中國移動張德朝：FTTR打通最后“黃金10米”，實現(xiàn)全光千兆家庭網(wǎng)絡

  在今天舉行的“2023中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇—千兆光網(wǎng)與智慧家庭技術研討會”上，中國移動研究院基礎網(wǎng)絡技術研究所副所長張德朝介紹，截至2022年12月，中國移動固網(wǎng)寬帶用戶規(guī)模達2.72億戶，千兆家寬時代已經(jīng)到來，200M+帶寬已成為用戶套餐主流。

  張德朝指出，近年來，千兆光網(wǎng)取得長足發(fā)展，同時面臨多技術異構的接入網(wǎng)為海量用戶、豐富業(yè)務提供端到端極致業(yè)務體驗的需求和挑戰(zhàn)。

  千兆光接入網(wǎng)：從10G向50G方向演進

  千兆光接入網(wǎng)作為“連接+算力+能力”的第一跳入口，需全面提升光接入網(wǎng)絡的帶寬、時延和確定性等網(wǎng)絡基礎能力，并融合網(wǎng)絡感知和網(wǎng)絡切片能力，支撐面向算網(wǎng)服務的質(zhì)量保障。

  張德朝指出，當前接入網(wǎng)呈現(xiàn)三大發(fā)展趨勢：一是千兆光網(wǎng)的帶寬提速換擋，從10G PON向50G方向演進，從“千兆到家”向“千兆到房間”演進;二是場景拓展使能行業(yè)應用，從以家庭為主向中小微企業(yè)、行業(yè)用戶甚至是垂直行業(yè)應用演進;三是算力網(wǎng)絡加速智能演進。面向這些趨勢，下一代光接入網(wǎng)需要具備三大能力：一是提升全光接入能力，二是增強全光千兆覆蓋，三是引入智能協(xié)同。

  張德朝介紹，在打造端到端千兆有線寬帶方面，中國移動采用10G PON+千兆智能網(wǎng)關+WiFi6，實現(xiàn)“端到端千兆固網(wǎng)”能力。10G PON千兆部署初期采用2模和3模Combo的10G PON共存部署策略，向3模規(guī)一化演進是方向;智能網(wǎng)關家寬場景以非對稱型10G ONU為主;企寬場景向?qū)ΨQ型10G ONU演進。

  張德朝進一步介紹，中國移動持續(xù)推進下一代50G PON技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展，隨著對稱速率50G PON標準2022年底在ITU-T獲得通過，標志著50G PON國際標準體系基本建立。而50G PON系統(tǒng)除帶寬提升外，還需支持低時延和網(wǎng)絡切片功能，滿足綜合業(yè)務接入需求。

  至于50G PON的系統(tǒng)要求，在速率方面，非對稱型25/50Gbps和對稱型50/50Gbps兩種速率更匹配未來網(wǎng)絡和業(yè)務發(fā)展需求。在波長和功率預算方面，兼容現(xiàn)網(wǎng)ODN，多速率共存下的功率預算滿足Class C+ 32dB要求;50G PON和10G GPON共存是基本要求，特殊場景下可能存在GPON、10G PON、50G PON三代共存需求。在網(wǎng)絡切片方面，需進一步優(yōu)化調(diào)度機制，提升低時延性能，實現(xiàn)業(yè)務差異化承載;支持高精度時間同步，滿足5G Femeto小站場景需求;端到端支持網(wǎng)絡切片，從FTTH延伸到FTTR。

  在標準層面，PON對網(wǎng)絡切片和低時延支持的技術方案及其標準尚在研究中;在產(chǎn)業(yè)拉動方面，中國移動在2022年全球合作伙伴大會上發(fā)布《NGOAN技術發(fā)展》白皮書，系統(tǒng)闡述了50G PON的場景需求、關鍵技術發(fā)展目標和路徑，并聯(lián)合華為、中興、烽火完成非對稱50G PON樣機研發(fā)和完善，并在業(yè)界率先完成50G PON樣機現(xiàn)網(wǎng)試驗，研究成果分別在OFC 2022和2023發(fā)表和錄用。

