【訊石觀察】小型化光模塊助力50G PON演進(jìn) 2025年是邁向商用的起點(diǎn)

  ICC訊 隨著寬帶中國(guó)、千兆光網(wǎng)等國(guó)家戰(zhàn)略有序推進(jìn)，自2010年以來我國(guó)的光纖接入FTTx建設(shè)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(guó)三家基礎(chǔ)電信企業(yè)的固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶總數(shù)達(dá)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(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施方面，2024年固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入端口數(shù)達(dá)到12.02億個(gè)，其中光纖接入(FTTH/O)端口達(dá)到11.6億個(gè)，具備千兆網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力的10G PON端口數(shù)達(dá)2820萬個(gè)，比上年末凈增518.3萬個(gè)。

  隨著AI大模型訓(xùn)練、工業(yè)4.0、遠(yuǎn)程醫(yī)療、VR/AR實(shí)時(shí)交互等應(yīng)用爆發(fā)，網(wǎng)絡(luò)帶寬需求從家庭擴(kuò)展到工業(yè)場(chǎng)景。例如，工業(yè)精密控制需端到端時(shí)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(wǎng)絡(luò)方面，算力服務(wù)向邊緣和終端滲透，要求接入層具備“更大帶寬、更低時(shí)延、更高可靠”能力，因此業(yè)界提出了對(duì)下一代PON技術(shù)需求，50G PON成為下一代光接入主流選擇。50G PON單波長(zhǎng)帶寬達(dá)50Gbps，時(shí)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(chǔ)設(shè)施。

  千兆光網(wǎng)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(chǎng)中國(guó)選擇萬兆光網(wǎng)50G PON已經(jīng)成為確定路線。圍繞50G PON升級(jí)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)試點(diǎn)成為當(dāng)前光通信產(chǎn)業(yè)和電信運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)，主要包括50G PON(無源光網(wǎng)絡(luò))超寬光接入、FTTH/FTTR與第七代無線局域網(wǎng)(WiFi7)協(xié)同、高速大容量光傳輸和光網(wǎng)絡(luò)與人工智能融合等關(guān)鍵技術(shù)。

  50G PON核心目標(biāo) 三代網(wǎng)絡(luò)兼容共存

  根據(jù)電信運(yùn)營(yíng)商專家表示，兼容現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備以避免重復(fù)投資是PON網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的核心訴求。PON可以分為IEEE標(biāo)準(zhǔn)的EPON體系和ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的GPON體系，在向50G PON演進(jìn)中，1G、10G和50G需要滿足三代設(shè)備兼容運(yùn)作(即三模共存)以及復(fù)用現(xiàn)有的ODN網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。

50G PON已經(jīng)具備加速商用的條件（來源：第二屆50G PON＆FTTR產(chǎn)業(yè)論壇）

  從關(guān)鍵的時(shí)間節(jié)點(diǎn)來看，自2022年烽火通信完成50G PON新技術(shù)試點(diǎn)開始，我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)先后完成了50G PON三代共存技術(shù)方案驗(yàn)證、三代全速率融合50G PON技術(shù)驗(yàn)證三代五模共存能力，以及50G PON系統(tǒng)C+登記功率預(yù)算和對(duì)稱小型化光模塊驗(yàn)證等工作。中興通訊50G-PON三代時(shí)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(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱速率50G-PON、10G-EPON、EPON三代系統(tǒng)在同一個(gè)光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)中協(xié)同工作。

  總體來看，50G PON PMD和TC層標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界開始密集進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證和試點(diǎn)，對(duì)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(yù)算能力、對(duì)稱速率、業(yè)務(wù)承載能力、小型化光模塊等影響現(xiàn)網(wǎng)部署使用的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證，推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品的逐步成熟完善。

  50G PON演進(jìn)差異 GPON/EPON面臨不同

  毫無疑問，50G PON標(biāo)準(zhǔn)需要滿足傳統(tǒng)EPON/GPON，中國(guó)擁有明確的多代共存要求，需要通過平滑演進(jìn)支持共存。盡管GPON是我國(guó)PON光接入部署的主流標(biāo)準(zhǔn)，但是中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通旗下仍有較大規(guī)模的EPON現(xiàn)網(wǎng)資源。因此，50G PON三代共存不僅要滿足GPON區(qū)域，也要保護(hù)EPON區(qū)域。根據(jù)訊石了解，當(dāng)前產(chǎn)業(yè)界在GPON區(qū)域和EPON區(qū)域的平滑升級(jí)進(jìn)度不相同。

  GPON區(qū)域方面的G/XG(S)/50G 3代共存方案總體進(jìn)展順利，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基本完備，只是對(duì)此50G PON C+功率指標(biāo)還需進(jìn)一步完善和收斂。在關(guān)鍵的光電子器件上，QSFP光模塊僅支持設(shè)備8端口難以滿足業(yè)務(wù)需要，國(guó)內(nèi)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(shè)備。在芯片方面，24-25年各大設(shè)備廠商陸續(xù)發(fā)布50G PON設(shè)備的ASIC。在設(shè)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(tái)OLT設(shè)備支持。在網(wǎng)絡(luò)方面，3代PON網(wǎng)絡(luò)通過波分方式獨(dú)立共存，它們的系統(tǒng)容量互不影響，GPON ONU無需退網(wǎng)。

