盡量減少未升級(jí)的ONU服務(wù)中斷。50GPON支持和兼容傳統(tǒng)PON業(yè)務(wù)。現(xiàn)網(wǎng)向50GPON的演進(jìn)，可以考慮兩步遷移到50GPON：包括從GPON到XG(S)-PON，再?gòu)腦G(S)-PON到50GPON的兩步遷移方式。這需要在開(kāi)始向50GPON升級(jí)之前，將待升級(jí)XG(S)-PON共存，實(shí)現(xiàn)兩步全遷移。這種情況下，兩種PON技術(shù)在任何時(shí)候都存在雙重共存。為了使XG(S)-PON與50GPON同時(shí)工作，網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)包括WDM功能，可以是獨(dú)立的設(shè)備CEx，也可以采用50GPONCombo光模塊，如圖2-1和圖2-2所示。50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第8頁(yè)第8頁(yè)圖2-1通過(guò)獨(dú)立的CEx設(shè)備使XG(S)-PON和50GPON共存圖2-2通過(guò)ComboPON方式使XG(S)-PON和50GPON共存2.3業(yè)務(wù)支持需求50GPON系統(tǒng)以其高質(zhì)量的服務(wù)質(zhì)量和高比特率的能力，全面支持面向家庭用戶、企業(yè)用戶、園區(qū)用戶等不同的場(chǎng)景和業(yè)務(wù)需求。此外，50GPON系統(tǒng)可以獲得更好的時(shí)延和抖動(dòng)性能。50GPON系統(tǒng)需要支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的繼承或兼容，如使用仿真的POTS和T1/E1、高速專用線(有幀和無(wú)幀)以及新興的分組業(yè)務(wù)。并必須支持最大為9000字節(jié)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包。對(duì)于移動(dòng)回程業(yè)務(wù)(尤其是5G業(yè)務(wù))，應(yīng)支持時(shí)間傳遞(如早期ITU-TG.984、ITU-TG.987、ITU-TG.989、ITU-TG.9807系列)和低傳輸延遲時(shí)間。為了支持無(wú)線傳輸需求，包括基于OTDOA的定位服務(wù)，50GPON系統(tǒng)中的ONU應(yīng)該保持ToD同步到指定的精度。ITU-TG.8273.2規(guī)定精確度約為100ns。2.4保護(hù)需求50GPON的保護(hù)在支持企業(yè)應(yīng)用和家庭高價(jià)值用戶應(yīng)用方面將變得更加重要，尤其是在多業(yè)務(wù)共存場(chǎng)景中，需要端到端的保護(hù)機(jī)制，以避免在光纖或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)可能對(duì)數(shù)千甚至數(shù)萬(wàn)個(gè)用戶造成的服務(wù)中斷。保護(hù)方式可以采用TypeB或TypeC保護(hù)。采用TypeB型保護(hù)時(shí)，則OLT和饋線光纖受到保護(hù)，如圖2-3所示。50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第9第9頁(yè)圖2-3TypeB保護(hù)–1:1冗余采用TypeC保護(hù)時(shí)，即全雙工系統(tǒng)(1+1模型)，ONU有兩個(gè)固定收發(fā)器，如圖2-4所示。因此，通過(guò)切換到備用OLT時(shí)，可以在任何時(shí)候從故障中進(jìn)行恢復(fù)。圖2-4TypeC保護(hù)–1+1冗余2.5安全需求與傳統(tǒng)的PON系統(tǒng)一樣，50GPON是一種基于共享介質(zhì)的系統(tǒng)，同一PON上的所有ONU都接收完整的數(shù)據(jù)。因此，必須采取措施避免冒充/欺騙等手段。為了防止冒充/欺騙，身份驗(yàn)證機(jī)制必須標(biāo)準(zhǔn)化。50GPON系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)這些機(jī)制，而機(jī)制的激活必須由操作者動(dòng)態(tài)控制決定。包括但不限于：認(rèn)證用于ONU注冊(cè)處理的ONU序列號(hào)和/或注冊(cè)ID?；贗EEE802.1x的客戶端設(shè)備(CPE)認(rèn)證。需要強(qiáng)大的身份驗(yàn)證機(jī)制。當(dāng)使用節(jié)能功能時(shí)，從“休眠”模式恢復(fù)時(shí)，還需要一種低復(fù)雜性但安全的身份驗(yàn)證方法。為了防止在ONU處被檢測(cè)，所有下行方向的單播數(shù)據(jù)都應(yīng)使用一種強(qiáng)大且特性良好的算法進(jìn)行加密，例如高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)。50GPON還應(yīng)提供啟動(dòng)加密通信所必需的可靠密鑰交換機(jī)50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第10頁(yè)第10頁(yè)制，50GPON系統(tǒng)必須支持上行加密和相關(guān)的密鑰交換以及運(yùn)行時(shí)控制上行加密的方法。