全球寬帶接入光纖化加速，中國引領千兆新階段

  過去10年，全球固定寬帶用戶規模增長了10倍，由2011年的0.77億增至2020年的7.33億，其中FTTx用戶占比由2011年的13.2%增至2020年的58.6%(源自Omdia 2020年數據)。“寬帶中國”戰略實施以來，我國光纖寬帶接入實現超越發展，建成全球規模第一的光纖寬帶網絡，工業和信息化部2021年4月數據顯示：我國固定寬帶接入用戶突破5億，其中FTTH/O用戶占比達94%，百兆普及率約91%。光纖寬帶接入網絡和水、電、煤氣一樣，成為人們生活不可或缺的基礎設施。我國從銅線接入的追隨者躍升為光纖接入的領導者。

  固定寬帶接入的光纖化和基礎設施化有力支撐了社會發展，并積極促進經濟增長。根據Omdia2020年全球光纖發展報告，家庭寬帶滲透率每增加10%，促進GDP增長0.25%~1.5%，接入速率翻番則再增長0.3%。我國寬帶接入大提速的同時大降費，中國信通院《中國寬帶發展白皮書(2020年)》指出，我國家庭用戶月均寬帶支出較6年前下降35%以上，中小企業寬帶和專線平均資費較2年分別下降近37%和29%，總體保持全球較低資費水平。

  2021年3月，工業和信息化部發布“雙千兆”網絡協同發展行動計劃(2021—2023年)，按下了接入千兆化和寬帶網絡升級的加速鍵，明確2023年實現城市家庭千兆光纖網絡覆蓋率超過80%，10G PON端口占比達到25%，500Mbps及以上用戶占比達到25%;并提出“雙百”目標，即建成100個千兆城市，打造100個千兆行業虛擬專網標桿工程。當前我國500Mbps及以上用戶規模已超過一千萬。

  2020年2月，ETSI(歐洲電信標準協會)發起成立了面向固網的F5G研究組織和標準體系，致力于研究固定寬帶網絡的代際演進和長期發展。F5G提出從全光連接FFC(Full-Fibre connection)、增強型固定寬帶eFBB(Enhanced Fixed Broadband) 、可保證與可靠體驗GRE(Guaranteed Reliable Experience)三個應用場景定義第五代固定網絡，圍繞10G PON和Wi-Fi 6等核心技術升級應用，推動從光纖到戶邁向光聯萬物。F5G目前有包括中興通訊在內的64家會員參與，“中國籍”會員是F5G最為核心和活躍的成員。

  深入家庭光纖化，構筑數字家庭堅實底座

  實現千兆價值，僅千兆光纖到戶是遠遠不夠的，最終目標是保證用戶使用4K/8K視頻、云VR、智慧家庭等千兆業務時的真實體驗。家庭網絡是實現千兆體驗和千兆價值的關鍵。

  當前，家庭網絡還存在諸多瓶頸。如90%以上存量的百兆和老舊光貓亟需升級換代;Wi-Fi路由器向Wi-Fi 5、Wi-Fi 6迭代速度快，而80%家庭網關發貨仍為Wi-Fi 4，僅支百兆速率，可能成為Wi-Fi瓶頸;家庭網絡中很大比例為四芯5類線，僅支持100Mbps以下速率，且根據市場抽查結果，市場上超50%的網線質量不合格，某運營商省份調研數據顯示，一半的家庭內部網線可傳輸速率低于200Mbps;此外，還普遍存在房間內無布線和部署難、設備布放位置不佳、忙時受鄰居同頻設備干擾嚴重等問題。

  針對以上問題，中興通訊推出家庭全光纖布線組網HOL(Home Optical LAN)方案，該方案是構建未來家庭網絡的最佳選擇。光纖到家變成光纖在家，通過暗管/空管穿纖、微型線槽、隱形光纜等工程方案將光纖鋪設到每一個房間，配合10G PON和Wi-Fi 6全光家庭網關和Wi-Fi 6光路由器的Mesh化部署，實現1小時施工，20年使用。目前中興通訊HOL全屋光纖組網方案已成熟商用，HOL產品已迭代至第二代，在20省市開展試點，并助力運營商發布三千兆融合套餐產品。

  PON+技術創新和能力增強，筑基行業和園區數字化

  追根溯源，PON技術之所以能在家庭寬帶場景取得巨大成功，和其技術特點密不可分。基于光纖介質的光通信技術在傳輸距離、帶寬速率、系統容量、交換能力、單位能耗、環境適應性和抗電磁干擾等各方面具備優越性和長期潛力。而PON技術是光通信技術體系和ITU-T標準體系的重要一員，具備“光的基因”，同時適應“以太”環境，并借助無源、P2MP拓撲等差異化特性脫穎而出，成為光接入網的代名詞。

