通信世界网消息（CWW）千兆网络的普及给人民生产生活带来深刻变革，8K超高清视频、云VR、云游戏、直播带货等新业务和新场景，对网络带宽、时延、抖动提出更高要求，带来了宽带网络持续升级的需求。根据华为公布的数据，8K超高清视频的带宽要求在150Mbit/s左右，沉浸式互动VR业务（分辨率12K）的带宽需求更是高达540Mbit/s以上，时延要求小于10ms。运营商现有10G-PON（PON，无源光网络）在承载能力上逐渐出现瓶颈，“万兆光网”的建设时代即将开启。
在政策方面，2025年1月《工业和信息化部办公厅关于开展万兆光网试点工作的通知》发布，正式开启万兆网络时代。50G-PON作为万兆网络的关键使能技术，具有大带宽、低时延、广连接等优势，能够有效解决现有网络存在的问题。其升级演进不仅能够满足新兴业务需求，还能为运营商带来新的收入增长点，在激烈的市场竞争中占据有利地位。因此，研究50G-PON网络升级方案具有重要的现实意义。
50G-PON技术简介
50G-PON沿用了TDM-PON点到多点的拓扑架构，与GPON、10G-PON一样，单波长50G-PON通过波分复用实现单纤双向传输，下行采用TDM（时分复用）广播方式，上行采用TDMA（时分多址）接入，以实现OLT（光线路终端）与ONU（光网络单元）之间的通信。作为ITU-T（国际电信联盟电信标准化部门）制定的下一代PON技术标准，50G-PON具有如下优势。
更高的线路速率。支持对称、非对称不同速率组合，下行单波速率可达50Gbit/s，上行支持12.5Gbit/s、25Gbit/s和50Gbit/s三种速率，能够满足家庭、政企等不同类型用户对网络带宽的需求。
低时延、低抖动。通过专用激活波长、协作DBA（动态带宽分配）、减小分配周期等技术实现低时延，其平均单向时延不超过350μs，甚至能达到100μs，可满足5G移动前传、在线游戏、工业自动化控制等对实时性要求极高的应用场景需求。
高兼容性。采用不同的上下行波长，可与现有的GPON、XG(S)-PON、10G-EPON等技术兼容共存，实现平滑的网络演进，有效保护运营商投资。
EPON、GPON、10G-PON、50G-PON等的技术参数比较见表1。
此外，50-GPON支持与10G-EPON的兼容并存，实现了IEEE（EPON）和ITU-T（GPON）两种技术路线的归一，有利于促进产业链的长期稳定发展。
目前，运营商已基本实现千兆网络覆盖，网络向万兆演进。现阶段，运营商需要综合考虑投资效益、资源利旧、前后兼容、快速部署等方面因素。因此，如何让50G-PON与现有PON网络共存，成为50G-PON网络升级方案探究的重点。
网络演进方案探究
考虑到ODN（光分配网络）建设成本高、周期长、难度大，50G-PON演进必须共享现有ODN网络，支持传统PON与50G-PON技术在同一根光纤上共存，从而避免重复建设。
内置合波与外置合波
为了实现不同代际PON技术在同一根光纤上共存，网络需具备WDM（波分复用）功能，兼容共存方式有内置合波和外置合波两种。
外置合波采取在OLT设备和ODN之间插入独立的CEx（Coexistence，共存）合波器，将原OLT PON端口和新增的50G-GPON端口进行合波，以实现ODN网络的复用，不同代际ONU终端则沿用各自网络接入业务。XG(S)-PON与50G-PON外置合波共存方式见图1。
内置合波，即Combo PON方案，OLT侧采用Combo PON板块替换已有的GPON、XG(S)-PON、10G EPON板块，Combo PON端口采用多模光模块，集成了GPON、10G-PON、50G-PON和WDM合波器等功能，实现ODN复用，并可接入各代际PON ONU设备。XG(S)-PON与50G-PON双模光模块的合波方式见图2。
