【訊石觀察】小型化光模塊助力50G PON演進 2025年是邁向商用的起點

  ICC訊 隨著寬帶中國、千兆光網等國家戰(zhàn)略有序推進，自2010年以來我國的光纖接入FTTx建設工程取得了巨大成果。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，截至2024年底，中國三家基礎電信企業(yè)的固定互聯(lián)網寬帶接入用戶總數(shù)達6.7億戶。其中，1000Mbps及以上接入速率的用戶為2.07億戶，全年凈增4355萬戶，占總用戶數(shù)的30.9%。在千兆光網基礎設施方面，2024年固定互聯(lián)網寬帶接入端口數(shù)達到12.02億個，其中光纖接入(FTTH/O)端口達到11.6億個，具備千兆網絡服務能力的10G PON端口數(shù)達2820萬個，比上年末凈增518.3萬個。

  隨著AI大模型訓練、工業(yè)4.0、遠程醫(yī)療、VR/AR實時交互等應用爆發(fā)，網絡帶寬需求從家庭擴展到工業(yè)場景。例如，工業(yè)精密控制需端到端時延低于1毫秒，而傳統(tǒng)10G PON難以支撐多路超高清視頻和AI數(shù)據(jù)流傳輸。在算力網絡方面，算力服務向邊緣和終端滲透，要求接入層具備“更大帶寬、更低時延、更高可靠”能力，因此業(yè)界提出了對下一代PON技術需求，50G PON成為下一代光接入主流選擇。50G PON單波長帶寬達50Gbps，時延優(yōu)化至100微秒以下，成為連接用戶與云端算力的“最后一公里”核心基礎設施。

  千兆光網10G PON之后下一代盡管有25G和50G的路線討論，但是全球最大的PON市場中國選擇萬兆光網50G PON已經成為確定路線。圍繞50G PON升級的各項關鍵技術標準、產業(yè)試點成為當前光通信產業(yè)和電信運營商關注的重點，主要包括50G PON(無源光網絡)超寬光接入、FTTH/FTTR與第七代無線局域網(WiFi7)協(xié)同、高速大容量光傳輸和光網絡與人工智能融合等關鍵技術。

  50G PON核心目標 三代網絡兼容共存

  根據(jù)電信運營商專家表示，兼容現(xiàn)網設備以避免重復投資是PON網絡升級的核心訴求。PON可以分為IEEE標準的EPON體系和ITU-T標準的GPON體系，在向50G PON演進中，1G、10G和50G需要滿足三代設備兼容運作(即三模共存)以及復用現(xiàn)有的ODN網絡設施。

50G PON已經具備加速商用的條件（來源：第二屆50G PON＆FTTR產業(yè)論壇）

  從關鍵的時間節(jié)點來看，自2022年烽火通信完成50G PON新技術試點開始，我國光通信產業(yè)先后完成了50G PON三代共存技術方案驗證、三代全速率融合50G PON技術驗證三代五模共存能力，以及50G PON系統(tǒng)C+登記功率預算和對稱小型化光模塊驗證等工作。中興通訊50G-PON三代時分共存方案，攻克了ITU 50G-PON與IEEE EPON制式兼容的行業(yè)性難題，采用世界首創(chuàng)技術，實現(xiàn)對稱速率50G-PON、10G-EPON、EPON三代系統(tǒng)在同一個光分配網絡(ODN)中協(xié)同工作。

  總體來看，50G PON PMD和TC層標準發(fā)布后，國內產業(yè)界開始密集進行相關驗證和試點，對50G PON與XG-PON/10G EPON/XGS-PON共存以及三代PON共存能力、Class B+/C+光鏈路預算能力、對稱速率、業(yè)務承載能力、小型化光模塊等影響現(xiàn)網部署使用的關鍵技術點進行了測試驗證，推動技術產品的逐步成熟完善。

  50G PON演進差異 GPON/EPON面臨不同

  毫無疑問，50G PON標準需要滿足傳統(tǒng)EPON/GPON，中國擁有明確的多代共存要求，需要通過平滑演進支持共存。盡管GPON是我國PON光接入部署的主流標準，但是中國電信和中國聯(lián)通旗下仍有較大規(guī)模的EPON現(xiàn)網資源。因此，50G PON三代共存不僅要滿足GPON區(qū)域，也要保護EPON區(qū)域。根據(jù)訊石了解，當前產業(yè)界在GPON區(qū)域和EPON區(qū)域的平滑升級進度不相同。

  GPON區(qū)域方面的G/XG(S)/50G 3代共存方案總體進展順利，行業(yè)標準基本完備，只是對此50G PON C+功率指標還需進一步完善和收斂。在關鍵的光電子器件上，QSFP光模塊僅支持設備8端口難以滿足業(yè)務需要，國內業(yè)界于2024年9月發(fā)布了SFP-DD小型化光模塊，可以支持單板16端口密度設備。在芯片方面，24-25年各大設備廠商陸續(xù)發(fā)布50G PON設備的ASIC。在設備方面，現(xiàn)有OLT支持原框插入少量50G PON板卡，如果全框滿配50G PON板卡則需要新平臺OLT設備支持。在網絡方面，3代PON網絡通過波分方式獨立共存，它們的系統(tǒng)容量互不影響，GPON ONU無需退網。

