차세대 광섬유 광대역 기술 - 50G PON

지난 기사(링크)에서 Xiao Zaojun은 ISDN, xDSL부터 10G PON까지 광대역 기술의 개발 역사를 소개했습니다.

오늘은 다가오는 차세대 광섬유 광대역 기술인 50G PON에 대해 이야기해 보겠습니다.

█ F5G 및 F5G-A

50G PON을 소개하기 전에 F5G 및 F5G-A에 대해 이야기하겠습니다. 2020년 2월 ETSI(유럽 전기통신 표준 협회)는 10G PON+FTTR, Wi-Fi 6, 200G 광전송/집합, OXC 등의 기술을 기반으로 한 고정 통신 네트워크 기술 시스템을 추진하고 이름을 F5G로 정했습니다. 5세대 고정 네트워크 통신 기술(The 5th Generation Fixnetworks)입니다. F5G는 유무선 통신업계의 '카피워크'를 5G로 옮긴 산물이다. 이는 세대 간 명명 방법을 단순화하고 마케팅 및 판촉을 촉진하기 위한 일부 기술을 패키지화합니다.

새로운 이름의 옛 기술

작년부터 통신업계 전체는 5G-5G-A를 기반으로 한 반세대 진화를 논의해왔습니다. 고정 네트워크 업계도 이에 따라 F5G의 작은 세대 간 진화로 F5G-A를 만들었습니다. 지난해 11월 ETSI는 F5G-A의 세대 간 표준과 핵심 기능을 명확하게 제시하는 'F5G Advanced Generation Definition'을 공식 발표했습니다. ETSI에 따르면 F5G-A는 기존 F5G의 세 가지 기능(eFBB, FFC, GRE)에 세 가지 새로운 기능(GAO, RRL, OSV)을 추가합니다. 아래 그림과 같이

F5G-A의 6가지 주요 기능

F5G-A는 10배의 대역폭, 10배의 광섬유 연결 밀도, 10배의 에너지 효율성, 69999999999999999999999999999999999999999999999999999999993-4만큼신뢰도와미터- 수준의 정확한 감지, 밀리초 미만의 대기 시간 및 L4 자율 네트워크 등 일련의 기능 개선을 통해 사용자의 광대역 액세스 요구 사항을 보다 잘 충족하고 "Fibre to Everywhere"를 더욱 실현할 수 있습니다.

F5G의 후속 출시 계획(ETSI)도 3GPP 출시 방식을 따릅니다.

