2022年，隨著服務供應商推進重大網絡升級和擴展，全球寬帶支出創歷史新高。這些投資的重點大都集中于擴大商業和家庭服務的光纖覆蓋范圍，以最終取代舊的同軸Cable和數字用戶線（DSL）網絡。
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網絡升級主要包括PON技術方面的投資，可通過單個OLT端口提供10Gbps帶寬，帶寬由數十名用戶共享。短期目標是能夠為每個家庭用戶提供一致的對稱1-5Gbps帶寬。對網速的關注推動了10Gbps技術的投資大幅增長，包括10G EPON、XG-PON和XGS-PON。從2020年到2022年，支持10Gbps技術的OLT平臺和ONT的支出增長了308%（圖1）。
圖1：全球支持10Gbps的PON設備收入
雖然這些技術能在未來5年為大多數運營商提供良好的服務，但越來越多市場的運營商仍希望確保他們今天在擴展光纖網絡和光分配網絡（ODN）方面的大量投資能得到回報，并希望能有一張技術路線圖，使他們不僅在網速和時延方面領先于友商，而且還能實現多個架構目標，包括使用相同的技術和ODN提供家庭和企業服務，合并接入和匯聚網絡以減少網絡平臺的總數，通過多種PON技術并存簡化升級路徑，以及提供批發移動回傳服務等。
目前，帶寬需求仍在不斷增長，據國際電信聯盟（ITU）估計，2015至2021年，全球帶寬消費以50%的年均復合增長率（CAGR）增長，從2020年的719 Tbps上升至932 Tbps。隨著政府和運營商專注于擴展網絡，以連接更多的家庭和企業，以及虛擬現實（VR）和在線游戲等應用的發展，未來幾年內帶寬消耗無疑將繼續加速。
對于一些面臨激烈競爭的運營商來說，25G PON可能是一個選擇，因為短期內對10Gbps以上帶寬的需求以及通過單個ODN滿足家庭和商業客戶的需求，迫使他們必須在未來1-2年內采取行動，但會面臨長期演進挑戰。
與此同時，運營商和設備供應商希望加快產品的可用性，以便它們能夠接受任何新技術所需的嚴格測試和認證，這推動了ITU-T的50G PON標準和相應的原型平臺和組件繼續迅速發展。在定義物理層參數、時延要求和前向糾錯（FEC）等方面，ITU-T已經作出了巨大貢獻。
主流運營商，包括中國移動、中國電信、中國聯通、Globe、Orange、STC、瑞士電信、西班牙電信、馬來西亞電信和Turkcell等，已經對50G PON原型設備進行了早期的實驗室測試，或者將這項技術作為他們的下一步選擇。其他運營商目前仍重點著眼于推出XGS-PON，但也在關注50G PON標準化過程，以便做出相關正式承諾。
此外，運營商希望確定功率預算要求和色散補償以及數字信號處理器（DSP）的使用不會改變現有的ODN，因此系統供應商希望產品快速上市，這也推動了組件生態系統的快速發展。
最新進展
2022年9月，在ITU-T第15研究小組全體會議上，宣布了50G PON演進的一些重大步驟。其中最重要的一點是就ITU定義的全部三種PON技術（50G PON、XGS-PON和GPON）在單張ODN網絡上共存的細節達成了共識。此前，GPON和XGS-PON共存一直沒有定義，這也意味著當時運營商在開始部署50G PON之前必須將GPON網絡升級至XGS-PON。
隨著G.9804.1標準在現有的1260-1280和1290-1310頻段中間增加第三個上行波長頻段(1284-1288nm)，50G PON、XGS-PON和GPON現在可以在同一張ODN網絡上共存。此外，現在還可以使用50G PON+XGS-PON、50G PON+GPON甚至50G PON+XGS-PON+GPON三模共存來實現Combo PON部署。
支持三模共存和Combo PON部署作為補充非常關鍵，因為運營商一再表示，他們不想在向新技術演進時中斷ODN網絡。此外，運營商預計將通過使用Combo PON向50G PON過渡，這樣既利用了局端現有空間，無需改動ODN網絡，又不需要使用波分復用設備，避免了光功率損耗。
挑戰依舊
與如今的10Gbps技術相比，50G PON在帶寬可用性和時延方面取得了顯著改進。然而，它在帶來好處的同時也面臨著一些挑戰，其中最大的技術挑戰在物理層。具體來說，50G PON系統所需的光功率預算、色散代價和碼間干擾（ISI）都存在潛在風險。隨著帶寬的增加，整體性能通常會下降，尤其是當現有ODN需支持定義32dB功率預算時，風險更大。數字信號處理（DSP）技術的使用可以減少或徹底解決這些物理層問題。然而，以前的PON技術并未采用DSP技術，因此運營商希望對該技術進行仔細測試，并確保OLT端口和ONT之間的點對多點通信按預期無誤進行。DSP尤其有助于降低色散和帶寬限制代價，并確保更高效地支持低帶寬的GPON和XGS-PON ONT。
目前，50G原型機的帶寬是不對稱的，下行提供50G帶寬，上行提供25G或12.5G帶寬。盡管系統供應商正在研究提供一致、對稱速率帶寬的最佳選擇，并已經使用半導體光放大器（SOA）和基于FPGA的DSP交付了一些原型機，但實際上ITU-T第15研究小組早在2022年9月就同意進一步研究提供對稱速率帶寬的可能性。顯然，運營商更希望盡早使用對稱帶寬。但是，在上行技術和組件實現標準化并應用于OLT和ONT之前，急劇增長的下行帶寬和宣傳網速對用戶來說應該已經綽綽有余了。
機遇不斷
盡管處于早期，但Dell"Oro Group認為，從2023年到2027年，50G PON設備總收入將從不到300萬美元增長至15億美元。隨著運營商們開始推動其10G PON網絡向下一代技術演進，從2027年起這一收入增長將更加明顯（如圖2）。
除了能夠預測VR、AR、在線游戲、視頻會議和8k視頻等消費類應用的未來帶寬增長需求之外，50G PON還能幫助運營商解決商業服務問題。具體來說，50G PON允許運營商提供四個10G以太網連接，可分開支持多項業務。此外，50G PON是部署無源光局域網（POL）的理想選擇，可支持光纖延伸至桌面。同時，與傳統點對點以太網架構相比，基于50G PON的POL功耗更低、節省機架空間且無需專門散熱。
圖2：全球50G PON設備收入
同樣，50G PON在公共Wi-Fi熱點和無線LAN專網回傳中也有應用，隨著Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7的可用和部署，這兩種回傳場景的帶寬都將大幅增長。Wi-Fi 6E允許單個用戶突發速率達到9.6Gbps，而Wi-Fi 7則將吞吐量翻了四倍，達到近40Gbps。此外，Wi-Fi 7標準定義了極低的時延和抖動，這一點也被納入不斷發展的50G PON標準。
最終，隨著運營商繼續將其家庭、商業和批發光纖網絡融合到一張ODN網絡上，50G PON有望成為一項提供跨網絡服務的通用技術。移動中傳和前傳應用、擴展物聯網設備和服務、宏蜂窩網絡批發光纖接入、固定無線接入（FWA）節點回傳——上述場景理論上都可以使用50G PON實現。隨著運營商不斷將不同網絡融合到一張共享ODN上，通過50G PON提供吞吐和服務，并從中獲益，越來越多的應用和用例將接踵而至。
