随着千兆光网络的逐步建设和普及，基于10G PON技术的千兆光接入网部署速度加快。10G PON网络具备更高带宽、融合共存、平滑升级等特点，同时具备向下一代PON可持续演进的能力。在下一代PON技术布局上，业界已经普遍认可将下一代光接入网带宽提升至50Gbps。ITU/FSAN在考虑了家庭用户、企业用户、移动前传/后传等场景需求情况下，形成了对下一代PON的技术需求，聚焦单通道速率为50Gbps的50G PON技术。
50G PON技术标准进展
2018年，ITU/FSAN启动了基于单波长50G PON标准的制定工作，命名为G.HSP（G.Higher Speed PON）。
2019年，50G PON的总体需求G.9804.1发布，明确了单波长TDM PON架构，以及上下行速率组合，此外，50G PON需要满足与10G PON以及存量ODN的共存平滑演进。
2021年，ITU-T 50G PON系列标准正式发布，系列标准包括：总体需求标准修订G.9804.1 Amd1、通用协议层标准G.9804.2，以及物理层标准G.9804.3。这标志着50G PON已经完成基础功能的标准化，为下一步的产品研发和解决方案落地验证奠定了基础。
50G PON技术特点
50G PON采用单纤双向传输，下行TDM时分复用，上行TDMA时分多址接入，实现OLT和ONU之间的点到多点通信。其关键技术包括波长选择、线路编码、线路速率、FEC纠错技术、Common TC（Transmission Convergence）技术、PHY层器件等方面。50G PON标准相对于10G PON提供4倍以上的接入带宽、更好的业务支持能力（大带宽、低时延、低抖动）、网络保护/安全，以及支持10G PON的共存和平滑演进，并尽可能兼容已有的ODN网络。
- 线路速率
ITU-T已经明确50G-PON速率要求，支持对称、非对称不同速率组合；下行1个速率，上行速率有4种线路速率可选。
- FEC纠错技术
50G PON线路速率提高后，接收机灵敏度下降，需要提高收发机性能才能重用已经大量部署的ODN网络。为了降低高速光器件指标要求，50G PON引入LDPC（Low Density Parity Check，低密度奇偶校验）编解码方案进行FEC的前向纠错。
- Common TC技术
为了更好地支持低时延，50G PON主要通过专用激活波长（DAW）、CoDBA和减小分配周期等方式来实现低时延。通过专用激活波长技术，避免了在50G PON上行波长上开放安静窗口，取消了因安静窗口带来的时延；CoDBA协作DBA，OLT通过上层设备获知ONU的上行业务发送需求，提前将带宽分配给ONU，使得业务数据在ONU的缓存时间尽量少；每个T-CONT在125µs周期内可以配置多个突发帧，减小ONU获得带宽分配的时间间隔，从而降低业务数据在ONU的缓存时间。
- PHY层器件
50G PON PHY层器件主要包括光发射组件、光接收组件、激光器驱动器LDD，突发TIA以及时钟恢复芯片CDR等关键光电器件。OLT光发射器件可采用EML（Electro-absorption Modulated Laser）、集成SOA（Semiconductor Optical Amplifier）EML器件等，光接收器件可采用APD（Avalanche Photodiode）、集成SOA PIN器件，ONU驱动器需要支持突发功能，接收不需要突发时钟恢复BCDR，OLT接收需要突发模式的时钟恢复。高速光信号的传输损伤需要采用专用的DSP进行补偿恢复。
50G PON应用场景
50G PON是接入网能力的全面提升，实现了大带宽、低时延保障和通道化能力的全面提升，是面向多应用场景、具备差异化承载能力的新型接入底座（见图1）。
- 家庭超高宽带业务接入
家庭业务流量持续增长，同时用户更加追求业务体验，对宽带业务接入的带宽、时延都提出了更高的要求；云VR、云办公、在线游戏、在线教育及智慧家庭等业务层出不穷，如云VR/游戏，追求沉浸式业务体验，是典型的大带宽（200Mbps~4Gbps）、低时延（10~5ms）业务，50G PON提出的多种低时延解决方案，能够满足此类业务的需求。
- 高质量的企业/园区信息化建设
50G PON可以提供接近50Gbps的接入带宽，可以广泛用于企业专线接入、园区网/校园网的信息化建设，构建一根光纤、一个网络即可满足所有业务接入需求。50G PON具备增强的低时延、通道化保障能力，可以为企业、工业智能化领域提供低时延、确定性的接入网络能力，助力企业信息化转型。
- 移动承载/Wi-Fi回传的新选择
50G PON移动承载（基站的回传、中传）在功耗、尺寸、成本方面具备优势，可以实现100µs时延，满足移动对回传网络的技术指标要求。随着Wi-Fi 6的普及，Wi-Fi网络已经由百兆向千兆覆盖快速演进，新一代Wi-Fi 7也将很快进入商用，带宽及性能得到进一步的提升。Wi-Fi网络的快速发展，对Wi-Fi网络的回传接入也提出更高的要求，50G PON的大带宽，可以提供接近50Gbps的对称带宽，契合Wi-Fi网络高速回传的需求。
图1 50G PON应用全场景
随着50G PON系列标准的发布，相关关键技术及产业链也在逐渐成熟。中兴通讯在2022年发布了业界首款支持50G PON和Wi-Fi 7的ONU原型机。未来在国家大力推动数字经济新基建的大背景下，50G PON将会在全业务场景中得到广泛应用，成为数字经济的新底座。
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