算力网络时代新一代光接入网技术演进
中国移动千兆固网发展大数据 随着宽带普及率的提高和宽带提速的深入，千兆光网网络和用户高速增长，光网支撑作用逐步显现，千兆固网正在从带宽的“千兆”连接能力向带宽+体验的“千兆”服务能力转变 场景拓展 质量保障 网络能力 业务发展 2.88亿+ 网关软探针 高清视频 截止2023年8月中国移动有线宽带用户总数 高清用户规模近2亿大屏点播业务发展迅速 宽带测速、业务拨测等家庭侧网络环境感知 城区OLT全面千兆 智家业务 Telemetry 智能组网，家庭安防语音遥控、家庭IOT 秒级高精度感知网络KPI21年集采PON设备全面支持遥测能力进一步下沉到网关侧 极简架构、电信级可靠性大带宽、低时延 FTTH占比>99% FTTR 集中管控 网关全智能化千兆宽带用户>6000w加大千兆网关引入 2H/2B的全光千兆组网业务 FTTR原生支持感知网络业务KPI 算力网络光网先行支撑经济社会数字化转型 p中国移动锚定“世界一流信息服务科技创新公司”新定位，系统打造“5G+算力网络+智慧中台”新型信息基础设施，创新构建“连接+算力+能力”新型信息服务体系，力争实现“网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及”，助力全社会提升运用新一代信息技术的效益和效率 千兆光接入网技术发展趋势 p千兆光接入网作为“连接+算力+能力”的第一跳入口，需全面提升光接入网络的带宽、时延和覆盖等网络基础能力，并融合网络感知和网络切片能力，构建面向算网服务的千兆入算光猫点 50G PON PON+FTTR+X 打造家庭和小微企业全光千兆覆盖 •基于C-WAN的全光Wi-Fi组网•PON+FTTR协同端到端切片•基于光层OAM集中化原生管控 目录 总体发展趋势 1 50G PON筑牢基础能力 2 3 FTTR提升千兆宽带覆盖 50G PON技术发展 p50G PON国际标准体系已基本建立，当前正处于样机研发阶段p50G PON系统相比10G GPON，需采取多项全新技术方案，以满足系统各项指标要求 50G PON关键技术：三模共存，ONU侧需引入TEC pGPON短时期内不会完全退网，50G PON部署需考虑三代PON同ODN共存，上行1286±2nm波长成为未来50G PON部署的重要选项 新器件：DML+TEC 挑战 挑战p传统ONU侧使用的DML激光器均为20nm宽带波长 方案 进展 ü在ONU发射机中加入TEC温控，控制激光器输出波长范围在4nm以内 50G PON关键技术：DSP技术使能25G/50G多速率兼容 p50G PON应用须支持25G和50G两种上行速率，考虑到各个ONU传纤距离不等，DSP需实现对不同上行速率、不同距离ONU信号损伤的快速均衡，以满足32dB功率预算需求 上行方向 下行方向 •50G PON信号速率提升5倍，高速信号导致光纤色散损伤对信号的影响激增，引入DSP均衡高速信号带来的色散代价 •下行50Gbps为连续信号，ONU侧只需通过轻量化DSP即可实现静态信号的色散均衡 •50G PON上行存在两种速率ONU，不同传输速率和传纤距离的ONU信号带来的损伤大小各异，且上行是突发动态大小光接收•单一模式的DSP无法针对不同ONU信号进行差异化补偿•OLT侧DSP需要支持动态多模，满足对不同速率ONU信号损伤的动态自适应均衡 50G PON技术产业进展 50G PON产业链已取得长足进展，但系统关键指标尚无法完全满足商用要求，呼吁产业界针对核心光电器件及系统关键技术共同攻关，促进技术和产业进一步成熟 推进50G PON技术和产业成熟 ITU-T 50G PON标准体系 当前样机主要问题 吞吐量 总体要求G.9804.1 联合样机研发 •受限于突发电器件性能，上行25G速率吞吐量尚低于理论值20.5Gb/s •2021年、2022年持续联合华为、中兴、烽火完成非对称50G PON样机研发和完善•23年起，推进对称样机研发，加速攻关核心光电器件成熟 物理层要求G.9804.3 功率预算 •受限光器件及DSP性能，下行50G/上行25G功率预算初步满足N1等级，未达C+ 协议层要求G.9804.2 多速率兼容 现网试验 •当前样机上行方向尚不能支持兼容25G/50G的TDM多速率接收 G.sup.PONslicing •业界率先完成现网环境下的50G PON样机承载5G一体化小基站回传试验•研究成果在OFC 2022和2023、OECC2023发表 多代共存 G.sup.PONlatency •1286nm产业链尚不成熟，三模MPM样品隔离度还有较大提升空间 目录 总体发展趋势 1 50G PON筑牢基础能力 2 3 FTTR提升千兆宽带覆盖 FTTR总体需求及关键技术 p集中管控、千兆无缝覆盖、协同组网是FTTR三大核心要求，需进一步推进基于光层OAM网络架构和协议层等关键技术攻关和标准化 延伸FTTH光底座能力 •PON的光层OAM管控能力延伸到家庭内部•通过光纤延伸实现千兆网络能力无缝覆盖 协同组网提升体验 •PON+FTTR协同，实现固网端到端切片•光+WLAN协同，实现WiFi组网可调度，增强千兆Wi-Fi体验 FTTR协议层 FTTR标准进展 pFTTR架构标准已进入发布流程，业界正在协同加速推进FTTR物理层、协议层和光层OAM标准研制 p国际标准G.FIN-SA和行标FTTR总体待发布 pFTTR物理层和数据链路层重要内容基本达成一致，有望今年完成，国际标准同步推动 pFTTR光层OAM机制已在SG15 Q2和Q3热烈讨论当中，OLT协同管控FTTR技术方案成为技术发展热点 关键技术1：FTTR光层OAM需求 pFTTR推动光接入网向两级P2MP架构演进，需围绕光接入网新架构构建光接入网端到端集中管控能力pFTTR光层OAM是基于P2MP光网络接口，实现管控能力由FTTH向FTTR延伸的关键 基于OMCI协议演进，最大化复用MEs，简化OLT-FTTR的OAM协议互通性 OAM通道由OLT-MFU-SFU两段组成，应隔离于数据通道，并具备最高优先级 pOLT与MFU之间，可复用OMCC通道，或1:1/1:N创建新的xGEM-Port。前者更节约PON链路层资源pMFU与SFU之间，可复用OMCC通道，或参考/复用FTTR C-WAN架构引入的WMCC通道。前者更利于OLT与MFU对SFU的协同管控 14p考虑在OMCI消息头中引入SFU端口信息，OLT可复用MEs采用类ONU方式直接管控到SFUpMFU针对OLT与SFU之间的OAM消息，在两段OAM通道间做中继转发pOLT侧基于MFU和SFU的MIB，可还原出FTTR MIB，简化OLT-FTTR的OAM互通 关键技术1：FTTR光层OAM技术/产业/标准进展 pFTTR光层OAM技术方案已在22年完成原型系统验证，相关技术要求已在22年底完成CCSA标准立项，ITU-T SG15 Q2和Q3也在热烈讨论当中，需业界共同协同，推进技术、标准和产业发展 产业 •光层OAM架构及接口协议设计已基本完成，并制定企业标准•已启动光层OAM二阶段技术研究，进一步丰富接口功能 •22年完成光层OAM行标立项•联合业界加速光层OAM行标制定•推动光层OAM技术方案在ITU-T标准化 •22年联合华为/中兴/烽火/诺基亚等厂商开发光层OAM原型系统，完成实验室及现网试点测试，功能符合预期•23年OLT与FTTR基本实现光层OAM接口互通解耦 关键技术2：FTTR物理层和多速率共存 面向新业务新场景的提速需求，FTTR可针对不同场景制定相应的速率升级方案，持续提升用户体验 pToB：主设备下行光口可通过WDM方式，兼容低速率的从设备，解决实际部署升级问题 ToH：FTTR速率升级方案 ToB：FTTR速率升级方案 l场景特点：政企场景分光比大，FTTR从设备数量多l升级方案：主设备需兼容低速率FTTR从设备，各从设备可按需升级替换，但存在管控协议、WIFI协议一致性差，组网体验差的风险l共存方式：WDM l场景特点：家庭场景分路比小（多数场景1：3以内），FTTR从设备数量少l升级方案：FTTR系统整体更换升级，无需兼容低速率FTTR从设备。