隨著AI大模型訓(xùn)練、工業(yè)4.0等應(yīng)用的爆發(fā)，全球算力需求正以年均30%以上的速度增長(zhǎng)。中國(guó)信通院《算力時(shí)代全光網(wǎng)架構(gòu)研究報(bào)告（2024年）》明確指出，算力網(wǎng)絡(luò)需要具備“大帶寬、安全高可靠、確定低時(shí)延、智能服務(wù)化”四大核心能力。在這一背景下，50G PON作為下一代萬(wàn)兆光接入技術(shù)，正成為連接用戶與云端算力的“最后一公里”關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)算力服務(wù)從中心向邊緣、從云端向終端的全面滲透。
算力網(wǎng)絡(luò)時(shí)代：全光底座的需求重構(gòu)
當(dāng)前，算力網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景已從傳統(tǒng)的云計(jì)算擴(kuò)展至遠(yuǎn)程醫(yī)療、VR/AR實(shí)時(shí)交互、工業(yè)精密控制等超低時(shí)延領(lǐng)域。例如，遠(yuǎn)程手術(shù)要求端到端時(shí)延低于1毫秒，工業(yè)機(jī)器人控制需保障99.999%的網(wǎng)絡(luò)可靠性。
表1 智能制造企業(yè)的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)需求
這些需求對(duì)傳統(tǒng)接入網(wǎng)提出了三大挑戰(zhàn)：
1. 帶寬瓶頸：10G PON難以支撐多路UHD視頻、AI推理數(shù)據(jù)流的并發(fā)傳輸。
2. 時(shí)延不確定性：傳統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足差異化業(yè)務(wù)調(diào)度需求。
3. 資源割裂：算力、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)資源缺乏協(xié)同調(diào)度能力。
50G PON的誕生，正是為了解決這些痛點(diǎn)。其通過(guò)單波長(zhǎng)50Gbps帶寬、毫秒級(jí)時(shí)延和靈活切片技術(shù)，構(gòu)建了“算網(wǎng)融合”的接入層基石。
50G PON的技術(shù)突破：為算力而生
相比10G PON，50G PON在架構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)上進(jìn)行了全面革新：
1.減少傳輸延遲：50G PON采用了更高效的高階LDPC編碼技術(shù)和優(yōu)化的單幀多突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，相比前代PON技術(shù)顯著降低了傳輸時(shí)延。
2.提升網(wǎng)絡(luò)容量：50G PON大幅提升了單纖接入的帶寬能力，相比10G PON提升5倍。
3.多代網(wǎng)絡(luò)共存：同時(shí)兼容GPON, 10G PON多代網(wǎng)絡(luò)共存，保障網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)。為了滿足50G PON對(duì)多代際共存的訴求，目標(biāo)的入算方案應(yīng)該為50G PON保留一個(gè)獨(dú)立的波長(zhǎng)通道。這里需要特別指出，波長(zhǎng)未收窄（1260-1360nm）的EPON ONU與50G PON ONU波長(zhǎng)（上行1286nm，下行波長(zhǎng)1342nm）沖突，應(yīng)規(guī)劃獨(dú)立的ODN網(wǎng)絡(luò)或者替換為收窄（1290-1330nm）ONU，避免低速EPON業(yè)務(wù)對(duì)50G PON算力業(yè)務(wù)的影響。
圖1 多代PON技術(shù)共存的目標(biāo)入算方案
4.優(yōu)化資源分配：利用先進(jìn)的調(diào)度算法和切片技術(shù)，50G PON能夠優(yōu)先處理對(duì)延遲敏感的應(yīng)用流量，確保這些關(guān)鍵業(yè)務(wù)得到及時(shí)響應(yīng)。
5.支持邊緣計(jì)算：結(jié)合邊緣計(jì)算技術(shù)，50G PON可以將計(jì)算資源部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣，靠近最終用戶或設(shè)備，從而減少數(shù)據(jù)處理和往返的時(shí)間，有效降低整體系統(tǒng)延遲。