350GPON關(guān)鍵技術(shù)分析單波50GPON定位在接入網(wǎng)的中心機(jī)房CO(CentralOffice)，向上連接業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，向下通過(guò)各種類型ONU用戶側(cè)接口接入用戶，系統(tǒng)支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)拓?fù)?，同時(shí)支持視頻、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音等業(yè)務(wù)。與GPON、10GPON一樣，單波長(zhǎng)50GPON利用波分復(fù)用實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，下行采用TDM時(shí)分復(fù)用，上行采用TDMA時(shí)分多址接入，實(shí)現(xiàn)OLT和ONU之間點(diǎn)到多點(diǎn)通信。圖3-1單波50GPON系統(tǒng)架構(gòu)圖3.1波長(zhǎng)選擇PON系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了幾代發(fā)展，不同標(biāo)準(zhǔn)采用不同的波長(zhǎng)，目前光接入網(wǎng)波長(zhǎng)資源越來(lái)越緊張。而且光接入網(wǎng)面向廣大用戶，不同用戶需求不一，導(dǎo)致現(xiàn)網(wǎng)多代系統(tǒng)同時(shí)存在。50GPON目前可用波長(zhǎng)只有O波段一小段可用波長(zhǎng)，不夠50GPON系統(tǒng)使用。另外速率提高到50GPON之后，為了能夠重用已部署的ODN網(wǎng)絡(luò)，需要高靈敏度接收機(jī)，前置放大器是一種有效提升接收機(jī)靈敏度的方案。但是放大器存在ASE帶外噪聲，影響接收機(jī)性能，為此需要增加光濾波器，而且濾波器波長(zhǎng)要與發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)匹配。為了降低濾波器設(shè)計(jì)，避免使用可調(diào)濾波器，需要將發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)收窄到一定范圍，所以50GPON需要有一種窄波長(zhǎng)的波長(zhǎng)方案。具體波長(zhǎng)可選方案標(biāo)準(zhǔn)仍在討論，圖3-2和表3-1是目前已經(jīng)確定的幾種波長(zhǎng)選擇。50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第11頁(yè)第11頁(yè)圖3-250GPON波長(zhǎng)規(guī)劃表3-150GPON波長(zhǎng)方案條目US0-wide1260-1280nmUS1-wide1290-1310nmUS0-narrow1268-1272nmUS1-narrow1298-1302nm10G上行確定確定討論中討論中25G上行確定確定討論中確定50G上行未討論未討論討論中討論中鑒于目前網(wǎng)上有大量的GPON已經(jīng)部署，同時(shí)也在向10GPON網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)升級(jí)中，預(yù)計(jì)未來(lái)在部分場(chǎng)景下會(huì)有GPON、10GPON和50GPON的共存需求。因此ITU-T也在進(jìn)行關(guān)于三波長(zhǎng)共存問(wèn)題的討論，初步預(yù)計(jì)第三波長(zhǎng)的范圍在1280nm~1290nm之間。3.2線路編碼ITU-T標(biāo)準(zhǔn)在最初討論時(shí)，考慮過(guò)PAM4、雙二進(jìn)制和NRZ等幾種線路編碼。因?yàn)镻ON系統(tǒng)功率預(yù)算要求很高，標(biāo)準(zhǔn)最終選擇了接收性能最好的NRZ編碼。3.3線路速率選擇ITUTGPON速率要求，支持對(duì)稱、非對(duì)稱不同速率組合。下行速率49.7664Gbps；上行速率有9.95328Gbps、12.4416Gbps、24.8832Gbps和49.7664Gbps四種線路速率可選。其中9.95328Gbps和12.4416Gbps速率相差不大，預(yù)計(jì)將主要采用12.4416Gbps、24.8832Gbps和49.7664Gbps三種。3.4FEC糾錯(cuò)技術(shù)50GPON線路速率提高后，接收機(jī)靈敏度下降，需要提高收發(fā)機(jī)性能才能重用已經(jīng)大量部署50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第12頁(yè)第12頁(yè)LDPC(17280,14592)(低密度奇偶校驗(yàn)，LOWDensityParityCheck)編解碼方案進(jìn)行FEC前向糾錯(cuò)，編碼效率約84.84%。相比10GPONRS(255,221)編碼可以將糾前誤碼率降低到10-2，接收靈敏度提高2dB左右。LDPC算法根據(jù)輸出數(shù)據(jù)是否經(jīng)過(guò)判決又分為硬值輸入和軟值輸入。硬值數(shù)據(jù)是信號(hào)經(jīng)過(guò)均衡判決后的01比特序列輸入LDPC解碼器進(jìn)行解碼。