保障FTTR系统光+Wi-Fi协同性能最优 p2.5G和10GRa FTTR可采用DML+PIN的收发技术方案p2.5G Rb FTTR可复用GPON技术和产业p10G Rb FTTR技术指标要求还需进一步探讨，同时关注2.5G超频实现10G FTTR的技术方案 Ra等级：0～18dBRb等级：13～28dB 关键技术2：FTTR线缆技术发展 根据应用场景对FTTR从设备供电的难易程度，FTTR ODN需新增远程供电能力，需进一步推进技术方案完善及产业成熟 从设备远程供电需求 pToB场景，吸顶/悬挂式从设备需求强烈，本地供电不易p家庭场景，面板式从设备本地供电不易 光电混合接口：小型化、光电接口合一2 供电位置/动态功率管理34 光电混合缆 p《通信用引入光缆第4部分：光电混合缆》p扁平型和圆形为主，电压范围48V~56V（略高于人体安全电压36V）p主要匹配ToB场景需求 p主设备和光插座均可提供远程供电能力，可按需选择p当前系统暂不支持电源管理。需研究实现机制和功能，网络层可视 pSC接头行标已发布，XC接头行标通过征求意见稿pSC可最大限度复用现有产业链，电触点位置外置，存在触碰风险pXC电触点位置内置且尺寸更小，标准未定，产业链暂不成熟 关键技术3：FTTR数据链路层技术进展 pFTTR协议层将参考复用GPON/XGS-PON协议，增加WLAN协同调优管理通道以及OMCC通道承载光层OAM消息能力 新增WMCC通道 复用GPON帧结构设计 支持对称2.5G速率 扩展OMCC通道承载能力 •低时延管控通道，实现光和无线整网协同工作•加速收敛WMCC帧结构设计方案，推进能力成熟 •数据链路层可灵活支持对称/非对称多速率2.5G，并支持多速率共存 •2.5G FTTR参考GPON帧结构设计•10G FTTR参考XGS-PON帧结构设计 •支持主从设备间的OMCI协议•支持OLT直管从设备的光层OAM消息 关键技术4：Combo FTTR理念及架构 基于千兆宽带网业端协同发展理念，中国移动提出Combo FTTR技术方案，1代FTTR系统可支持按需随选接入2代PON局端，满足用户无感持续升级带宽 适配局端发展千兆 复用成熟产业链 光层OAM可管可控 19l器件产业链较成熟，可复用ComboOLT、GPON及10G PON BOSA产业链l未来向更高集成度、更小尺寸、单板及器件组装过程更简单的方向演进 l根据网络规划情况、局端OLT升级需求和用户业务SLA要求，OLT通过Me接口远程管控上联接口工作模式 lGPON、10G PON协同发展千兆宽带，满足家宽、企宽和小微企业组网需求lGPON、10GPON覆盖区域均可发展FTTR业务 关键技术4：Combo FTTR关键技术 p已基于光层OAM实现对ComboFTTR上联接口的工作模式远程管控，支持按需动态调整 pCombo FTTR器件产业链较成熟，可复用Combo OLT、GPON及10G PON BOSA产业链 Combo FTTR工作模式可管可控 Combo FTTR器件关键技术 •小型化Combo光器件：GPONBOSA及10G PONBOSA通过内部WDM进行合分波集成•2路光PHY输出的信号通过电子开关进入PONMAC芯片处理 •Combo FTTR设备首次上线自适应工作模式•根据网络规划情况、局端OLT升级需求和用户业务SLA要求，OLT通过Me接口远程管控上联接口工作模式 关键技
