作为全球数千家运营商的首选接入技术，无源光网络（PON）利用点对多点（P2MP）的网络拓扑，提供高速可靠的宽带服务，同时节约成本和空间。2018年以来，随着10G PON持续部署，超千兆宽带普及，应用范围不再局限于家庭住宅。新应用层出不穷，对带宽、时延和成本效益提出了更高的要求。本文聚焦50G PON的各类案例，包括“裸眼3D”等沉浸式家庭应用对超高带宽的需求。本文同时探讨50G PON在工业和企业场景中的应用，聚焦低延迟、高带宽对数字化生产流程和品控的重要性。此外，智慧城市和智慧园区加速创新，对新一代网络的需求也在不断增长。运营商通过普及万兆接入，实现网络无缝连接，支持一系列应用和终端用户。50G PON可以进一步增强云网络存储（NAS）服务，通过硬切片保障带宽，实施智能网络管理，满足不同用户需求。50G PON支持超万兆网络规划，可兼容前代PON技术，帮助运营商践行绿色倡议。全球众多运营商已经完成了50G PON技术验证，部分启动了试点项目，计划2024年实现商用部署。Omdia预测，新兴应用不断涌现将推动新一代PON网络的需求，越来越多供应商也将推出50G PON解决方案，这将促使 50G PON在2030年前保持高速发展。
作为全球数千家网络运营商的首选接入技术，无源光网络（PON）利用点对多点（P2MP）的网络结构，提供高速可靠的宽带服务，能够节约成本和空间。2018年以来，10G PON在全球蓬勃发展，千兆光纤到户（FTTP）的宽带服务兴起。运营商基于10G PON推出了新服务，将PON网络从住宅延伸到更广泛的领域。创新应用的兴起也带来了新的挑战，而50G PON能够满足更高需求。多个地区的运营商计划在2024年小规模部署50G PON。本文主要探讨其中一些新兴案例，展示50G PON的特性和意义。
Omdia对网络运营商的调研显示，2022年有超过55家运营商针对家庭用户推出了万兆甚至更高带宽的服务。虽然超千兆套餐还在普及阶段，随着新兴技术的涌现，家庭对带宽和时延的需求将不断增长，沉浸式时代即将来临。增强3D上线后，将在无穿戴设备的情况下实现线D”技术涉及点阵和多折射角度，目前的单视角3D需要约160 Mbps速率支持8K图像。随着视角增加，分辨率也将提升至12K和16K，需要高达7 Gbps带宽来支持超60个视角的图像。成倍增长的带宽将提升各个视角的用户体验。
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家庭网络连接云存储可以充分利用10G PON的潜能，从本地访问云端数据需要稳定的2 Gbps速率。运营商需要确保网络提供无缝连接，支持轻松扩容和高度安全保护，同时提供亲民的月租价格。
在工业或企业环境中，有线网络通常较为复杂的，且难以升级。在某个案例中，工厂自建了交换机网络，规划混乱，容量有限，连接不可靠，断电和网络问题频发。不仅如此，Wi-Fi信号差，各种无线连接在厂内形成干扰，给运营带来挑战。因此，工厂发展急需一个可持续的网络解决方案。
品质控制是工厂生产的重要环节，需要数字化生产标准和流程，这不仅是业务运营的底线，也是维持商业口碑的必要措施。当前的工厂系统依赖大量人工，速度慢，易出错，产出不稳定。交换机网络无法提供低时延和高带宽来保障品质稳定，输出精度低、品控执行艰难。从人工品控向数控质检转型，需要安装图像识别人工智能（AI），也就需要稳定的3 Gbps网络连接。
园区新应用也在各行各业普及。智慧课堂上，电子白板支持课程直播、远程协作、模拟训练等专业化教学模式。医疗行业中，3D阅片未来将被全息影像取代。这些应用都需要强大的园区无线回传。
不仅是单个住宅和工厂，整个世界都依赖网络来运行。当前网络无法满足需求，运营商制定了更广阔的蓝图：创建无缝、可靠和敏捷的网络，满足任何用户、位置和应用的需求。智慧园区、智慧工厂、智慧家庭、智慧城市本质上共用一张光网，融合成一个网络世界。
泛在接入并非新概念。前几代光纤接入网络始于住宅宽带服务，然后逐渐扩展至附近的小型企业，复用现有光分配网络（ODN）。运营商也开始支持智慧城市和移动回传等各类新兴应用。如今，先进应用和新场景不断涌现，需要一个支持万兆多应用以及企业需求的网络方案。图2详细描述了应用的演变以及对应PON技术的速率和时延。
全面的网络融合已经由概念走向现实，运营商可以利用同一张光纤网络高效运行多种业务。新一代P2MP技术（例如50G PON）的融合发展保障了带宽和时延，帮助运营商将现实世界与云端合二为一。
目前，云端上传或下载数据的操作复杂且耗时。50G PON支持万兆云存储服务，功能包括：无盘计算机可以800 Mbps或更高速率运行读/写功能，不亚于本地网络；8K点播回放突发速率可达1.6 Gbps；高频文件访问和刷新速度率超过5 Gbps，与本地存储没有差别。
要实现投资效果最大化，运营商就必须采用网络自动化和容器化技术，为云网操作和服务提供支持，节约成本，提升服务质量。50G PON支持按需扩容和工业级保护等功能，使能客户端接入数字应用，实现从专线技术向光纤到机器（FTTM）技术的转型。
FTTM技术帮助运营商增加收入，为IT工作者、企业家、创意自由职业者、摄影/摄像爱好者等家庭用户提供万兆云存储服务。随着“裸眼3D”等应用逐渐普及，每个家庭都可能订购性能先进的网络套餐。