軟值輸入的是未經(jīng)過(guò)判決的原始數(shù)據(jù)，可以得到輸入信號(hào)的對(duì)數(shù)似然比(LLR)，從而提高糾錯(cuò)性能。軟值輸入需要緊跟在均衡器之后，而且需要ADC對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化采樣。3.5CommonTC技術(shù)50GPON支持PON-MFH(MobileFronthaul)應(yīng)用場(chǎng)景，即基于PON的5G移動(dòng)前傳，在該場(chǎng)景中OLT和ONU提供CU和DU之間的業(yè)務(wù)傳輸，要求50GPON支持低時(shí)延。50GPON主要通過(guò)以下技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)低時(shí)延：專用激活波長(zhǎng)(DAW)、協(xié)作DBA(CO-DBA)、減小分配周期。專用激活波長(zhǎng)：可以是新定義的波長(zhǎng)，也可以是50GPON之前部署的PON系統(tǒng)波長(zhǎng)，例如10GPON波長(zhǎng)、GPON波長(zhǎng)。專用激活波長(zhǎng)可以是一個(gè)單獨(dú)的上行波長(zhǎng)，此時(shí)專用激活波長(zhǎng)和50GPON下行波長(zhǎng)配合完成激活過(guò)程，包括發(fā)現(xiàn)ONU和測(cè)距ONU，并通過(guò)計(jì)算獲得50GPON上下行波長(zhǎng)上的測(cè)距結(jié)果。專用激活波長(zhǎng)也可以是一對(duì)上下行波長(zhǎng)，此時(shí)專用激活波長(zhǎng)單獨(dú)完成激活過(guò)程，包括發(fā)現(xiàn)ONU和測(cè)距ONU，并通過(guò)計(jì)算獲得50GPON上下行波長(zhǎng)上的測(cè)距結(jié)果。通過(guò)專用激活波長(zhǎng)技術(shù)，避免了在50GPON上行波長(zhǎng)上開(kāi)放靜默窗口，成功取消了因靜默窗口帶來(lái)的時(shí)延。協(xié)作DBA：OLT通過(guò)上游設(shè)備CU獲知ONU的上行業(yè)務(wù)發(fā)送需求，提前將帶寬分配給ONU，使得業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在ONU的緩存時(shí)間盡量少。減小分配周期：降低ONU獲得帶寬分配的時(shí)間間隔，從而降低業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在ONU的緩存時(shí)間。每個(gè)T-CONT在125us周期內(nèi)可以最多分配16次，即在125us周期內(nèi)最多發(fā)送16個(gè)burst。為了實(shí)現(xiàn)超50Gbps的速率傳輸，可以通過(guò)多個(gè)通道的通道綁定技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在通道綁定中，發(fā)送側(cè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包被分割為若干個(gè)數(shù)據(jù)單元，針對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)單元，選擇在多個(gè)通道中發(fā)送時(shí)間最早的通道上發(fā)送，如果有多個(gè)發(fā)送時(shí)間最早的通道，則選擇通道編號(hào)最小的通道，按照該規(guī)則直到所有數(shù)據(jù)單元發(fā)送完畢。接收側(cè)，每一次接收數(shù)據(jù)單元中，在多個(gè)通道中接收時(shí)間最早的通道上接收一個(gè)數(shù)據(jù)單元，如果有多個(gè)接收時(shí)間最早的通道，則選擇通道編號(hào)最小的通道，按照該規(guī)則直到將所有數(shù)據(jù)單元接收完畢，將各數(shù)據(jù)單元按照接收順序組裝成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包。50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第13頁(yè)第13頁(yè)另外，通道綁定中的多個(gè)通道，由于其波長(zhǎng)不同等原因，數(shù)據(jù)單元在各通道上的傳輸時(shí)延不一樣，在多個(gè)通道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元，到達(dá)接收側(cè)的順序可能與發(fā)送側(cè)的順序不一樣，因此需要數(shù)據(jù)單元順序恢復(fù)技術(shù)，目前標(biāo)準(zhǔn)暫未確定具體技術(shù)。其中一種可能的技術(shù)是下行方向各通道上同步發(fā)送PSBd，并設(shè)置統(tǒng)一的時(shí)間參考點(diǎn)，數(shù)據(jù)單元的發(fā)送順序和接收順序都以該參考點(diǎn)為準(zhǔn)，上行方向類似；另一種可能技術(shù)是，發(fā)送方確定各通道數(shù)據(jù)單元發(fā)送的相對(duì)位置關(guān)系，并在數(shù)據(jù)幀中標(biāo)明該相對(duì)位置關(guān)系，接收方根據(jù)這些相對(duì)位置關(guān)系恢復(fù)數(shù)據(jù)單元順序。