李晗：千兆光宽带技术发展探讨

千兆光宽带技术发展探讨 李晗 中国移动集团级首席专家 1/20 中国移动研究院基础网络技术研究所所长2023年1月 随着宽带普及率的提高和宽带提速的深入，千兆固网需从带宽的“千兆”连接能力向带宽+体验的“千兆”服务能力转变，满足数字化时代千兆业务发展需求 中国移动千兆固网发展大数据 用户规模网络能力业务发展质量保障场景拓展 城区OLT全面千兆 2021年开始 全面转向10GGPON建设 ComboPON 当前Combo以两模为主三模Combo是归一化方向 千兆覆盖>2亿户 千兆宽带:千兆网关+Wi-Fi6 千兆组网：网关+AP、FTTR 2.69亿户 截止2022年11月 中国移动有线宽带用户总数 千兆占比>10% 1000M家宽客户迅速发展， 300M以上带宽成为主流 FTTR渗透率>1% 1000M家宽客户中开展全光组网服务. 移动高清 高清用户规模近2亿大屏点播业务发展迅速 智家业务 智能组网，家庭安防语音遥控、家庭IOT HDICT智家新场景 智慧社区健康养老 Telemetry 秒级高精度感知网络KPI 21年集采PON设备全面支持 网关软探针 宽带测速、业务拨测等家庭侧网络环境感知 MQTT FTTR原生支持感知网络业务KPI 企宽、互联网专线 沿街商铺、商业 小微企业（固定IP） 工业PON 极简架构、电信级可靠性大带宽、低时延 园区网络 POL，PON无源光局域网 2/20 2 近期：中国移动光接入网云化架构奠定网络新功能和新业务发展基石 传统有线宽带网络存在多方面局限，包括互通难、新功能推出速度慢、端到端差异化服务能力弱等，中国移动基于vOLT推进千兆光接入网云化架构解决技术痛点 “新”架构进一步加快业务创新速度 互通难 新功能支持慢 vOLT：UP转发+CP管控，CP云化部署 业务管控模块云化，实现业务快速创新和上线 接入网管控云化集中化（省集中），匹配算网大脑跨域资源调度 三个“屏蔽”实现高效互通解耦 CAMI北向接口：“屏蔽”多厂家EMS多样性 CAMI模块：“屏蔽”OMCI理解差异 CAMI南向接口：“屏蔽”vOLT-UP设备差异 应用落地 差异化服务弱 联合多厂家联合开发CAMI模块，实现产业深度合作 3/20 21年已实现集采设备全面支持 3 面向2H/2B千兆宽带无缝覆盖，推进FTTH向FTTR演进，进一步延伸电信级千兆光接入网能力 PON的光层OAM机制需向FTTR延伸，实现管控能力随网络能力同步延申 近期：FTTR技术发展需求 3个延申1张网络 EMS运维能力延伸：从PON到FTTR RMS业务开通延伸：从FTTR主设备到从设备 软探针能力延伸：业务拨测延伸到从设备 FTTR主从设备一体化网络能力： •电信级网络 •千兆无缝覆盖 需求 •快速漫游 OLT PON侧DBA FTTR侧DBA DatatoMFUDatatoMFU DatatoOLT DatatoOLT 光接入网从1级P2MP衍生为2级 光层OAM 传统集中 管控管控 第1级P2MP •须加速第2级P2MP(FTTR)技术方案收敛和标准化 两级网络应支持光层集中管控能力 •两级P2MP链路资源独立，DBA可两级分立，流量逐级统计复用 FTTR 主设备 FTTR 从设备 第2级P2MP •独立的管控通道，与数据通道隔离 4/20 •光纤接通即具备光链路及对FTTR网元基本管理能力 •具备创建/设置/备份上层管理通道能力 4 随着对称速率50GPON标准22年底在ITU-T获得通过，标志着50GPON国际标准体系基本建立 50GPON系统除带宽提升外，还需支持低时延和网络切片功能，满足综合业务接入需求 50GPON系统要求 ITU-T50GPON标准体系进展 后续：下一代PON技术发展需求 带宽提升 •非对称型25/50Gbps和对称型50/50Gbps两种速率更匹配未来网络和业务发展需求 平滑演进 •兼容现网ODN，多速率共存下的功率预算满足ClassC+32dB要求 网络切片 •进一步优化调度机制，提升低时延性能，实现业务差异化承载 •支持高精度时间同步，满足5GFemeto小站场景需求 总体要求G.9804.1 物理层要求G.9804.3 协议层要求G.9804.2 G.sup.PONslicing G.sup.PONlatency •明确单波长TDM-PON架构 •下行速率为50G，上行12.5/25/50G三种速率 •三种波长选项，满足两代或三代共存 •下行50Gbps及上行12.5/25/50Gbps的光接口指标已基本明确 •时延约束成为DBA调度机制输入 •增加消除注册开窗、支持层次化DBA等机制，以满足差异化承载需求 •研究PON支持网络切片的场景及技术需求 •研究PON支持网络切片技术的DBA实现方案 5/20 •研究PON支持低时延及确定性时延的需求和机制 5 50GPON产业链已取得长足进展，但物理层指标尚无法完全满足要求，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 后续：50GPON关键技术攻关及产业推进 50GPON系统收发方案设计原则：方案复杂度和相应指标要求尽量放OLT侧，降低ONU侧收发复杂度和成本 OLT侧光模块 ONU侧光模块 50GOLTMAC EML Drv. 50Gb/s CM-TIA ONUMAC 25/50Gb/s BM-TIA BMDrv. APD/PIN+SOA 25/50GDML 50GEML/EML+SOA 50GAPD ONUDSP/CDR OLTDSP/CDR 高功率预算光器件 高速突发电器件 低时延技术 EML+SOA 在OLT侧EML后集成SOA光放大器进一步提升发射光功率 DML 在ONU侧可使用成本更低的高速DML激光器 APD 选用锗硅材料50GAPD提升接收灵敏度 oDSP 接入网首次引入oDSP技术，对传输色散损伤补偿 上行方向，优化突发信号CDR的快速收敛，并实现ONU多速率信号的C+功率预算共存 BM-TIA 研发25G和50G突发TIA芯片，实现上行大动态范围突发信号接收，尽量减小突发开销 通过单帧多突发和带外注册开窗技术提升时延和抖动性能 单帧多突发会产生带宽效率和时延性能互换的问题，协同优化突发数目以及突发开销是后续低时延技术研究的重要方向 6/20 6 小结 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、可靠性、网络覆盖等能力，并不断丰富和完善光接入网云化架构，支撑算网服务端到端体验保障 FTTR是千兆光网络运力底座向用户侧进一步延申，实现用户侧千兆无缝覆盖的重要技术演进方向，希望业界协同加速推进架构、关键技术方案收敛和标准化 50GPON作为下一代PON的主流技术，除了带宽提升外，还需围绕低时延和网络切片等维度，构建50GPON综合业务承载能力，丰富光接入网应用场景 7/20 7 8/20 谢谢！