Über 10 Gbit/s hinaus wird der nächste Schritt 50 G sein

Einer der bemerkenswertesten Trends bei optischen Netzwerken in den letzten Jahren war der schnelle Ersatz des Kupferzugangs durch Glasfaser. Die überwiegende Mehrheit dieser neuen Glasfaserzugangsnetze wird unter Verwendung passiver optischer Netzwerktopologien (PON) aufgebaut, und bis heute nutzen mehr als 700 Millionen Abonnenten weltweit PON-basierte Technologien für Hochgeschwindigkeitsbreitbanddienste. Das passive optische Gigabit-Netzwerk (G-PON) und das passive optische Ethernet-Netzwerk (E-PON) dominierten die frühen PON-Einsätze, um Breitbandzugangsdienste mit Hunderten Mbit bereitzustellen. Da Benutzer immer höhere Anforderungen an die Breitbandzugangsgeschwindigkeit stellen, um Gigabit-Breitbanddienste bereitzustellen, haben Netzwerkbetreiber in den letzten Jahren auf 10G-PON-Systeme umgerüstet, beispielsweise auf das 10-Gigabit-fähige Passive Optical Network (XG(S)-PON). ). Bis Ende 2021 wurden weltweit fast 10 Millionen 10G-PON OLT-Ports bereitgestellt, die Gigabit-Netzwerkdienste für zig Millionen Benutzer bereitstellen.

Das Streben der Nutzer nach schnelleren Breitbandzugangsdiensten wird nicht aufhören. Nach 10G-PON begann die Internationale Fernmeldeunion ITU-T im Jahr 2016 mit der Untersuchung der PON-Technologie über 10 Gbit/s hinaus. Nach einer zweijährigen technischen Machbarkeitsstudie wurde vereinbart, eine Empfehlung für Hochgeschwindigkeits-PON mit 50 Gbit/s auszuarbeiten Leitungsrate im Jahr 2018. Im September 2021 wurde die erste Version des 50G-PON-Standards offiziell in ITU-T veröffentlicht, einschließlich technischer Spezifikationen, die asymmetrische Raten (50G/12,5G, 50G/25G) und zwei Generationen der Koexistenz unterstützen (Koexistenz mit 10G PON oder Koexistenz mit GPON). Im September 2022 stimmte ITU-T der ersten Änderung des 50G-PON-Standards (Amd1) zu, die die technischen Spezifikationen des symmetrischen 50G-PON (50 Gbit/s im Downstream und 50 Gbit/s im Upstream) hinzufügte und das unterstützt Koexistenz von drei Generationen (50G-PON, 10G-PON und G-PON existieren gleichzeitig). Der Wellenlängenplan, der dies unterstützt, ist in Abbildung 1 dargestellt, und die dreifache Koexistenz ist in Abbildung 2 schematisch dargestellt.

Wir glauben, dass 50G-PON nach 10G-PON die nächste Generation der PON-Technologie sein wird. Die Hauptgründe sind folgende:

1) 50G-PON erfüllt die Rhythmus- und Zeitanforderungen der PON-Netzwerkentwicklung: Die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des weltweiten Bandbreitenbedarfs der Benutzer beträgt im Allgemeinen etwa 20 %, und der Bandbreitenbedarf der Benutzer verdoppelt sich im Allgemeinen alle 4 Jahre und alle 8 Jahre vier- bis fünfmal bis 10 Jahre. Den Erfahrungen der letzten 15 Jahre zufolge beträgt die Zeitspanne, in der Betreiber auf das PON der nächsten Generation umsteigen müssen, in der Regel 8 bis 10 Jahre, und 50G-PON kann die fünffache Bandbreite von 10G-PON bereitstellen. Die Wahl von 50G-PON als nächster Generation steht im Einklang mit den Kadenz- und Bandbreitenanforderungen für die Entwicklung von PON-Netzwerken. Mit Blick auf den Zeitplan wird erwartet, dass 50G-PON-Produkte etwa im Jahr 2024 im Handel erhältlich sein werden. Vor 2024 kann das bestehende 10G-PON die Anforderungen der Benutzer vollständig erfüllen.