3.650GPONPHY層器件PHY層器件是PON系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一，滿足PON系統(tǒng)性能需求的光收發(fā)器件是最核心的PHY器件。隨著PON速率的提升，為避免工作在C波段引入過(guò)高色散代價(jià)，同時(shí)避免與GPON、XG(S)-PON、TWDM-PON等系統(tǒng)波長(zhǎng)沖突，ITU-TG.9804單波長(zhǎng)50GPON標(biāo)準(zhǔn)中，上、下行波長(zhǎng)規(guī)劃定義在光纖色散系數(shù)較低的O波段。50GPONPHY層器件主要包括光發(fā)射組件，光接收組件，激光器驅(qū)動(dòng)器LDD，突發(fā)TIA以及時(shí)鐘恢復(fù)芯片CDR(其中，上行接收方向需要突發(fā)時(shí)鐘恢復(fù)BCDR)等關(guān)鍵光電器件。OLT光發(fā)射組件光器件可采用EML，集成SOAEML器件等，OLT光接收組件光器件可采用APD，集成SOAPIN器件等。ONU與OLT類似，與OLT的不同之處則在于，ONU驅(qū)動(dòng)器需要支持突發(fā)功能，接收不需要突發(fā)時(shí)鐘恢復(fù)BCDR，25Gbps/10Gbps等上行速率等級(jí)ONU光發(fā)射組件光器件還可采用DML器件。當(dāng)前業(yè)界核心光電器件尚未成熟，仍處于光器件方案和指標(biāo)需求定義標(biāo)準(zhǔn)討論中，尚無(wú)適用于50GPONOLT和ONU的PHY層光電器件。業(yè)界主流廠家的實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果表明，50GPON采用50GEML發(fā)射機(jī)器件，25GAPD接收機(jī)器件有望獲取單波50Gbps速率。雖然業(yè)界已有50GEML光器件產(chǎn)品，但目前器件主要用于以太網(wǎng)400GE光模塊，發(fā)射光功率較低(芯片級(jí)出光功率4-5dBm)，消光比較低(>4dB)，如果用于50GPON的話指標(biāo)有待進(jìn)一步提升，而且缺少50GPON下行1342nm波長(zhǎng)的50GEML。25GAPD產(chǎn)業(yè)鏈基本成熟，已商用于以太網(wǎng)50GER，100G/200GER4等光模塊。50GAPD僅有極少?gòu)S家可提供小批量樣品。關(guān)鍵電器件方面，LDD和下行接收連續(xù)TIA可重用數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈器件，而上行突發(fā)激光器驅(qū)動(dòng)器LDD缺少專用芯片，突發(fā)TIA器件以及突發(fā)時(shí)鐘恢復(fù)芯片尚無(wú)可用器件。3.750GPON和10GPON技術(shù)比較50GPON和10GPON的關(guān)鍵技術(shù)比較如表3-2：50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第14頁(yè)第14頁(yè)表3-2PON關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比分析技術(shù)項(xiàng)50GPON10GPON線路速率(下行)49.7664Gbps9.95328Gbps線路速率(上行)95328Gbps、12.4416Gbps、24.8832Gbps和49.7664Gbps2.48832、9.95328Gbps線路編碼NRZNRZECLDPC(17280,14592)RS(248,216)靜默窗口支持DAW上開(kāi)放僅在工作波長(zhǎng)上開(kāi)放CO-DBA支持不支持每T-CONT每125us最大突發(fā)幀4同一ODN共存與10GPON共存與GPON共存通道綁定支持TC層通道綁定支持業(yè)務(wù)層通道綁定切片支持不支持3.850GPON后續(xù)研究方向探討目前50GPON部分相關(guān)技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)確定，部分內(nèi)容和方向尚待進(jìn)一步研究和明確，以下兩個(gè)方向可能是后續(xù)的關(guān)注重點(diǎn)：PON網(wǎng)絡(luò)未來(lái)支持多運(yùn)營(yíng)商或業(yè)務(wù)的獨(dú)享帶寬等需求，支持硬切片是一個(gè)重要特性，這個(gè)特性將支持PON的下行調(diào)度能夠?qū)崿F(xiàn)剛性管道的建立，將對(duì)于現(xiàn)有的PON協(xié)議框架產(chǎn)生影響。如果50GPON支持這個(gè)特性，如何兼容如XG(S)-PON等已部署的網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)準(zhǔn)方案還需進(jìn)一步的探討。為了滿足10Gbps/25Gbps/50Gbps不同速率共存的物理層、光模塊設(shè)計(jì)，50GPON的上行光功率預(yù)算較為緊張，通過(guò)LDPC來(lái)提升糾錯(cuò)能力等機(jī)制引入的時(shí)延要求和性能、成本的矛盾也是一個(gè)待解決的問(wèn)題。