【訊石觀(guān)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(zhù)寬帶中國、千兆光網(wǎng)等國家戰略有序推進(jìn)，自2010年以來(lái)我國的光纖接入FTTx建設工程取得了巨大成果。根據工信部數據，截至2024年底，中國三家基礎電信企業(yè)的固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶(hù)總數達6.7億戶(hù)。其中，1000Mbps及以上接入速率的用戶(hù)為2.07億戶(hù)，全年凈增4355萬(wàn)戶(hù)，占總用戶(hù)數的30.9%。在千兆光網(wǎng)基礎設施方面，2024年固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入端口數達到12.02億個(gè)，其中光纖接入(FTTH/O)端口達到11.6億個(gè)，具備千兆網(wǎng)絡(luò )服務(wù)能力的10G PON端口數達2820萬(wàn)個(gè)，比上年末凈增518.3萬(wàn)個(gè)。

  隨著(zhù)AI大模型訓練、工業(yè)4.0、遠程醫療、VR/AR實(shí)時(shí)交互等應用爆發(fā)，網(wǎng)絡(luò )帶寬需求從家庭擴展到工業(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10G PON難以支撐多路超高清視頻和AI數據流傳輸。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(cháng)帶寬達50Gbps，時(shí)延優(yōu)化至100微秒以下，成為連接用戶(hù)與云端算力的“最后一公里”核心基礎設施。

  千兆光網(wǎng)10G PON之后下一代盡管有25G和50G的路線(xiàn)討論，但是全球最大的PON市場(chǎng)中國選擇萬(wàn)兆光網(wǎng)50G PON已經(jīng)成為確定路線(xiàn)。圍繞50G PON升級的各項關(guān)鍵技術(shù)標準、產(chǎn)業(yè)試點(diǎn)成為當前光通信產(chǎn)業(yè)和電信運營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)，主要包括50G PON(無(wú)源光網(wǎng)絡(luò ))超寬光接入、FTTH/FTTR與第七代無(wú)線(xiàn)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 三代網(wǎng)絡(luò )兼容共存

  根據電信運營(yíng)商專(zhuān)家表示，兼容現網(wǎng)設備以避免重復投資是PON網(wǎng)絡(luò )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(jìn)中，1G、10G和50G需要滿(mǎn)足三代設備兼容運作(即三模共存)以及復用現有的ODN網(wǎng)絡(luò )設施。

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

  從關(guān)鍵的時(shí)間節點(diǎn)來(lái)看，自2022年烽火通信完成50G PON新技術(shù)試點(diǎn)開(kāi)始，我國光通信產(chǎn)業(yè)先后完成了50G PON三代共存技術(shù)方案驗證、三代全速率融合50G PON技術(shù)驗證三代五模共存能力，以及50G PON系統C+登記功率預算和對稱(chēng)小型化光模塊驗證等工作。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)現對稱(chēng)速率50G-PON、10G-EPON、EPON三代系統在同一個(gè)光分配網(wǎng)絡(luò )(ODN)中協(xié)同工作。

  總體來(lái)看，50G PON PMD和TC層標準發(fā)布后，國內產(chǎn)業(yè)界開(kāi)始密集進(jìn)行相關(guān)驗證和試點(diǎn)，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(chēng)速率、業(yè)務(wù)承載能力、小型化光模塊等影響現網(wǎng)部署使用的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行了測試驗證，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(wú)疑問(wèn)，50G PON標準需要滿(mǎn)足傳統EPON/GPON，中國擁有明確的多代共存要求，需要通過(guò)平滑演進(jìn)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)通旗下仍有較大規模的EPON現網(wǎng)資源。因此，50G PON三代共存不僅要滿(mǎn)足GPON區域，也要保護EPON區域。根據訊石了解，當前產(chǎn)業(yè)界在GPON區域和EPON區域的平滑升級進(jìn)度不相同。