园区网络也在寻求本地数据向智能云端迁移，利用先进的工具实现实时协同。50G PON可以支持万兆全光园区网络，运行企业级云网计算应用。
早期PON技术下，光纤到户只能提供“尽力而为”的宽带服务。随着PON技术发展，带宽不断提升。当前10G PON迅速部署，但商业应用仍面临局限。50G PON为运营商应用提供了超低时延和带宽保障，适用于先进工厂、智慧城市和智慧园区。
某项案例中，中国电信支持建造了第一座全光工厂。在50G PON加持下，部署了自动光学检测（AOI）等功能，实现了高水平品控。AOI需要生产网络配置多台工业摄像头，提供7 Gbps甚至更高吞吐量和对称带宽（上下行速率相同），同时支持10 Gbps带宽回传，防止高清画质失真，并将数据有效迁移至云端边缘。此外，办公网络还需要支持审计工作站，提供多个时延小于10 ms的网络切片。工厂还安装了环境和安全网络监测，采用多模合一的10GONT，实现高精、智能的安防监控。AOI使检测效率提高了10倍，错误率降低了90%。
智慧城市的解决方案中，车流监控也是一项关键应用。高清摄像头虽然只是普通设备，但多个摄像头连接可组成多点雷达和立体感知，进行持续监控，实现自动车流控制和应急响应。路口每安装一个千万像素摄像头及雷达设备，就需要600 Mbps至2 Gbps带宽。50G PON通过万兆泛在接入，支持全面部署大量摄像头，还可预留带宽实现监控规模扩容。
智慧园区数字化应用将持续推动万兆Wi-Fi接入需求，加速Wi-Fi 7的部署。随着频宽扩大至2倍，吞吐量提升至4倍，Wi-Fi 7的性能相比Wi-Fi 6也提升了3倍，成为万兆园区无线网络的不二之选。
50G PON的升级和部署必须规划好ODN，才能支持长远发展。智能管理可以为工厂带来持续的高性能和品质体验（QoE）。传统ODN维护难度大，光信号弱，导致视频体验差，人工故障定位平均时长高达6小时。而先进的可视化智能ODN可以解决以上问题，其部署分为三部分：
运营商部署该方案后，通过智能规划，增加了ODN上ONU的数量，将故障定位耗时缩短了90%，定位精准度小于2公里，能够识别冗余资源和故障。一位运营商表示，该方案提高了客户粘性，降低了离网率，并且可以在24个月内快速回本。
目前，大多数运营商正在实行万兆网络升级，满足不断增长的带宽需求。Omdia的数据显示，2022年，10G PON端口出货量占全球OLT PON端口总出货量的73%。除了部署超千兆家庭网络，很多运营商还将首次把10G PON扩展到非住宅领域，例如中小企业和园区，以增加收入。此外，超万兆的案例也已经出现。50G PON支持超大容量扩展，适用于智慧工厂数字化生产、新型城市交通管理以及Wi-Fi 7高吞吐万兆智慧园区。运营商需要为新兴场景做好准备，部署面向未来的网络，保持竞争力的同时创造高收益。
运营商在规划PON网络时，须考虑如何处理现存网络。50G PON支持三模合一（Combo PON），向下兼容现网2.5GPON和10G PON，从而实现业务的平滑演进。在OLT升级期间，ONT和ONU不受干扰，保持运行无中断。短期内，低价值（ARPU）家庭用户仍会继续使用10G PON，可预见的未来运营商也会继续部署10G PON。但扩容需求出现时，50G PON支持无缝升级，两种PON技术可以共存。
随着技术的进步，PON网络升级帮助运营商践行绿色倡议，同时节约成本。50G PON多模合一，支持GPON、10G PON、50G PON在一张网络上共存。要实现业务平滑演进，需要尽量降低汇聚点的升级成本，保持ODN零变更。
通过采用云系统平台，可以对网络的各个部分进行分析，包括监控闲置单板和端口，即刻节能。此外，还可以关闭combo SFP模块内的闲置通道，并通过高级流量感知调整频率。虽然功率放大技术和接收器灵敏度的进步使光功率预算稍有增加，但在各种节能方法下，最大光功率预算仅为32dB。50G PON技术不仅支持绿色网络，还帮助终端应用和用户提升能效。节能创新将惠及各行各业，包括电力、医疗和金融业。
全球30多家运营商已经发布了50G PON的样板点，包括中国电信、中国联通中国移动、瑞士电信、法国电信、西班牙电信、意大利电信、沙特电信、卡塔尔电信以及芬兰电信。其中一些运营商计划自2024年起，在各类商业场景中部署50G PON。目前，首批50G PON试点项目已上线，包括万兆智慧城市、“双万兆城市”、智慧园区以及50G PON智慧数字工厂。
根据Omdia的预测，2024至2028年期间，50G PON端口出货量将不断提升，并保持每年200%的复合年增长率。50G PON将成为主流，其发展轨迹将与图3中GPON和10G PON的增长轨迹类似。21世纪初期以来，GPON网络在全球不断普及，提供高达2.5 Gbps的速率。如今，拥有GPON网络的运营商正在向10G PON升级，其他运营商正首次运用GPON技术来满足当下的需求。网络还将继续向50G PON升级，满足未来需求。到2028年，50G PON将成为支持新兴应用的中坚力量。
随着新一代应用的需求不断增加，50G PON出货量将在下个十年持续攀升。目前仅少数厂家具备50G PON交付能力，随着50G PON供应商数量增多，未来几年将进一步激发50G PON的投资。