450GPON應(yīng)用場(chǎng)景分析運(yùn)營(yíng)商未來(lái)寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展存在復(fù)雜性和不確定性，網(wǎng)絡(luò)能力仍將是運(yùn)營(yíng)商最基礎(chǔ)和最確定的核心競(jìng)爭(zhēng)力和價(jià)值源泉?；跇I(yè)務(wù)發(fā)展、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、技術(shù)演進(jìn)等多方面因素考慮，新技術(shù)的導(dǎo)入不僅僅要考慮到帶寬持續(xù)提升需求，更要統(tǒng)籌考慮如業(yè)務(wù)的支持能力(如XR/元宇宙、H-DICT、IoT、ToB等業(yè)務(wù)領(lǐng)域的需求)、現(xiàn)網(wǎng)兼容與融合的需求，以及兼顧匹配設(shè)備升級(jí)換代的生命周期和投資回報(bào)。50GPON的帶寬提供能力是10GPON的5倍，并在時(shí)延、抖動(dòng)等方面有了相應(yīng)的措施優(yōu)化，50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第15頁(yè)第15頁(yè)相比10GPON具備更豐富的應(yīng)用場(chǎng)景適配，并且能夠提供真正的萬(wàn)兆接入能力。同時(shí)50GPON也可更好地滿足家庭“三千兆”、企業(yè)“三千兆”、PON專線、POL專網(wǎng)、5G室內(nèi)覆蓋等未來(lái)多業(yè)務(wù)疊加和全場(chǎng)景融合需求，并實(shí)現(xiàn)IEEE10G-EPON、ITU-TXG/XGS-PON在50GPON時(shí)代的“殊途同歸，融合統(tǒng)一”。4.1家庭超寬帶接入50GPON應(yīng)用于家庭寬帶接入場(chǎng)景時(shí)，主要為家庭客戶提供高速上網(wǎng)、視頻和語(yǔ)音服務(wù)。為滿足不斷增長(zhǎng)的固網(wǎng)帶寬需求，特別是4K/8K、AR、CloudVR，典型帶寬需求為1G~10Gbps需要更大的帶寬，PON技術(shù)需要不斷演進(jìn)。4.1.1千兆家庭網(wǎng)絡(luò)部署表4-1VR視頻帶寬及時(shí)延需求分析VR視頻商用時(shí)間全視角帶寬FOV帶寬RTT時(shí)延丟包率入門120M48M20ms-5-5體驗(yàn)630M155M20ms-6極致4.4G1.1G10ms下圖以千兆到家為例，分析10GPON、50GPON端口的用戶帶寬收斂比?？梢钥闯?0GPON可以提供更大的收斂比，為用戶提供更大的帶寬通道、無(wú)損壓縮以及極致的用戶體驗(yàn)。圖4-1千兆到家部署示意圖50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第16頁(yè)第16頁(yè)10GPON:10G/64(分光)/1G=1:650GPON:50G/64(分光)/1G=1:1按照64用戶計(jì)算PON口下行帶寬需求，考慮實(shí)裝率50%,并發(fā)率70%，實(shí)際端口帶寬需求為：64*50%*70%*1G=22G。通過(guò)計(jì)算，用50GPON承載可以滿足更高實(shí)裝率和并發(fā)率需求。另外家寬業(yè)務(wù)的高帶寬和低延時(shí)要求主要取決于8K高清視頻/AR/CloudVR業(yè)務(wù)的高吞吐量和低延時(shí)需求。參考中國(guó)電信低時(shí)延光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)白皮書(shū)，按照下圖4-3公式中，TCP吞吐量受限于三個(gè)因素：帶寬BW、往返時(shí)延RTT和丟包率ρ。假設(shè)帶寬足夠，且良好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量可以不考慮丟包率的話，則時(shí)延成為決定性因素。如果時(shí)延過(guò)大，客戶體驗(yàn)帶寬無(wú)法提升，此時(shí)僅提高帶寬無(wú)法解決問(wèn)題，形象地稱之為“帶寬黑洞”。圖4-2吞吐量關(guān)系計(jì)算公式假設(shè)帶寬(BW)為10Gbps，單向時(shí)延10ms(往返時(shí)延RTT為20ms)，根據(jù)上述公式，TCP協(xié)議的最大吞吐量只有26.3Mbps，遠(yuǎn)低于網(wǎng)絡(luò)帶寬。業(yè)界通常認(rèn)為4K/8K高清視頻等實(shí)時(shí)大通量業(yè)務(wù)的吞吐量需要達(dá)到實(shí)際碼流速率的1.5倍，才能保證業(yè)務(wù)質(zhì)量。因此4K高清視頻的吞吐量需求為30~45Mbps，按照上述公式計(jì)算，所能容忍的最大往返時(shí)延RTT為12~17ms。VR對(duì)用戶帶寬更高，超過(guò)1G，用戶體驗(yàn)提升需要更低延遲5ms(RTT延時(shí))。