  GPON區域方面的G/XG(S)/50G 3代共存方案總體進(jìn)展順利，行業(yè)標準基本完備，只是對此50G PON C+功率指標還需進(jìn)一步完善和收斂。在關(guān)鍵的光電子器件上，QSFP光模塊僅支持設備8端口難以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)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(chǎng)商陸續發(fā)布50G PON設備的ASIC。在設備方面，現有OLT支持原框插入少量50G PON板卡，如果全框滿(mǎn)配50G PON板卡則需要新平臺OLT設備支持。在網(wǎng)絡(luò )方面，3代PON網(wǎng)絡(luò )通過(guò)波分方式獨立共存，它們的系統容量互不影響，GPON ONU無(wú)需退網(wǎng)。

中國電信分享三代PON技術(shù)共存方案進(jìn)展（來(lái)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區域方面的EPON體系向50G PON升級主要挑戰是IEEE PON標準中的上行波長(cháng)1260-1360nm(100nm寬)與ITU-T 50G PON上下行波長(cháng)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(shí)分共存技術(shù)路線(xiàn)。EPON區域多代際共存方案還需要產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步充分驗證，采用多模光模塊(MPM)支持波分和時(shí)分方案是可能的選擇，該方案有望保證現網(wǎng)存量的EPON ONU設備不用退網(wǎng)，OLT局端設備投資具有保障以及未來(lái)可能獲得獨立發(fā)展路線(xiàn)。

  產(chǎn)業(yè)界再積極推動(dòng)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(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)現對稱(chēng)速率50G-PON、10G-EPON、EPON三代系統在同一個(gè)光分配網(wǎng)絡(luò )(ODN)中協(xié)同工作。

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

  據訊石了解，50G PON網(wǎng)絡(luò )系統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模部署和升級要求。在三模共存情況下，中國運營(yíng)商部署50G PON主要功率預算要求是C+，損耗預算為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(mén)檻。根據與業(yè)內光模塊公司交流，TO和BOX方案都是實(shí)現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(shù)：

  小型TO-CAN封裝技術(shù)：利用TO38/33替代傳統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GPON、XG(S)-PON、50G PON上行波長(cháng)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)現高精度全自動(dòng)貼片、打線(xiàn)、封帽、自動(dòng)耦合焊接、粘膠、自動(dòng)測試等工藝流程，保證產(chǎn)品良率。

  光通信產(chǎn)業(yè)鏈也將迎來(lái)利好，三模Combo OLT光器件采用6*TO封裝形態(tài)，不僅實(shí)現了小型化尺寸的封裝，并復用10G COMBO OLT設備產(chǎn)線(xiàn)，在量產(chǎn)能力和成本質(zhì)量上都能滿(mǎn)足未來(lái)市場(chǎng)化需求，可減少生產(chǎn)廠(chǎng)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)了全國范圍萬(wàn)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、工廠(chǎng)和園區入選，北京、上海、浙江、江蘇、山東和深圳等多省市也發(fā)布了萬(wàn)兆政策和計劃。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（數據來(lái)源：ICC 2025）

  根據Omdia數據顯示，2025-2029年中國PON設備市場(chǎng)消費仍然強勁，2025年多個(gè)50G PON試點(diǎn)項目和小范圍商用部署推動(dòng)了PON設備增長(cháng)。2024-2029年亞洲地區50G PON OLT端口出貨量年復合增長(cháng)率將達到90%。根據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(kāi)始發(fā)貨。預計到25G/50G PON OLT光模塊將達到PON OLT市場(chǎng)30%。

  總體來(lái)說(shuō)，50G PON的產(chǎn)業(yè)需求源于技術(shù)代際升級、新興業(yè)務(wù)場(chǎng)景驅動(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，更是構建算網(wǎng)融合底座、推動(dòng)數字經(jīng)濟向“萬(wàn)兆泛在”發(fā)展的關(guān)鍵支撐。未來(lái)需進(jìn)一步推動(dòng)核心器件量產(chǎn)、測試工具完善及跨行業(yè)應用場(chǎng)景探索，加速技術(shù)成熟與商用落地。

  備注：訊石觀(guān)察是ICC訊石融媒體旗下深度欄目，基于光電產(chǎn)業(yè)的訪(fǎng)談交流、市場(chǎng)調研，具有行業(yè)深度分析的內容創(chuàng )作。文章中訊石數據和部分觀(guān)點(diǎn)來(lái)源于ICC訊石與產(chǎn)業(yè)人士交流了解，由“訊石觀(guān)察”欄目發(fā)表。

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