  面向行業和園區場景應用，PON仍然具備綜合優勢。首先，組網架構簡單，光纖和波長占用少，具備多業務融合接入能力;第二，具備資源覆蓋廣泛、靈活快捷、抗電磁干擾性、高低溫適應性，防水防爆、穩定可靠、綠色節能等工程部署優勢;第三，具備易用易維優勢，開通和運維系統化自動化程度高;第四，經過十多年大規模成熟商用積累，具有專業人力資源和經驗技能優勢;第五，我國的PON產業已做到全球領先和自主可控。

  工信部“雙千兆”網絡協同發展行動計劃(2021—2023年)提出打造100個千兆行業虛擬專網標桿工程，鼓勵基礎電信企業結合行業需求，在工業、交通、電網、教育、醫療、港口、應急公共服務等典型行業開展千兆虛擬專網建設。

  面向行業和園區應用，PON技術也面臨更高能力挑戰。首先是確定性低時延要求：行業VR應用、工業操控、機器視覺、5G小基站及基于云的實時強交互業務應用相比傳統上網等業務要求時延降至1/10，從原100ms級降低至10ms級，并且要求高精度時鐘傳遞、高同步性和低抖動，即確定性要求;第二是安全可靠性要求：和互聯網寬帶接入場景不同，在專線專網場景普遍要求冗余組網保護、業務隔離專屬保障及業務和數據不出園區的本地化處理。

  為此，中興通訊提出PON+理念，對F5G標準體系進行全面具體的詮釋，并且進行系統化的技術創新，實現覆蓋、確定低時延、算力、安全可靠性和虛擬化等能力的全面增強(見圖1)。

圖1 PON+，F5G技術創新和能力增強

  - PON+覆蓋增強

  10G PON+HOL+Wi-Fi 6 Mesh增強家庭覆蓋;POL無源光局域網和ODN預端接增強行業和園區覆蓋;室外一體化OLT和PRU(PON Remote Unit)增強不確定性和碎片化覆蓋。

  - PON+低時延增強

  中興通訊首創低時延PON，通過對PON標準機制的改進，實現1:32分光比20km上行最大時延穩定降低80%+;并進一步通過在TDM PON網絡中引入WDM技術提供確定極致低時延。Wi-Fi 6 Smart QoS優化Wi-Fi時延，實測游戲時延降低70%;Mesh ZSR算法優化實現Wi-Fi漫游切換的穩、準、快。

  - PON+算力增強

  中興通訊首創OLT內置輕量級刀片，具備通用開放能力，采用X86和NP算網一體架構，實現接入+路由+計算3合1功能，具備L3路由組網和本地分流能力;可靈活快捷部署，提升空間供電利用。圍繞業務質量和用戶體驗提升，已實現OLT內置CDN，視頻內容下沉;OLT內置MEC，本地化應用加速;OLT內置A-SA(Access service Analysis)接入業務質差分析和主動運維等應用。

  - PON+安全可靠性增強

  方案提供ERPS、Type D及手拉手組網保護和全冗余能力。內生的鏈路層密鑰和加密機制，上行瞬時獨享的時隙分配機制，及設備注冊認證機制等;提供自主研發芯片、自主品牌光模塊、軟件系統等，確保底層安全。

  - PON+虛擬化增強

  順應網絡SDN/NFV演進和云網融合發展趨勢，增強PaaS、Netconf/Yang、Slice、Telemetry等能力。

  F5G應用實踐

  中興通訊不僅大力倡導PON+技術能力筑路F5G，同時也在積極踐行F5G的商業成功之路，全面參與全光社區、全光園區、全光校園、全光工廠等建設。目前中興通訊的全光接入方案已有企業園區、高校、普教、醫院、政務、智造等500多個成功應用案例。

  低時延PON在蘇州現網固移融合及小基站接入場景成功驗證;OLT一網多用在銀川探索“全光智慧社區”基礎網絡建設新路，該項目工程綜合造價降低75%，OLT端口利用率提升9%;OLT內置Access CDN幫助舟山海島用戶改善視頻體驗;POL+OLT內置MEC幫助中通客車構建固移融合的智能網聯公交和5G無人遠程駕駛園區，UPF本地化分流80%，自動駕駛輔助，時延降低90%+，車路協同，高清地圖實時同步;PON+Wi-Fi覆蓋增強在重慶構建有線無線一網通校園網，一纖一機多戶，統一賬號認證漫游，并助力廣西、安徽、山西等多地智慧教育;工業PON和POL幫助“堅強電網”和“智能工廠”構建新型的企業內部和生產現場基礎網絡。

  中興通訊持續深入思考PON+ToB的競爭優勢和商業模式。首先，我們建議發揮PON相比以太網的技術工程優勢，加快傳統的企業以太網絡向新型的POL全光局域網升級演進。相比以太網，PON產業自主能力更強，技術門檻更高，合作生態更集聚，商業鏈條更短。其次，建議參考家庭千兆全融合業務模式，打造面向企業的城域/廣域專線+5G+POL雙專網+云和MEC的全融合網絡和全融合業務模式。

  展望未來，我們堅信光纖接入將更加基礎設施化。我們愿攜手運營商，以光聯百業為愿景，構筑全社會數字經濟的F5G底座，將PON的成功延續到下一個10年。