表4-2VR業(yè)務(wù)對(duì)帶寬和時(shí)延的需求StandardPre-VREntry-LevelVRAdvancedVRUltimateVR視頻分辨率3840*19207680*384011520*576023040*11520強(qiáng)交互VR業(yè)務(wù)碼率18Mbps60Mbps(3D)390Mbps680Mbps帶寬需求50Mbps200Mbps(3D)1.40Gbps3.36Gbps10ms10ms5ms5ms丟包率1.00E-61.00E-61.00E-61.00E-6參考上述帶寬和時(shí)延需求，50GPON技術(shù)針對(duì)家寬高清電視4K/8K業(yè)務(wù)能夠有效提高帶寬，并通過(guò)低延時(shí)技術(shù)降低接入設(shè)備的時(shí)延性能，從而降低整網(wǎng)的RTT延時(shí)，最終能極大提高視頻業(yè)務(wù)的吞吐量并進(jìn)而提升用戶體驗(yàn)。而且如果50GPON系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小于1ms，基本能夠滿足嚴(yán)苛50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第17頁(yè)第17頁(yè)的CloudVR多種等級(jí)的業(yè)務(wù)要求。4.1.2萬(wàn)兆家庭網(wǎng)絡(luò)部署后續(xù)隨著50GPON產(chǎn)業(yè)鏈成熟及成本的下降，萬(wàn)兆家庭網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也將成為可能。一般家庭應(yīng)用中，各類NAS作為家庭存儲(chǔ)中心，取代本地硬盤的使用，同時(shí)配合家庭云等加強(qiáng)各類大文件和大視頻共享的內(nèi)網(wǎng)使用，將家庭網(wǎng)絡(luò)由單點(diǎn)覆蓋拓展為網(wǎng)狀覆蓋，非常需要萬(wàn)兆寬帶的支撐。當(dāng)前萬(wàn)兆家庭內(nèi)網(wǎng)部署有兩種主流方式，一種是通過(guò)6類線(CAT6)配合萬(wàn)兆交換機(jī)連接家庭NAS、PC以及其他設(shè)備組建萬(wàn)兆內(nèi)網(wǎng)。另一種則通過(guò)FTTR全屋光纖覆蓋解決方案，通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)直接連接所有設(shè)備并進(jìn)行萬(wàn)兆通訊。當(dāng)萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)部署后，對(duì)外的寬帶接口則會(huì)成為新的瓶頸。在此基礎(chǔ)上，50GPON作為當(dāng)前的新型PON接入技術(shù)，可以為家庭內(nèi)網(wǎng)對(duì)外的出口提供高達(dá)50Gbps的帶寬，全面支持所有萬(wàn)兆應(yīng)用并提供對(duì)稱上下行的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)出口。4.2園區(qū)確定性網(wǎng)絡(luò)信息通信技術(shù)向各行各業(yè)融合滲透，行業(yè)數(shù)字化加速轉(zhuǎn)型升級(jí)。面向行業(yè)用戶的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)承載的需求差異較大，例如工廠、港口、園區(qū)、醫(yī)院等場(chǎng)景，在覆蓋、時(shí)延、帶寬、安全可靠性等確定性方面有著更高的要求。確定性傳輸提供在端到端網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的低延遲、低延遲變化(抖動(dòng))和極低損耗的保證交付。確定性傳輸通常期望極值，其主要目標(biāo)是保證這些參數(shù)的上限。確定性網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵參數(shù)包括確定性延遲、確定性帶寬和確定性丟包。更多參數(shù)包括周期性關(guān)鍵控制數(shù)據(jù)流、最大端到端延時(shí)、高可用性等，這些參數(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高度相關(guān)。工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的通信模式主要涉及確定性周期通信、確定性非周期通信、非確定性通信和混合模式四大類。除了非確定性通信以外的其他三類通信模式對(duì)指令的時(shí)延和抖動(dòng)均有嚴(yán)格要求，如果無(wú)法在確定性時(shí)間完成指令的下發(fā)和執(zhí)行，可能造成產(chǎn)品良率及生產(chǎn)效率下降。確定性PON網(wǎng)絡(luò)采用業(yè)務(wù)流打時(shí)間戳和基于固定時(shí)延調(diào)度機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)PON端到端確定性時(shí)延、超低抖動(dòng)、零丟包的網(wǎng)絡(luò)傳輸。如下圖所示，對(duì)于兩個(gè)ONU之間的東西向網(wǎng)絡(luò)傳輸：首先，確定性業(yè)務(wù)在PON網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的入口，即入ONU用戶接口處被識(shí)別出來(lái)并打上時(shí)間戳信息；其次，系統(tǒng)根據(jù)確定性業(yè)務(wù)在PON網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)ONU之間傳輸?shù)墓潭〞r(shí)間要求，計(jì)算出業(yè)務(wù)報(bào)文在出ONU用戶接口發(fā)送的時(shí)間；最后，系統(tǒng)嚴(yán)格按照計(jì)算時(shí)間進(jìn)行報(bào)文調(diào)度和業(yè)務(wù)包發(fā)送，保證確定性業(yè)務(wù)報(bào)文的入到出時(shí)間維持在一個(gè)恒定值。