  張德朝指出，雖然50G PON產(chǎn)業(yè)鏈已取得長足進展，但物理層指標尚無法完全滿足要求，需產(chǎn)業(yè)協(xié)同針對核心光電器件及系統(tǒng)關鍵技術攻關，促進技術和產(chǎn)業(yè)進一步成熟。面向高功率預算光器件，在OLT側EML后集成SOA光放大器進一步提升發(fā)射光功率;在ONU側可使用成本更低的高速DML激光器;以及選用鍺硅材料50G APD提升接收靈敏度。對于高速突發(fā)電器件，接入網(wǎng)首次引入oDSP技術，對高速信號傳輸色散損傷補償;在上行方向，優(yōu)化突發(fā)信號CDR的快速收斂，并實現(xiàn)ONU多速率信號的C+功率預算共存;25G和50G突發(fā)TIA芯片，實現(xiàn)上行大動態(tài)范圍突發(fā)信號接收，盡量減小突發(fā)開銷。對于低時延技術，通過單幀多突發(fā)和帶外注冊開窗技術提升時延和抖動性能，但是單幀多突發(fā)會產(chǎn)生帶寬效率和時延性能互相影響的問題，協(xié)同優(yōu)化突發(fā)數(shù)目以及突發(fā)開銷是后續(xù)低時延技術研究的重要方向。

  FTTR進一步向用戶延伸：打通最后“黃金10米”

  張德朝介紹，FTTR將光纖進一步延伸到房間，打通最后“黃金10米”，主要面向高價值的家庭用戶及中小微企業(yè)用戶場景。目前，FTTR系列國際標準已立項(ITU-T G.FIN)，CCSA相關標準研制中。

  在物理層，FTTR仍然采用P2MP結構，分光比支持1:4~1:16，企寬場景可擴展到1:32，在局域網(wǎng)場景對稱速率優(yōu)勢明顯;FTTR的延申對管控架構和能力提出新需求，張德朝建議對FTTH和FTTR網(wǎng)絡具備集中統(tǒng)一管控能力;主從網(wǎng)關全部支持WiFi6，支持協(xié)同組網(wǎng)，從單點Wi-Fi向Wi-Fi組網(wǎng)演進。

  張德朝指出，FTTR的演進既需要后向兼容存量的固定寬帶網(wǎng)絡架構，同時也要面向強管控維和保障多業(yè)務承載體驗需求，支持向一體化網(wǎng)絡新能力演進。一是管控延伸，EMS對接入網(wǎng)光層信息管理能力從FTTH延伸到FTTR，RMS業(yè)務開通能力延伸到FTTR主從網(wǎng)關;二是網(wǎng)絡開放，EMS/OLT和FTTR互通開放是快速實現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模部署的前提;三是協(xié)同智能，構建電信級一體化網(wǎng)絡能力，實現(xiàn)千兆無縫覆蓋、低時延承載、快速漫游、網(wǎng)絡遙測等。

  FTTR關鍵技術的實現(xiàn)，首先是FTTR集中管理架構。在FTTR架構下，光接入網(wǎng)從1級P2MP衍生為2級，需要加速第2級P2MP(FTTR)技術方案收斂和標準化;同時兩級P2MP鏈路資源獨立，DBA可兩級分立，流量逐級統(tǒng)計復用。兩級網(wǎng)絡需端到端光層集中管控，需要獨立的管控通道，與數(shù)據(jù)通道隔離;光纖接通即具備對兩級光鏈路和FTTR網(wǎng)元的基本管理，具備創(chuàng)建/設置/備份上層管理通道能力，奠定PON+FTTR協(xié)同支持端到端網(wǎng)絡切片基礎。

  FTTR關鍵技術之二是FTTR管理分工界面及接口設計，Mf接口實現(xiàn)FTTR的WiFi一張網(wǎng)全量管理，并滿足家庭網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集的能力擴展;Me接口實現(xiàn)FTTx光層統(tǒng)一管控，支持對FTTR網(wǎng)絡中主從網(wǎng)關的光層功能的管理。張德朝介紹，2022年中國移動聯(lián)合華為、中興、烽火開發(fā)FTTR原生管控架構設備，并已在4省完成現(xiàn)網(wǎng)試點，符合預期。

  FTTR關鍵技術之三是FTTR物理層及協(xié)議層技術要求，對標以太網(wǎng)等局域網(wǎng)對稱速率技術，FTTR系統(tǒng)速率以對稱2.5Gb/s為基礎演進，加快收斂功率預算、分光比、波長選擇等物理層指標。此外，FTTR協(xié)議層需參考PON TC層進行重新設計，支持與PON智能協(xié)同調(diào)度以及光+WLAN融合調(diào)度等。

  張德朝表示，FTTR是千兆光網(wǎng)向用戶的進一步延伸，是實現(xiàn)用戶側千兆無縫覆蓋的重要技術演進方向，希望業(yè)界協(xié)同加速推進技術收斂和標準化。