█ 50G PON

F5G-A의 표준 진화는 매우 중요한 진화입니다. 50G PON은 이러한 진화를 가능하게 하는 핵심 기술입니다. 다음으로 50G PON 표준이 어떻게 탄생했는지 살펴보겠습니다. 이전 글에서는 현재의 기가비트 광대역 시대인 10G PON 시대에 대해 이야기했습니다. 10G는 PON 기술의 끝이 아닙니다. 이르면 2012년경 업계에서는 PON 기술이 더 높은 속도로 발전해야 한다는 데 동의했습니다. 당시에는 두 가지 진화 아이디어가 있었는데, 하나는 단일 파장 속도를 높이는 것이고, 다른 하나는 다중 파동 중첩을 사용하는 것이었습니다. IEEE(전기전자공학회)가 앞장섰습니다. 단일 광섬유에서 25G 다운링크와 10/25G 업링크를 구현하기 위해 NG-EPON을 개발했으며, 10G EPON과 호환된다. 25Gbps는 다파장 중첩 및 채널 결합 기술을 통해 50Gbps 또는 심지어 100Gbps 속도를 달성할 수 있습니다. 2015년 7월 IEEE는 IEEE 802.3ca라는 25G/50G/100G EPON 기술의 표준 공식을 출시했습니다. 나중에 100G가 너무 어렵다는 점을 고려하여 삭제하고 25G와 50G만 남게 되었습니다. FSAN(Full Service Access Network Alliance) 및 ITU-T(국제 전기 통신 연합 통신 표준국)를 살펴보세요. XG(S)-PON 표준이 제정된 후 FSAN은 40G 다운링크 및 ​​40G/10G를 달성하고자 NG-PON2(NG-PON1은 10G GPON 및 10G EPON을 포함한 이전 10G PON임)의 표준 연구를 신속하게 시작했습니다. 업링크. 당시 NG-PON2의 주류 대체 기술 솔루션에는 고속 TDMA-PON, TWDM-PON, OFDM-PON 및 WDM-PON이 포함되었습니다. 분석 및 비교를 거쳐 2012년 4월 FSAN은 NG-PON2의 구현 솔루션으로 TWDM-PON 기술을 채택하기로 결정했습니다. TWDM은 TDM+WDM, 시분할 다중화 + 파장 분할 다중화입니다. TWDM-PON은 4/8 파장 중첩 방식과 단일 파장 10G TDM을 채택하여 4×10Gbps 속도를 달성할 수 있습니다. 이 솔루션은 ITU-T에서 G.989.x 표준 시리즈로 공식화되었으며 2015년에 최종 완성되었습니다. 표준이 완성된 후 이 솔루션을 채택한 운영자는 거의 없습니다. 이러한 파장 중첩 방법은 조정 가능한 광학 장치의 비용이 높고 솔루션의 시스템 성숙도가 충분하지 않기 때문입니다. 나중에 고속 이더넷 산업 체인의 급속한 성숙과 대규모 적용으로 인해 N*10G의 오버레이 아키텍처는 점점 더 유망해졌습니다. 업계는 단파장 고속화 방향으로 발전하겠다는 의지를 점차 강화해 왔다. 즉, "TDM+WDM"이 아니라 "TDM"입니다. 싱글 웨이브라면 100G는 너무 어렵고, 25G의 개선은 눈에 띄지 않습니다(다시 업그레이드하는 데 시간이 오래 걸리지 않아 돈과 시간이 낭비됩니다). 따라서 최선의 선택은 물론 50G입니다. 2018년 2월, 중국 업계의 공동 제안에 따라 ITU-T SG15 Q2는 "G.HSP(G.Higher Speed ​​​​PON)"라는 단일 채널 50G TDM PON 시리즈 표준을 공식 출시했습니다. 계획 2025년에 상용화될 예정이다. 노키아가 25G에서 비교적 끈질긴 점은 언급할 만하다. ITU-T 프로젝트가 중단된 후 다른 프로젝트를 만들기 위해 달려갔고 2020년 10월 25G 대칭 PON 다중 소스 계약(25GS-PON MSA)을 체결했습니다. AT&T 등 대기업을 포함해 많은 기업이 합류했다. 50G PON으로 돌아가 보겠습니다. 50G PON 표준 프로젝트가 수립되었을 때 다음 표에 표시된 것처럼 주로 4개 부분이 포함되었습니다. 2021년 4월 23일 ITU-T SG15 총회에서 G.9804.1을 포함하여 50G PON 표준을 채택했습니다. Amd1(요구사항), G.9804.2(일반 프로토콜 계층), G.9804.3(물리적 계층 표준). 다세대 PON 기술의 공존을 지원하기 위해 ITU-T는 G.9805 표준도 수정했습니다. 함께, 다음 표와 같이: 지금의 표에 해당합니다. G.hsp.TWDMpmd/ G.9804.4는 다중 파장이며 중국과 관련이 없습니다. 2021년부터 2023년까지 50G PON 표준이 차례로 연구되고 개정되었습니다. 2023년 ITU-T SG15 총회에서는 G.9804.3 Amd.2를 채택하여 50G PON 국제 표준 시스템이 완성되었습니다. 이 기간 동안 다세대 공존 표준(G.9805)도 기본적으로 완성되어 다양한 세대가 50G-PON으로 원활하게 진화할 수 있는 표준 기반을 마련했습니다. (50G PON은 10G EPON의 호환성과 공존을 지원하므로 IEEE 경로와 ITU-T 경로의 통합에 도움이 되며 이는 산업 체인에 큰 이점이 됩니다. IEEE는 여전히 자체 이더넷 경로를 고수하기를 원하지만 "통합", 세계 최대 PON 시장으로서 중국 산업력의 의지를 침해하기 어려운 ITU-T 라인으로의 융합이 대세입니다) PON의 역량을 더욱 강화하기 위해 두 가지 표준이 진행 중입니다. 하나는 저지연을 위한 G.Sup.PONLatency이고, 다른 하나는 슬라이싱을 위한 G.Sup.PONSlicing입니다. 국내 산업 표준은 CCSA TC6가 제정을 담당합니다. 현재 50G PON 전체, 물리 계층, TC 계층 및 기타 일련의 산업 표준이 출시되었으며 테스트 표준이 확립되어 2024~2025년에 공식화될 예정입니다. / 50G 듀얼모드 산업 표준이 승인을 위해 제출되었으며, G/XG(S)/50G 3모드는 2024~2025년에 제정될 것으로 예상됩니다.