外置合波器方案对现有接入网机房条件和施工要求高，施工难度大，不仅需要占用额外的机架空间，还会引入额外的光功率损耗，这可能造成链路光功率预算不足。相比之下，采用Combo PON方案可显著降低工程难度，无需考虑外置合波器的安装，也无需调整线路的光功率预算，仅需通过尾纤跳接到Combo PON端口下，完成数据割接后即可实现网络升级，且主干、分光器、分支光纤无需调整。综合对比，Combo PON是目前50G-GPON网络升级的首选部署方案。
GPON演进
由上文分析可知，由于G P O N、X G(S)-P O N与50G-PON系统的上下行波长范围完全不重叠，因此局端采用三模Combo PON板卡即可实现GPON、XG(S)-PON、50G-PON三代技术的兼容共存，从而实现网络的平滑演进。一个三模Combo PON光模块集成了50G-PON、XG(S)-PON、GPON以及合波器等功能。在升级过程中，OLT、ODN无需改动，不同终端类型自动匹配，沿用现有OSS开通流程，业务开通流程保持不变，工程割接较为容易。GPON、XG(S)-PON和50G-PON的光谱分配见图3。
EPON演进
EPON演进存在一定特殊性，现网中的EPON ONU存在宽波（未收窄：1260nm—1360nm）和窄波（收窄：12 9 0 n m—13 3 0 n m）两种上行波长，对于窄波上行的EPON，由于各代PON系统上下行波长不重叠，其升级方案与GPON方案无异，同样可采用三模Combo PON板卡实现EPON、10G-EPON、50G-PON三代技术兼容共存。
对于未收窄EPON ONU，其上行波段与50G-PON下行波段重叠，无法在同一PON端口下实现三代技术兼容共存。其演进方案主要有两种：一是对重叠波段采用时分方式以避免信号冲突，或者利用1370nm—1430nm作为50G-PON下行波段，此方案虽能解决兼容问题，但目前尚无国际标准，芯片、器件等产业链不够健全，可能滞后2～3年；二是替换现网中的宽波段EPON ONU，此方案标准与产业链较为成熟，但会增加投资成本，且50G-PON建设受限于EPON ONU清退情况。EPON、10G-EPON和50G-PON的光谱分配见图4。
网络演进思路
万兆升级以城市为主，优选千兆宽带渗透率高、政企用户多的综合业务区。在此类区域，应停止10G-PON的新建与扩容，优先利用现有OLT机框升级50G-PON板卡，采用C+光模块，按需割接，避免因新增OLT机框导致城域网端口大规模扩容；将替换下来的10G-PON调配至农村。针对未收窄EPON区域，建议优先升级为10G-EPON并替换ONU设备，通过控制单PON下用户数（≤24户）提高用户带宽；待万兆需求上量增长，且产业链成熟、成本下降后，再进行批量升级。
“50G-PON+FTTR”全光校园网
某校为推进数字化、智慧化教育新型基础设施建设，引入A R/V R实训式教学模式，采用“50G-PON+FTTR”组网方式覆盖教学综合楼、1#和2#学生公寓及食堂区域。其中，OLT部署在运营商接入机房，主网关部署在教学综合楼机房，从网关分别部署在教学楼、学生公寓和食堂内。
在宿舍高并发场景下，原有的10G-PON FTTR仅能保障每用户10Mbit/s的接入带宽；升级为50G-PON FTTR主网关方案后，每用户接入带宽可达50Mbit/s，能够满足学生各类应用的接入需求。该校园学生公寓带宽业务模型见表2。
结论与展望
50G-PON网络升级是电信运营商应对未来业务需求、提升竞争力的必然选择。目前，某省电信运营商已全面完成10G-PON的升级工作，并预计于2025年开展50G-PON升级试点工作。本文分析了50G-PON技术特点及演进方案的利弊，旨在为运营商提供网络演进思路，并明确需要关注的关键问题。
在后续研究中，应重点关注50G-PON与5G网络的深度融合、智能化运维技术的应用，以及如何进一步降低部署成本。同时，探索PON技术在工业互联网、车联网等新兴领域的应用，也将成为重要研究方向。通过持续的技术创新和应用探索，50G-PON必将为构建高速、智能、融合的新一代信息基础设施提供有力支撑。
*本篇刊载于《通信世界》2025年4月25日*
第8期 总966期