場(chǎng)景落地：從家庭到園區(qū)的算力普惠
今年1月，工信部發(fā)布關(guān)于開(kāi)展萬(wàn)兆光網(wǎng)試點(diǎn)工作的通知，為50G PON的規(guī)�；渴鸢聪录铀冁I。其核心場(chǎng)景包括：
1.萬(wàn)兆小區(qū)
具備三代（GPON/XG(S)-PON/50G PON或EPON/10G EPON/50G PON）多模共存能力的50G PON接入端口覆蓋居民小區(qū)，可與現(xiàn)網(wǎng)各類接入技術(shù)兼容及平滑升級(jí)。在家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，協(xié)同部署FTTH/FTTR與第7代無(wú)線局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)超千兆能力真正通達(dá)用戶終端，保障面向萬(wàn)兆光網(wǎng)的寬帶用戶體驗(yàn)。小區(qū)內(nèi)部分用戶試點(diǎn)5000Mbps及以上家庭寬帶套餐，實(shí)測(cè)寬帶下行接入速率達(dá)標(biāo)，上行接入速率不低于1000Mbps。試點(diǎn)發(fā)展云存儲(chǔ)、云電腦、云游戲、超高清視頻、裸眼3D、基于光感的看家、康養(yǎng)等萬(wàn)兆光網(wǎng)業(yè)務(wù)。
圖2 萬(wàn)兆智慧家庭的高品質(zhì)入算方案
2.萬(wàn)兆工廠
50G PON接入端口覆蓋廠房、車間。基于萬(wàn)兆光網(wǎng)的大容量工業(yè)PON技術(shù)和工業(yè)光網(wǎng)技術(shù)在車間、生產(chǎn)線初步應(yīng)用，支撐確定性、低時(shí)延、高可靠業(yè)務(wù)應(yīng)用。第7代無(wú)線局域網(wǎng)覆蓋廠房、車間等區(qū)域，實(shí)現(xiàn)基于萬(wàn)兆光網(wǎng)連接的多類型接入終端應(yīng)用。推進(jìn)萬(wàn)兆光網(wǎng)和人工智能融合技術(shù)驗(yàn)證，試點(diǎn)在工業(yè)AOI（光學(xué)自動(dòng)質(zhì)檢）、生產(chǎn)和安全監(jiān)控等領(lǐng)域應(yīng)用。
圖3 中小企業(yè)的全光網(wǎng)絡(luò)入算方案
3.萬(wàn)兆園區(qū)
50G PON接入端口覆蓋園區(qū)內(nèi)生產(chǎn)、辦公、宿舍等區(qū)域，建設(shè)改造園區(qū)內(nèi)光分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，具備支撐萬(wàn)兆光網(wǎng)接入能力。驗(yàn)證面向萬(wàn)兆接入的FTTH/FTTR應(yīng)用解決方案，在辦公、管理、生產(chǎn)等場(chǎng)景試點(diǎn)應(yīng)用。第7代無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)覆蓋高密度辦公、物流倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)廠房等典型應(yīng)用場(chǎng)景。探索基于50G PON和FTTH/FTTR-B（企業(yè)FTTR）+第7代無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的校園組網(wǎng)方案，推進(jìn)在教室、圖書(shū)館、學(xué)生宿舍、科研實(shí)驗(yàn)等多種場(chǎng)景部署，實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)訓(xùn)、云教學(xué)、遠(yuǎn)程教育等應(yīng)用，支撐校園網(wǎng)絡(luò)大帶寬、高并發(fā)、低時(shí)延等需求。
通向算力泛在化的“光之橋梁”
50G PON不僅是帶寬的升級(jí)，更是算力網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”的重新定義。它通過(guò)超低時(shí)延、確定性和智能化的能力，使算力像水電一樣觸手可及。隨著萬(wàn)兆試點(diǎn)的深化，50G PON將與AI、邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)深度融合，最終推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)進(jìn)入“算網(wǎng)一體”的新紀(jì)元。
