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Omdia发布《50G PON与万兆泛在网络的兴起》白皮书

发布时间:2024-10-19 13:22人气:

  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。

  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。和记官网

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