中國(guó)電信分享三代PON技術(shù)共存方案進(jìn)展（來源：第二屆50G PON＆FTTR產(chǎn)業(yè)論壇）

  產(chǎn)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(jí)主要挑戰(zhàn)是IEEE PON標(biāo)準(zhǔn)中的上行波長(zhǎng)1260-1360nm(100nm寬)與ITU-T 50G PON上下行波長(zhǎng)重疊，原因在于2010年ITU-T XG-PON標(biāo)準(zhǔn)和2018年IEEE 25G/50G EPON都選擇了波分并放棄時(shí)分共存技術(shù)路線。EPON區(qū)域多代際共存方案還需要產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步充分驗(yàn)證，采用多模光模塊(MPM)支持波分和時(shí)分方案是可能的選擇，該方案有望保證現(xiàn)網(wǎng)存量的EPON ONU設(shè)備不用退網(wǎng)，OLT局端設(shè)備投資具有保障以及未來可能獲得獨(dú)立發(fā)展路線。

  產(chǎn)業(yè)界再積極推動(dòng)EPON體系的50G PON平滑升級(jí)，例如近期中興通訊發(fā)布了50G-PON三代時(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)稱速率50G-PON、10G-EPON、EPON三代系統(tǒng)在同一個(gè)光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)中協(xié)同工作。

  小型化光器件實(shí)現(xiàn)突破 技術(shù)創(chuàng)新助力50G PON

  據(jù)訊石了解，50G PON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)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(shè)備規(guī)模部署和升級(jí)要求。在三模共存情況下，中國(guó)運(yùn)營(yíng)商部署50G PON主要功率預(yù)算要求是C+，損耗預(yù)算為32dB。同時(shí)，三代PON技術(shù)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(nèi)光模塊公司交流，TO和BOX方案都是實(shí)現(xiàn)50G PON OLT側(cè)光模塊小型化光器件的可行選擇， 其內(nèi)置合波可采用分立波片和Z-Block波分復(fù)用方案。ONU側(cè)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(shù)：

  小型TO-CAN封裝技術(shù)：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(shù)：基于有限元方進(jìn)行光場(chǎng)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(shù)：實(shí)現(xiàn)GPON、XG(S)-PON、50G PON上行波長(zhǎng)間隔離度要求大于30dB，單個(gè)通帶插損小于0.3dB。

  高精度全自動(dòng)耦合封裝技術(shù)：實(shí)現(xiàn)高精度全自動(dòng)貼片、打線、封帽、自動(dòng)耦合焊接、粘膠、自動(dòng)測(cè)試等工藝流程，保證產(chǎn)品良率。

  光通信產(chǎn)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(shí)現(xiàn)了小型化尺寸的封裝，并復(fù)用10G COMBO OLT設(shè)備產(chǎn)線，在量產(chǎn)能力和成本質(zhì)量上都能滿足未來市場(chǎng)化需求，可減少生產(chǎn)廠家的新一輪投資。除此之外，光通信產(chǎn)業(yè)界在50G EML+SOA激光器、50G APD探測(cè)器、低功耗DSP芯片等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深度布局，并取得了實(shí)質(zhì)進(jìn)展。

  2025是50G PON產(chǎn)業(yè)的起點(diǎn)

  進(jìn)入2025年，50G PON產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入新的發(fā)展階段，工信部于1月份啟動(dòng)了全國(guó)范圍萬兆光網(wǎng)50G PON試點(diǎn)工作，到4月已有86座城市168個(gè)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(jì)劃。50G PON產(chǎn)業(yè)加速了邁向商用化的步伐。

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

  根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)顯示，2025-2029年中國(guó)PON設(shè)備市場(chǎng)消費(fèi)仍然強(qiáng)勁，2025年多個(gè)50G PON試點(diǎn)項(xiàng)目和小范圍商用部署推動(dòng)了PON設(shè)備增長(zhǎng)。2024-2029年亞洲地區(qū)50G PON OLT端口出貨量年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到90%。根據(jù)ICC訊石預(yù)測(cè)，應(yīng)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(yù)計(jì)到25G/50G PON OLT光模塊將達(dá)到PON OLT市場(chǎng)30%。

  總體來說，50G PON的產(chǎn)業(yè)需求源于技術(shù)代際升級(jí)、新興業(yè)務(wù)場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)、政策支持以及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。其不僅是帶寬的提升，更是構(gòu)建算網(wǎng)融合底座、推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)向“萬兆泛在”發(fā)展的關(guān)鍵支撐。未來需進(jìn)一步推動(dòng)核心器件量產(chǎn)、測(cè)試工具完善及跨行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景探索，加速技術(shù)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(chǎn)業(yè)的訪談交流、市場(chǎng)調(diào)研，具有行業(yè)深度分析的內(nèi)容創(chuàng)作。文章中訊石數(shù)據(jù)和部分觀點(diǎn)來源于ICC訊石與產(chǎn)業(yè)人士交流了解，由“訊石觀察”欄目發(fā)表。

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