Wraz z gwałtownym rozwojem technologii takich jak 5G, chmura komputerowa i sztuczna inteligencja, sieci dostępu optycznego przyspieszają swoją ewolucję w kierunku większej przepustowości i niższego opóźnienia.jako technologia PON nowej generacjiObecnie operatorzy nadal posiadają dużą liczbę EPON i 10G EPON w swoich istniejących sieciach.Maksymalna ochrona inwestycji przy jednoczesnej modernizacji sieci i osiągnięciu współistnienia EPON, 10G EPON i 50G PON stały się głównym wyzwaniem w tej ewolucji technologicznej.

1Konflikt długości fali: podstawowe wyzwanie ewolucji EPON
Zakres długości fal EPON jest tak szeroki jak 100 nm (1260nm do 1360nm). Jednakże długości fal 50G PON zdefiniowane przez ITU-T są odpowiednio 1286 nm i 1342 nm,całkowicie pokrywa się z pasmem EPON w górnym zakresie (jak pokazano na rysunku 1).

Ten konflikt długości fali sprawia, że współistnienie trzech pokoleń PON jest niezwykle trudne.

1. wycofanie sieci EPON, współistnienie 10G EPON i 50G PON (gen 2)

Już we wczesnych etapach standaryzacji 50G PON w 2018 r. branża uznała, że szerokopasmowy EPON stanowi barierę dla przyszłej ewolucji sieci PON.Koegzystencja 10G EPON i 50G PON stała się preferowanym rozwiązaniem.

Zalety:
- Standaryzacja: standard 50G PON jest kompatybilny z standardem 10G EPON, a łańcuch przemysłowy jest dojrzały.
- Uproszczenie sieci: uniknie złożoności związanej z współistnieniem trzech pokoleń i obniży koszty eksploatacji i utrzymania.
- Poprawa wydajności: po wycofaniu się z EPON można znacznie zoptymalizować przepustowość i opóźnienie sieci, aby sprostać wymaganiom ery sztucznej inteligencji.

Obecnie operatorzy tacy jak China Mobile zaczęli promować wycofanie się z EPON,stopniowa modernizacja możliwości sieci w celu dostosowania jej do GPON w regionie oraz budowa bardziej konkurencyjnej sieci dostępu.

2. EPON zbliża się do wąskiego pasma, umożliwiając współistnienie trzech pokoleń

Po komercyjnym uruchomieniu 10G EPON w 2017 r., ponieważ koszty lasera DFB zmniejszyły się,Operatorzy przyjęli standardy przedsiębiorstwa w celu zawężenia długości fal EPON w górnym rzędzie do 1290nm-1330nm i asymetrycznej długości fali 1G w górnym rzędzie 10G EPON do 1260nm-1280nmTakie dostosowanie stworzyło podstawy współistnienia 50G PON.

W 2022 r. 50G PON nowo zdefiniował długość fali 1286 nm w górnym zakresie.

Zalety:
- płynna ewolucja: utrzymanie istniejących użytkowników EPON i uniknięcie przymusowego zamknięcia sieci.
- Konwergencja standardowa: długości fal ITU i IEEE PON konwergują, co prowadzi do bardziej wydajnego łańcucha przemysłowego.
- Jednakże powszechne wdrożenie EPON wąskopasmowego zajmie trochę czasu, a wycofanie się sprzętu EPON szerokopasmowego wymaga dalszych inwestycji operatorów.

3Niezależnie zdefiniowane długości fal EPON 50G i wielokrotne podziały czasowe łączy podwyższonych
Niedawno przemysł zaproponował niezależne zdefiniowanie długości fal EPON 50G (np. 136x nm) i wykorzystanie multipleksu podziału czasowego w celu osiągnięcia współistnienia trzech pokoleń (jak pokazano na rysunku 2)..

Jednakże rozwiązanie to boryka się z wieloma ograniczeniami technicznymi:
- Atenuacja włókien: 136x nm znajduje się na krawędzi szczytu wody, co powoduje wysokie i niestabilne atenuacje.
- Ograniczenie dyspersji: dyspersja wysokiej częstotliwości powoduje degradację sygnału, utrudniając obsługę transmisji 50G NRZ.
- wydajność i opóźnienie: trzy generacje PON dzielą przedziały czasowe w górnej części sieci,a długa preambuła (mikrosekundy) EPON/10G EPON znacząco zmniejsza efektywność przepustowości 50G PON i zwiększa opóźnienie.
- Koszty łańcucha przemysłowego: urządzenia optyczne 136x nm nie mogą być ponownie wykorzystywane w łańcuchu przemysłowym GPON, co powoduje wysokie koszty.

Wady:
- Niska wykonalność techniczna i znaczne poświęcenie wydajności.
- Kontynuacja podziału standaryzacji między IEEE PON a ITU PON uniemożliwia konwergencję łańcucha przemysłowego.
- Zmniejszona konkurencyjność sieci utrudnia zaspokojenie przyszłych potrzeb w zakresie usług.

II. Doświadczenie historyczne: Lekcje z wielokrotnego podziału czasu
W czasach współistnienia między 10G EPON a EPON, multipleksujące podział czasowy (TDM) łącza w górę ujawniło znaczące wady: wysoki opóźnienie i niskie wykorzystanie przepustowości,wprowadzenie IEEE PON w niekorzystną sytuację w konkurencji z ITU PONJeśli TDM będzie nadal stosowany w erze 50G, problemy te będą się jeszcze bardziej nasilać, co potencjalnie spowoduje, że sieć nie będzie w stanie obsługiwać nowych usług, takich jak 4K / 8K, XR i AI.

III. Wniosek: EPON Emerytura jest optymalną ścieżką ewolucji
Z perspektywy przemysłu długoterminowego, wycofanie się z EPON i współistnienie 10G EPON i 50G PON (drugiej generacji) są optymalnymi opcjami.
- Zmniejszenie ryzyka technicznego: Unikanie konfliktów długości fali i wad wydajności multipleksingu podziału czasowego.
- Zwiększenie zdolności sieci: zjednoczenie standardów PON, uproszczenie operacji i utrzymania oraz zmniejszenie całkowitych kosztów posiadania.
- zwiększenie konkurencyjności: utworzenie dróg dla przyszłej ewolucji 50G PON na technologię PON nowej generacji.

Odwrotnie, wybór rozwiązania współistnienia podziału czasu 50G EPON doprowadzi do fragmentacji standardów, redundancji łańcucha przemysłowego i obniżonej wydajności sieci,w ostatecznym rozrachunku utrudniając rozmieszczoną sieć konkurencyjność technologiczną.

IV. Wezwanie do branży: Współpraca w celu promowania emerytury EPON
Zalecamy, aby operatorzy, sprzedawcy sprzętu i organizacje zajmujące się normami współpracowali w celu przyspieszenia emerytury EPON:
- opracowanie planu migracji: promowanie migracji użytkowników do 10G EPON poprzez zachęty polityczne lub zastąpienie technologii.
- Konwergencja norm technicznych: promowanie dalszej współpracy między IEEE a ITU w zakresie planowania długości fal.
- Optymalizacja łańcucha przemysłowego: Koncentruj się na rozwoju modułów i chipów optycznych, które umożliwiają współistnienie 10G EPON i 50G PON w celu obniżenia kosztów.

W erze sztucznej inteligencji i mocy obliczeniowej przepustowość sieci dostępu i możliwości opóźnienia staną się podstawową przewagą konkurencyjną infrastruktury krytycznej.Wybór właściwej drogi ewolucji pomoże operatorom odnieść sukces w następnej dekadzie.