對(duì)于ONU和OLT上聯(lián)之間的南北向網(wǎng)絡(luò)傳輸：首先，確定性業(yè)務(wù)在PON網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的入口，即入ONU用戶接口處或OLT上聯(lián)口處被識(shí)別出來(lái)并打上時(shí)間50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第18頁(yè)第18頁(yè)戳信息；其次，系統(tǒng)根據(jù)確定性業(yè)務(wù)在PON網(wǎng)絡(luò)ONU和OLT上聯(lián)口之間傳輸?shù)墓潭〞r(shí)間要求，計(jì)算出業(yè)務(wù)報(bào)文在出OLT上聯(lián)口或ONU用戶接口發(fā)送的時(shí)間；最后，系統(tǒng)嚴(yán)格按照計(jì)算時(shí)間進(jìn)行報(bào)文調(diào)度和業(yè)務(wù)包發(fā)送，保證確定性業(yè)務(wù)報(bào)文的入到出時(shí)間維持在一個(gè)恒定值。圖4-3千兆到家部署示意圖基于業(yè)務(wù)流打時(shí)間戳和基于固定時(shí)延調(diào)度機(jī)制的確定性PON網(wǎng)絡(luò)，可以保障業(yè)務(wù)在PON網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)拇_定性時(shí)延、零抖動(dòng)或納秒級(jí)低抖動(dòng)、零丟包，滿足工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格的通信質(zhì)量和通信精度要求。4.2.1遠(yuǎn)程醫(yī)療隨著醫(yī)用機(jī)器人的發(fā)展，預(yù)計(jì)醫(yī)生和護(hù)士會(huì)與不同領(lǐng)域的專業(yè)醫(yī)用機(jī)器人進(jìn)行合作，完成醫(yī)療過(guò)程。操作指令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)正向鏈路發(fā)送至手術(shù)臺(tái)，手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)的高清圖像和信號(hào)通過(guò)反向鏈路發(fā)送至遠(yuǎn)程醫(yī)務(wù)人員。由不同醫(yī)務(wù)人員簽發(fā)的指令應(yīng)實(shí)時(shí)傳送到現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人，不能傳送得太早或太晚(要求低抖動(dòng))。在這種遠(yuǎn)程手術(shù)場(chǎng)景下，為確保順利完成手術(shù)，患者與醫(yī)生之間的端到端通信延遲必須小于50毫秒，且抖動(dòng)必須小于200μs。4.2.2電網(wǎng)繼電器保護(hù)在電源線的各端放置繼電器保護(hù)裝置，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向?qū)Χ税l(fā)送等量電流，將本地電流與從對(duì)端接收的電流進(jìn)行比較。如果兩個(gè)電流的差值小于限值，則表示線路無(wú)故障；否則，表示線路發(fā)生故障。由于兩端的繼電器保護(hù)裝置之間沒(méi)有時(shí)間同步，因此有必要使用RTT/2的時(shí)間測(cè)量?jī)啥酥g的單向延遲，并作為依據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的操作。為保證繼電器保護(hù)系統(tǒng)的精度，兩方向之間的單向時(shí)延應(yīng)小于200ms，抖動(dòng)應(yīng)小于50μs?，F(xiàn)50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第19頁(yè)第19頁(yè)在，中繼保護(hù)裝置通過(guò)無(wú)線或有線電信裝置傳輸，因此對(duì)傳輸網(wǎng)的低延遲和抖動(dòng)提出嚴(yán)格要求。4.2.3廠礦井下通訊廠礦井下下通訊面臨的主要問(wèn)題有：1、信號(hào)覆蓋：無(wú)線信號(hào)抗干擾能力差，穿透力弱、覆蓋范圍較小。2、信號(hào)傳輸穩(wěn)定性：工作面終端設(shè)備多，環(huán)境復(fù)雜，傳輸線纜部署難，可靠性較差等。通過(guò)50GPON組建的全光網(wǎng)可以延伸到井下的各個(gè)終端，提供穩(wěn)定的信號(hào)傳輸。這些終端類型可以包括傳感器信息采集、視頻監(jiān)控、人員通訊、遠(yuǎn)程控制等。井下通訊的確定性要求帶寬為30M-100Mbps；延時(shí)為30ms-100ms。