50G PON 국내 산업 표준

즉, 단일 파장 50G PON(50G TDM PON)에 대한 국제 표준 및 국내 산업 표준이 기본적으로 마련되어 산업 체인의 상류 및 하류가 완전히 홍보할 수 있는 여건을 조성합니다. 상업적 사용.

█ 50G PON의 애플리케이션 시나리오

50G PON은 10G 액세스 속도를 제공하므로 애플리케이션 시나리오가 무엇인지 확실히 묻습니다. 현재 50G PON 애플리케이션 시나리오에 대한 업계 정의는 여전히 가정용 광대역, 중소기업, 공원, 산업 및 기타 시나리오에 집중되어 있습니다. 가정용 광대역의 경우 주로 8K(이상) 초고화질 비디오, AR/VR/XR, 육안 3D 등의 요구 사항을 충족합니다. 일반적으로 단일 XR 장치의 연결 대역폭은 높지 않으며(약 380Mbps) 10G PON이면 충분합니다. 50G PON의 사용은 다중 동시성 요구 사항, 즉 여러 사람이 동시에 XR 장치를 사용하는 것을 목표로 합니다. 예를 들어 여러 가족 구성원이 XR 게임 상호 작용에 참여할 수 있습니다. 중소기업, 주로 클라우드 데스크톱 오피스, 화상 회의, 기업 클라우드 디스크 및 기타 목적을 위해 사용됩니다. 중국은 현재 디지털 분야에서 중소기업의 역량을 강화하기 위한 특별 조치를 추진하고 있으며, 50G PON은 중소기업의 디지털 전환 기반이 될 수 있습니다. 대기업, 병원, 학교, 공장, 항만 등 공원 현장 학교의 교실에는 수십 명의 학생이 있으며 여러 사람이 동시에 VR 교육을 사용하면 액세스 대역폭에 대한 수요가 발생합니다. 병원 현장은 더욱 복잡합니다. 전통적인 디지털 의료 기록 외에도 대규모 대역폭 네트워크에는 몇 가지 새로운 애플리케이션이 있습니다. 예: 이미지 보기, 디지털 읽기. 병원 영상 장비에는 다중 모드 영상, 중재 영상 등을 포함한 많은 양의 데이터가 있습니다. 50G PON과 같은 10G 광 네트워크를 통해 의료진이 데이터를 보고 전송할 수 있습니다. 운영자들은 이제 FTTR을 위해 열심히 노력하고 있습니다. 향후에는 액세스 대역폭이 증가함에 따라 점차 FTTD 단계에 진입할 수 있습니다. D는 Device(장치)를 의미하며, 광섬유가 사용자 단말(예: 데스크톱, 노트북, 가전제품 등)에 직접 연결되어 네트워크 케이블이 완전히 제거된다는 의미입니다. 그리고 산업 제조 시나리오가 있습니다. 이 시나리오는 주로 데이터 수집, 산업 제어, 자동화 및 인간-컴퓨터 상호 작용과 같은 세분화된 시나리오를 대상으로 하는 50G PON 개발의 현재 초점입니다. 이러한 세분화된 시나리오에는 네트워크 전송 지연과 보안 및 안정성에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 산업 분야에서 50G PON은 일상적인 사무실 네트워크에서 생산 관리 네트워크 및 생산 현장 네트워크, 그리고 궁극적으로 내부 기계 연결까지 광섬유를 더욱 발전시킬 수 있습니다. FTTR에서 FTTM으로의 변화를 가져올 것입니다. M은 기계, 즉 기계입니다. 방금 언급한 FTTD와 다소 유사합니다. 이제 모든 것에 대한 섬유인 FTTThing에 대한 이야기도 있습니다. 위 시나리오 외에도 5G 소형 기지국의 백홀 베어러로 50G PON을 사용하는 것도 옵션이 되었습니다(FTTCell, 기지국에 대한 광섬유). 1:64 분할 비율이 허용되면 8포트 50G PON 라인 카드는 512개의 5G 소형 기지국을 지원할 수 있습니다. 단일 포트가 40Gbps이고 각 5G 소형 기지국이 1Gbps라면 50G PON 단일 포트가 40개의 5G 소형 기지국의 백홀 요구 사항을 충족할 수 있다는 의미입니다. 건물의 일반적인 실내 커버리지에는 충분합니다.

