Mit der schnellen Entwicklung von Technologien wie 5G, Cloud Computing und KI beschleunigen optische Zugangsnetzwerke ihre Entwicklung in Richtung höherer Bandbreite und geringerer Latenz.als PON-Technologie der nächsten GenerationDerzeit verfügen die Betreiber noch über eine große Anzahl von EPON und 10G-EPON in ihren bestehenden Netzen.Maximierung des Investitionsschutzes bei gleichzeitiger Modernisierung der Netze und Koexistenz von EPON, 10G EPON und 50G PON ist eine große Herausforderung in dieser technologischen Entwicklung geworden.

1. Wellenlängenkonflikt: Die zentrale Herausforderung der EPON-Evolution
Der EPON-Wellenlängenbereich im Vorstrom beträgt 100 nm (1260 nm bis 1360 nm).vollständig überlappend mit dem EPON-Upstream-Band (wie in Abbildung 1 dargestellt).

Diese Wellenlängenkonflikte machen die Koexistenz von drei Generationen von PONs extrem herausfordernd.

1. EPON-Netze, Koexistenz von 10G EPON und 50G PON (Gen 2)

Bereits in den frühen Stadien der 50G-PON-Standardierung im Jahr 2018 erkannte die Branche an, dass Breitband-EPON eine Barriere für die zukünftige PON-Netzwerkentwicklung darstellte.Gen 2 Koexistenz von 10G EPON und 50G PON ist zur bevorzugten Lösung geworden.

Vorteile:
- Normung: Der 50G-PON-Standard ist mit 10G-EPON kompatibel, und die Branchenkette ist ausgereift.
- Vereinfachung des Netzes: Vermeidung der Komplexität, die mit dem Zusammenleben von drei Generationen verbunden ist, und Reduzierung der Betriebs- und Wartungskosten.
- Leistungssteigerung: Nach dem Ausscheiden von EPON können die Bandbreite und Latenzleistung des Netzwerks wesentlich optimiert werden, um den Anforderungen der KI-Ära gerecht zu werden.

Derzeit haben Betreiber wie China Mobile begonnen, den Ausstieg von EPON zu fördern,Schrittweise Erweiterung der Netzkapazitäten, um sie an das GPON in der Region anzupassen, und Aufbau eines wettbewerbsfähigeren Zugangsnetzes.

2. EPON konvergiert auf Schmalband und ermöglicht die Koexistenz von drei Generationen

Nach der kommerziellen Einführung von 10G EPON im Jahr 2017, da die DFB-Laserkosten zurückgingen,Die Betreiber haben Unternehmensstandards zur Beschränkung der Wellenlänge von EPON vorgeladen auf 1290nm-1330nm und der asymmetrischen Wellenlänge von 1G vorgeladen von 10G EPON auf 1260nm-1280nm angenommen.Diese Anpassung legte den Grundstein für die Koexistenz von 50G PON.

Im Jahr 2022 definierte 50G PON neu eine Wellenlänge von 1286 nm vorgeladen.

Vorteile:
- eine reibungslose Weiterentwicklung: Beibehaltung der bestehenden EPON-Nutzer und Vermeidung erzwungener Netzschließungen.
- Standardkonvergenz: Die Wellenlängen von ITU und IEEE PON konvergieren, was zu einer effizienteren Industriekette führt.
- Die weit verbreitete Einführung von Schmalband-EPON wird jedoch Zeit erfordern, und der Ausstieg von Breitband-EPON-Geräten erfordert kontinuierliche Investitionen der Betreiber.

3. Unabhängig definierte 50G EPON-Wellenlängen und Uplink-Zeitdivision Multiplexing
Kürzlich hat die Industrie vorgeschlagen, 50G EPON-Wellenlängen (z. B. 136x nm) unabhängig voneinander zu definieren und Zeitdivision-Multiplexing zu verwenden, um die Koexistenz von drei Generationen zu erreichen (wie in Abbildung 2 gezeigt)..