中國電信分享三代PON技術共存方案進展（來源：第二屆50G PON＆FTTR產業(yè)論壇）

  產業(yè)界人士向訊石表示，EPON區(qū)域方面的EPON體系向50G PON升級主要挑戰(zhàn)是IEEE PON標準中的上行波長1260-1360nm(100nm寬)與ITU-T 50G PON上下行波長重疊，原因在于2010年ITU-T XG-PON標準和2018年IEEE 25G/50G EPON都選擇了波分并放棄時分共存技術路線。EPON區(qū)域多代際共存方案還需要產業(yè)進一步充分驗證，采用多模光模塊(MPM)支持波分和時分方案是可能的選擇，該方案有望保證現(xiàn)網存量的EPON ONU設備不用退網，OLT局端設備投資具有保障以及未來可能獲得獨立發(fā)展路線。

  產業(yè)界再積極推動EPON體系的50G PON平滑升級，例如近期中興通訊發(fā)布了50G-PON三代時分共存方案，攻克ITU 50G-PON與IEEE EPON制式兼容的行業(yè)性難題，實現(xiàn)對稱速率50G-PON、10G-EPON、EPON三代系統(tǒng)在同一個光分配網絡(ODN)中協(xié)同工作。

  小型化光器件實現(xiàn)突破 技術創(chuàng)新助力50G PON

  據(jù)訊石了解，50G PON網絡系統(tǒng)設備的主流板卡端口密度是16端口，需要小型化光模塊以支持設備規(guī)模部署和升級要求。在三模共存情況下，中國運營商部署50G PON主要功率預算要求是C+，損耗預算為32dB。同時，三代PON技術共存使得高度集成化的小型Combo OSA光器件研發(fā)面臨高門檻。根據(jù)與業(yè)內光模塊公司交流，TO和BOX方案都是實現(xiàn)50G PON OLT側光模塊小型化光器件的可行選擇， 其內置合波可采用分立波片和Z-Block波分復用方案。ONU側光器件上行方向可采用制冷或非制冷方案。

  50G PON小型化光器件創(chuàng)新技術：

  小型TO-CAN封裝技術：利用TO38/33替代傳統(tǒng)TO56/46，可使得尺寸降低30%。

  耦合效率優(yōu)化技術：基于有限元方進行光場分析，優(yōu)化耦合效率(像差優(yōu)化、優(yōu)化透鏡選擇)，核心光路耦合效率提高至56%

  小角度濾波片組合分光技術：實現(xiàn)GPON、XG(S)-PON、50G PON上行波長間隔離度要求大于30dB，單個通帶插損小于0.3dB。

  高精度全自動耦合封裝技術：實現(xiàn)高精度全自動貼片、打線、封帽、自動耦合焊接、粘膠、自動測試等工藝流程，保證產品良率。

  光通信產業(yè)鏈也將迎來利好，三模Combo OLT光器件采用6*TO封裝形態(tài)，不僅實現(xiàn)了小型化尺寸的封裝，并復用10G COMBO OLT設備產線，在量產能力和成本質量上都能滿足未來市場化需求，可減少生產廠家的新一輪投資。除此之外，光通信產業(yè)界在50G EML+SOA激光器、50G APD探測器、低功耗DSP芯片等關鍵技術進行了深度布局，并取得了實質進展。

  2025是50G PON產業(yè)的起點

  進入2025年，50G PON產業(yè)化進入新的發(fā)展階段，工信部于1月份啟動了全國范圍萬兆光網50G PON試點工作，到4月已有86座城市168個小區(qū)、工廠和園區(qū)入選，北京、上海、浙江、江蘇、山東和深圳等多省市也發(fā)布了萬兆政策和計劃。50G PON產業(yè)加速了邁向商用化的步伐。

 全球PON OLT光模塊市場趨勢（數(shù)據(jù)來源：ICC 2025）

  根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)顯示，2025-2029年中國PON設備市場消費仍然強勁，2025年多個50G PON試點項目和小范圍商用部署推動了PON設備增長。2024-2029年亞洲地區(qū)50G PON OLT端口出貨量年復合增長率將達到90%。根據(jù)ICC訊石預測，應用于PON OLT端的25G/50G PON光模塊及光器件將于2025年開始發(fā)貨。預計到25G/50G PON OLT光模塊將達到PON OLT市場30%。

  總體來說，50G PON的產業(yè)需求源于技術代際升級、新興業(yè)務場景驅動、政策支持以及產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。其不僅是帶寬的提升，更是構建算網融合底座、推動數(shù)字經濟向“萬兆泛在”發(fā)展的關鍵支撐。未來需進一步推動核心器件量產、測試工具完善及跨行業(yè)應用場景探索，加速技術成熟與商用落地。

  備注：訊石觀察是ICC訊石融媒體旗下深度欄目，基于光電產業(yè)的訪談交流、市場調研，具有行業(yè)深度分析的內容創(chuàng)作。文章中訊石數(shù)據(jù)和部分觀點來源于ICC訊石與產業(yè)人士交流了解，由“訊石觀察”欄目發(fā)表。

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