█50G PON의 상용 진행

최근 몇 년간 국내 사업자들은 50G PON 기술에 대한 시범 작업을 진행했습니다. 2023년 3월 27일, China Telecom Research Institute는 Jiangsu Yongding Optoelectronics에서 업계 최초의 50G-PON 산업용 애플리케이션 파일럿을 완료하여 50G-PON/XG-PON 듀얼 모드 전광 기술 채택 및 50G-PON 검증에 앞장섰습니다. 산업용 AOI(자동 광학 검사, 자동 광학 검사) 품질 검사 및 공장 디지털 관리 비즈니스 시나리오. 2023년 11월, China Mobile은 장쑤성 난징의 기존 네트워크에서 세계 최초의 대칭형 50G PON 고정 모바일 액세스 애플리케이션 시연을 성공적으로 완료했습니다. China Unicom Beijing은 F5G-A 50G PON 혁신 애플리케이션 검증을 완료했습니다. 베이징텔레콤은 파일럿 프로젝트 검증을 완료했습니다. 2024년 3월, Shanghai Telecom은 세계 최초의 50G-PON 기반 '10G 클라우드 광대역 데모 커뮤니티'인 F5G-A 구축에 앞장서 10G 액세스 단말기를 온디맨드 방식으로 즉시 사용할 수 있도록 하고 3D 광 감지를 제공할 수 있으며, 3D/XR 클라우드 라이브 브로드캐스트 및 궁극적인 클라우드 상호 작용과 같은 일련의 애플리케이션입니다. 2024~2025년에는 50G PON이 상용화 초기 단계에 진입하게 됩니다. 예비 예측에 따르면 50G PON은 2027년쯤 대규모 상용화 단계에 진입할 것으로 예상된다. 2030년에는 정점에 이를 것이다. Omdia의 예측에 따르면 50G PON 포트 출하량은 2024년부터 2028년까지 연평균 200%의 복합 성장률을 유지하고 2028년에는 주류 광대역 기술이 될 것입니다. Dell'Oro 그룹은 또한 총 50G PON 장비 매출이 2023년부터 2027년까지 300만 달러 미만에서 15억 달러로 증가할 것으로 예측합니다. 그런데 B50G-PON(Super 50G PON)의 ITU-T 표준 G.VHSP.sup(VHSP=Very High Speed ​​​​PON) 인 차세대 50G-PON이 9 월에 승인되었습니다. 2022. 현재는 고도화 초기 단계에 있습니다.

█마지막 한마디

자, 위는 50G PON에 대한 기본 소개입니다. 50G PON(F5G-A) 개발은 사용자 요구와 불가분의 관계에 있습니다. 현재 50G PON은 5G와 마찬가지로 설득력 있는 핫 셀링 애플리케이션 시나리오가 부족한 것으로 보이며 매우 필요한 기술이라고 말할 수 없습니다. 5G와 비교했을 때 50G PON의 가장 큰 장점은 비용입니다. 비용은 10G PON보다 훨씬 높지만 5G보다는 훨씬 낮습니다. Wi-Fi 7과 결합함으로써 50G PON은 사용자에게 저비용, 고속, 저지연 인터넷 액세스 기능을 더 쉽게 제공할 수 있어 시장에서 더 쉽게 수용될 수 있습니다. 50G PON이 상승할 수 있는지 시간을 두고 알려주세요. 다음 호에서는 호환성 및 공존 솔루션, 파장 솔루션, 광모듈 기술 혁신 등 50G PON의 핵심 기술에 대해 이야기하겠습니다. 계속 지켜봐 주시기 바랍니다! 참고 자료: 1. "고속 PON 및 FTTR에 대한 국제 표준의 진전", Liu Dekun, Huawei 2. "50G-PON 기술 백서", ZTE; Park 애플리케이션 시나리오 백서", China China Unicom; 4. "50G-PON 기술 및 애플리케이션 백서", China Telecom; 5. "50G PON은 광대역 네트워크가 기가비트에서 10G로 이동하도록 지원합니다", Liu Qian, Academy of Information 및 통신 기술 6. "50G PON" 10기가비트 광 네트워크 개발을 위한 기반 구축", Zhang Dechao, China Mobile; 7. "50G PON 기술의 개발 및 진화에 대한 토론", Zhang Dezhi 통신 8. "50G-PON 핵심 기술 및 애플리케이션 요구 사항 분석", China Unicom 9. "50G PON, 10G 액세스의 새로운 장을 열다", Wu Ying, ZTE- T, IEEE 공식 웹사이트 및 관련 표준 문서. 이 글의 출처는 WeChat 공개 계정: Xian Zao Classroom(ID: xzclasscom), 작성자: Xiao Zaojun

위 내용은 차세대 광섬유 광대역 기술 - 50G PON의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!