Diese Lösung ist jedoch mit mehreren technischen Engpässen konfrontiert:
- Dämpfung der Fasern: 136x nm liegt am Rande des Wasserspitzes, was zu einer hohen und instabilen Dämpfung führt.
- Dispersionsbeschränkung: Hochfrequenzdispersion verursacht Signaldegradation, was die Unterstützung der 50G NRZ-Übertragung erschwert.
- Effizienz und Verzögerung: Drei Generationen von PON teilen sich vorgelagerte Zeitfenster,und die lange Präambel (Mikrosekunden) von EPON/10G EPON reduziert die Bandbreitenleistung von 50G PON erheblich und erhöht die Latenzzeit.
- Kosten der Industriekette: 136x nm-optische Geräte können nicht mit der GPON-Industriekette wiederverwendet werden, was zu hohen Kosten führt.

Nachteile:
- Niedrige technische Machbarkeit und erhebliche Leistungsaufopfer.
- Die Fortsetzung der Standardisierungsspaltung zwischen IEEE PON und ITU PON verhindert die Konvergenz der Branchenkette.
- Die verringerte Wettbewerbsfähigkeit des Netzes erschwert die Erfüllung zukünftiger Dienstleistungsbedürfnisse.

II. Historische Erfahrungen: Lehren aus der Zeitdivision Multiplexing
Im Zeitalter des Zusammenlebens von 10G EPON und EPON hat die Uplink-Zeitdivision-Multiplexing (TDM) erhebliche Mängel aufgedeckt: hohe Latenz und geringe Bandbreitennutzung,die IEEE PON im Wettbewerb mit der ITU PON benachteiligtWenn TDM in der 50G-Ära weiterhin verwendet wird, werden diese Probleme weiter vergrößert, was das Netzwerk möglicherweise nicht in der Lage macht, aufstrebende Dienste wie 4K/8K, XR und KI zu unterstützen.

III. Schlussfolgerung: EPON-Renten ist der optimale Entwicklungsweg
Aus langfristiger Sicht der Industrie sind der Ausstieg von EPON und die Koexistenz von 10G EPON und 50G PON (zweite Generation) die optimalen Optionen.
- Minderung der technischen Risiken: Vermeidung von Wellenlängenkonflikten und Leistungsschwächen bei der Zeitaufteilung.
- Verbesserung der Netzwerkkapazitäten: Vereinheitlichung der PON-Standards, Vereinfachung von Betrieb und Wartung und Reduzierung der Gesamtbetriebskosten.
- Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit: Ausbau der künftigen Entwicklung von 50G-PON-Technologie zu PON-Technologie der nächsten Generation.

Umgekehrt führt die Wahl einer 50G-EPON-Zeitaufteilung Koexistenzlösung zu Standardfragmentierung, Redundanz in der Branchenkette und geringerer Netzleistung,letztendlich die technologische Wettbewerbsfähigkeit des eingesetzten Netzes verringern.

IV. Aufruf der Industrie: Zusammenarbeit zur Förderung des EPON-Rentenansatzes
Wir empfehlen, dass Betreiber, Anbieter von Geräten und Normenorganisationen zusammenarbeiten, um den EPON-Rücktritt zu beschleunigen:
- Entwicklung eines Migrationsplans: Förderung der Benutzermigration auf 10G EPON durch politische Anreize oder Technologiersatz.
- Konvergenz technischer Standards: Förderung einer weiteren Zusammenarbeit zwischen IEEE und ITU bei der Wellenlängenplanung.
- Optimierung der Industriekette: Fokus auf die Entwicklung von optischen Modulen und Chips, die die Koexistenz von 10G EPON und 50G PON ermöglichen, um Kosten zu senken.

Im Zeitalter der KI und der Rechenleistung werden die Zugangsnetzwerkbandbreite und die Latenzkapazitäten zum zentralen Wettbewerbsvorteil kritischer Infrastruktur.Die Wahl des richtigen Entwicklungsweges wird den Betreibern helfen, im nächsten Jahrzehnt erfolgreich zu sein.