2) 50G-PON ist das PON der nächsten Generation, das vom ITU-T-Standard ausgewählt wurde. Standardisierung war schon immer ein wichtiger Faktor für die erfolgreiche Kommerzialisierung jeder PON-Technologie, und der ITU-T-Standard war schon immer richtungsweisend für die Entwicklung der PON-Industrie. Beispielsweise wird das am weitesten verbreitete GPON von ITU-T definiert. Nach jahrelangen Studien und Diskussionen hat ITU-T 50 Gbit/s als Leitungsrate für PON mit höherer Geschwindigkeit über 10 Gbit/s ausgewählt. Obwohl in dieser Zeit auch andere PONs vorgeschlagen und in der ITU-T diskutiert wurden, wie z. B. 25G-PON, 100G-PON, wurde ihnen jedoch entweder aufgrund einer zu kleinen Bandbreitenschrittgröße oder einer zu hohen technischen Komplexität keine endgültige Einigung eingeräumt in ITU-T. Vereinfacht gesagt ist 50 Gbit/s PON derzeit die einzige schnellere PON-Technologie, die von der ITU-T standardisiert wurde.

3) 50G-PON ist die nächste Generation, die von Mainstream-Betreibern in der Branche bevorzugt wird. Während der Definition des ITU-T-Hochgeschwindigkeits-PON-Standards haben Tier-1-Betreiber aus Nordamerika, Europa und Asien das 50G-PON aktiv unterstützt und daran teilgenommen. PON-Standard, wie AT&T, Verizon, Orange, Vodafone, China Telecom, China Mobile, China Unicom, NTT und so weiter. Betreiber (China Telecom, China Mobile, China Unicom), die etwa 70 % der weltweiten PON-Netzwerke implementiert haben, entscheiden sich eindeutig für 50G-PON als nächste Generation. Darüber hinaus unterstützen immer mehr Mainstream-Betreiber in der Branche 50G-PON. Große Betreiber wie Telefonica, Swisscom, Sri Lanka Telecom und Orange haben alle ihre Unterstützung für den neuesten PON-Standard zum Ausdruck gebracht und angedeutet, dass sie ein Upgrade auf 50G PON planen schnellstmöglich.

4) 50G-PON wird von der industriellen PON-Lieferkette weitgehend unterstützt und wird in naher Zukunft ausgereift und kommerzialisiert sein. Da die Anzahl der PON-Benutzer sehr groß ist, ist die Vielfalt der Lieferkette einer der sehr wichtigen Faktoren für den kommerziellen Erfolg . Technologien mit einer robusten Lieferkette haben in der Regel eine höhere Wahrscheinlichkeit, am Markt erfolgreich zu sein. Während der Formulierung des 50G-PON-Standards erhielt er breite Unterstützung von Mainstream-Geräteherstellern, Chiplieferanten und Gerätelieferanten auf der ganzen Welt. Nach der Veröffentlichung des 50G-PON-Standards haben eine Reihe etablierter Gerätehersteller nacheinander eine Reihe technischer Prototypen herausgebracht. Darüber hinaus haben mehrere Komponentenlieferanten mit der Entwicklung der notwendigen Chips und Optoelektronik begonnen. Mit dieser Unterstützung reifen die Schlüsseltechnologien von 50G-PON weiter und es wird erwartet, dass die kommerzielle Nutzung der Technologie ab 2024 unterstützt wird.

5) 50G-PON ist die kostengünstigste Lösung. Beim optischen Zugang ging es schon immer darum, die beste Leistung zu den niedrigsten Kosten zu liefern. Wie oben dargelegt, sorgt 50G-PON für die notwendige Steigerung der Bandbreite. Das Geheimnis der Kosteneffizienz von 50G-PONs liegt in der Nutzung digitaler Signalverarbeitung (DSP). Mit DSP können 50G-PON-Systeme Komponenten der 25G-Klasse verwenden, um die erforderlichen optischen Verlustbudgets zu erreichen. Auf diese Weise ist 50G-PON bei gleichen Kosten doppelt so schnell wie ein 25G-System. Genau wie bei G-PON versus EPON gewinnt am Ende das schnellere System.

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