【中国移动研究院】千兆光接入网技术进展

千兆光接入网技术进展总结

核心内容

中国移动研究院基础网络技术研究所张德朝在2023年6月发布的文档，全面分析了千兆光接入网技术的最新进展，重点聚焦于50G PON和FTTR两大技术方向。文档强调了光接入网在构建算力网络中的基础作用，并提出通过技术升级和标准化，提升带宽、时延、功率预算和网络切片能力，以满足未来多样化业务需求。

主要观点

1. 千兆光接入网演进方向

• 带宽提升：从10G向50G PON演进，实现千兆到家向千兆到房间的转变。
• 时延优化：构建骨干20ms、省域/区域5ms、城市1ms三级时延圈，提升用户体验。
• 网络切片与智能调度：融合网络感知与切片能力，支撑差异化业务承载。

2. 50G PON技术进展

• 国际标准：ITU-T于2022年底完成50G PON标准体系，包括物理层、协议层和切片、时延等扩展标准。
• 产业链发展：已开展联合样机研发，初步具备大带宽、低时延特性。
• 关键问题：
  • 上行吞吐量低于理论值
  • 功率预算未达C+等级
  • 多速率兼容与三代共存支持不足
• 解决方案：
  • 开发1286nm中心波长DML激光器，配合TEC制冷控制波长范围
  • 优化光模块结构，提升WDM波分复用器件性能
  • 引入动态自适应oDSP技术，解决不同速率和距离ONU信号的均衡问题

3. FTTR技术发展及实践

• 架构演进：FTTR推动光接入网从一级P2MP向二级P2MP架构演进，支持更复杂的网络管理和调度。
• 物理层：
  • Ra等级需重新设计物理层器件，Rb等级可复用GPON/10G GPON产业链
  • 2.5G Ra方案成熟，2.5G Rb、10G Ra/Rb方案仍需讨论
• 多速率共存：
  • ToH场景：整体速率升级，无需兼容低速率从设备
  • ToB场景：主设备兼容低速率从设备，采用WDM方式实现共存
• 数据链路层：
  • 需构建新的FTTR接口协议，支持光+Wi-Fi融合调度
  • 可参考GPON/XG(S)-PON帧结构设计，或全新设计TC层协议
• ComboFTTR理念：
  • 提出ComboFTTR技术方案，支持1代FTTR设备与2代PON局端协同
  • 实现用户无感知的带宽升级，保障千兆体验
  • 器件可复用现有产业链，支持远程工作模式配置

关键信息

技术需求

• oDSP技术：支持动态自适应均衡，满足不同速率和距离的ONU信号接收灵敏度要求
• 光层OAM：实现端到端光接入网管控，支持两级P2MP网络独立管理与协同调度
• 光层OAM设计原则：
  • 网络原生接口，高可靠性
  • 支持主从设备直管与代管结合
  • 实现PON+FTTR协同调度与网络切片

管理对象

• FTTR网络光链路
• FTTR主设备
• FTTR从设备
• 千兆光网端到端切片

产业进展

• 已在4个省份完成FTTR新技术现网试点测试
• 相关技术方案发表在光通信顶级期刊和会议（JOCN 2023/OFC 2023）

未来趋势

• 带宽提速：从10G向50G PON演进
• 场景拓展：从家庭向中小微、行业用户延伸
• 智能演进：推动光接入网向具备感知与智能调度能力的方向发展

技术挑战

• 50G PON系统关键指标尚未完全满足要求，需产业链共同攻关
• FTTR多速率共存需解决管控协议、Wi-Fi协议一致性差问题
• 光层OAM需构建独立管控通道，实现网络切片与业务差异化承载

小结

• 50G PON与FTTR智能协同是下一代光接入网的技术架构
• 构建全光底座，实现“连接+算力+能力”的统一
• 需加速技术收敛和标准化，推动产业成熟

附录：关键指标与技术方案

• 50G PON上行波长：建议采用1286±2nm选项
• oDSP收敛时间：需优化至最短，以减少突发开销
• FTTR功率预算：Ra等级0~18dB，Rb等级13~28dB
• ComboFTTR：支持1代设备与2代PON局端协同，实现无感升级