4.2.4工業(yè)智能制造智能制造場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能在數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制、自動(dòng)化及人機(jī)交互等場(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，通信保障需達(dá)到毫秒級(jí)端到端時(shí)延和接近100%的可靠性。傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)本身存在的局限使其難以滿足多樣化的場(chǎng)景需求。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)之前是各種工業(yè)總線，后續(xù)演進(jìn)為工業(yè)以太網(wǎng)，但仍存在成本高、部署時(shí)間長(zhǎng)、部署不方便或無(wú)法部署、網(wǎng)絡(luò)互通性差、故障排查困難等問(wèn)題，無(wú)法滿足未來(lái)個(gè)性化定制對(duì)于生產(chǎn)線高度靈活性的要求。傳統(tǒng)窄帶工業(yè)網(wǎng)絡(luò)無(wú)法支持高密度的工業(yè)終端接入以及高并發(fā)、大數(shù)據(jù)量的通信。即使部分工業(yè)園區(qū)切換到工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備，其最大上行帶寬一般不超過(guò)10Gbps，對(duì)于超大型工業(yè)園區(qū)，也不會(huì)超過(guò)40Gbps。而面向下一代的50GPON技術(shù)就可以提供比40Gbps網(wǎng)絡(luò)更大的接入帶寬，在帶寬方面優(yōu)勢(shì)明顯。工業(yè)PON設(shè)備在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中處于車間級(jí)網(wǎng)絡(luò)位置，通過(guò)工業(yè)級(jí)接入網(wǎng)關(guān)(ONU)設(shè)備實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)到設(shè)備層的連接，通過(guò)光分配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等到匯聚網(wǎng)關(guān)(OLT)的集中構(gòu)成工業(yè)POL方案，最終通過(guò)匯聚網(wǎng)關(guān)(OLT)與企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)融合組網(wǎng)及工業(yè)數(shù)據(jù)的可靠有效傳輸。確定性指標(biāo)包含延時(shí)和抖動(dòng)等參數(shù)，特別是抖動(dòng)需求對(duì)工控網(wǎng)絡(luò)非常重要，業(yè)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)1us。確定性時(shí)延指標(biāo)需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求確定，比如典型目標(biāo)要求：1ms+/-20us。下一代50GPON技術(shù)同時(shí)支持確定性轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)如TSN、DetNet等技術(shù)，可以保證工業(yè)數(shù)據(jù)在園區(qū)的可靠、確定性轉(zhuǎn)發(fā)。4.3企業(yè)超高速接入50GPON可提供10Gbps的對(duì)稱接入速率，滿足企業(yè)專線和企業(yè)內(nèi)部的全光纖組網(wǎng)需求，如50GPON技術(shù)白皮書(shū)V2.0第20頁(yè)第20頁(yè)企業(yè)辦公、云辦公、云存儲(chǔ)、視頻會(huì)議、安全監(jiān)控、工業(yè)制造等，同時(shí)與新型的FTTR-Business方式結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在企業(yè)內(nèi)部從一根纖向一張網(wǎng)演進(jìn)，一方面可以有效降低企業(yè)的通信設(shè)備購(gòu)買和維護(hù)成本，解決企業(yè)內(nèi)部的靈活組網(wǎng)和覆蓋能力問(wèn)題，另一方面也有利于運(yùn)營(yíng)商拓展企業(yè)市場(chǎng)，增強(qiáng)用戶粘性，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商和企業(yè)的雙贏。4.4FTTM針對(duì)未來(lái)固移融合(FMC)的應(yīng)用，50GPON具備巨大的應(yīng)用潛力。當(dāng)前正處于5G大規(guī)模部署階段，但是業(yè)內(nèi)整體對(duì)移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資正在減緩，因此，對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與規(guī)劃至關(guān)重要。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前85%的5G網(wǎng)絡(luò)流量均發(fā)生在室內(nèi)環(huán)境，且40%的用戶投訴與網(wǎng)絡(luò)