ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีต่างๆ เช่น 5G, cloud computing และ AI เครือข่ายการเข้าถึงด้วยแสงจึงเร่งการพัฒนาไปสู่แบนด์วิธที่สูงขึ้นและเวลาแฝงที่ต่ำลง 50G PON ในฐานะเทคโนโลยี PON รุ่นต่อไป ได้กลายเป็นจุดสนใจของอุตสาหกรรม ปัจจุบัน ผู้ให้บริการยังมี EPON และ 10G EPON จำนวนมากในเครือข่ายที่มีอยู่ การเพิ่มประสิทธิภาพการลงทุนในขณะที่อัปเกรดเครือข่ายและการบรรลุการอยู่ร่วมกันของ EPON, 10G EPON และ 50G PON ได้กลายเป็นความท้าทายครั้งใหญ่ในการพัฒนาเทคโนโลยีนี้

1. การขัดแย้งของความยาวคลื่น: ความท้าทายหลักของการพัฒนา EPON
ช่วงความยาวคลื่นต้นน้ำของ EPON กว้างถึง 100nm (1260nm ถึง 1360nm) อย่างไรก็ตาม ความยาวคลื่นต้นน้ำและปลายน้ำ 50G PON ที่กำหนดโดย ITU-T คือ 1286nm และ 1342nm ตามลำดับ ซึ่งทับซ้อนกับแถบต้นน้ำของ EPON อย่างสมบูรณ์ (ดังแสดงในรูปที่ 1)

การขัดแย้งของความยาวคลื่นนี้ทำให้การอยู่ร่วมกันของ PON สามรุ่นเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่ง ตั้งแต่การกำหนดมาตรฐานไปจนถึงการนำไปใช้ในอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมได้เสนอโซลูชันหลักสามประการ:

1. การเกษียณอายุเครือข่าย EPON, การอยู่ร่วมกันของ 10G EPON และ 50G PON (Gen 2)

ในช่วงแรกของการกำหนดมาตรฐาน 50G PON ในปี 2018 อุตสาหกรรมตระหนักดีว่า EPON แบบบรอดแบนด์เป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาเครือข่าย PON ในอนาคต ด้วยการเกษียณอายุของ EPON อย่างค่อยเป็นค่อยไป การอยู่ร่วมกันของ 10G EPON และ 50G PON Gen 2 จึงกลายเป็นโซลูชันที่ต้องการ

ข้อดี:
- การกำหนดมาตรฐาน: มาตรฐาน 50G PON เข้ากันได้กับ 10G EPON และห่วงโซ่อุตสาหกรรมมีความสมบูรณ์
- การลดความซับซ้อนของเครือข่าย: หลีกเลี่ยงความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการอยู่ร่วมกันของสามรุ่นและลดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา
- การปรับปรุงประสิทธิภาพ: หลังจากเกษียณอายุ EPON แล้ว แบนด์วิธของเครือข่ายและประสิทธิภาพเวลาแฝงสามารถปรับให้เหมาะสมได้อย่างมากเพื่อตอบสนองความต้องการของยุค AI

ปัจจุบัน ผู้ให้บริการ เช่น China Mobile ได้เริ่มส่งเสริมการเกษียณอายุของ EPON โดยค่อยๆ อัปเกรดความสามารถของเครือข่ายเพื่อให้สอดคล้องกับ GPON ในภูมิภาค และสร้างเครือข่ายการเข้าถึงที่มีการแข่งขันสูงขึ้น

2. EPON รวมเข้ากับแบนด์แคบ ทำให้เกิดการอยู่ร่วมกันสามรุ่น

หลังจากเปิดตัว 10G EPON เชิงพาณิชย์ในปี 2017 เนื่องจากต้นทุนเลเซอร์ DFB ลดลง ผู้ให้บริการจึงนำมาตรฐานองค์กรมาใช้เพื่อจำกัดความยาวคลื่นต้นน้ำของ EPON ให้แคบลงเป็น 1290nm-1330nm และความยาวคลื่นต้นน้ำ 1G ที่ไม่สมมาตรของ 10G EPON เป็น 1260nm-1280nm การปรับเปลี่ยนนี้วางรากฐานสำหรับการอยู่ร่วมกันของ 50G PON

ในปี 2022 50G PON ได้กำหนดความยาวคลื่นต้นน้ำ 1286nm ใหม่ ด้วยการปรับใช้ EPON แบบแบนด์แคบ การอยู่ร่วมกันของ EPON, 10G EPON และ 50G PON จะเป็นไปได้

ข้อดี:
- การพัฒนาที่ราบรื่น: รักษาผู้ใช้ EPON ที่มีอยู่และหลีกเลี่ยงการปิดเครือข่ายโดยบังคับ
- การรวมมาตรฐาน: ความยาวคลื่น ITU และ IEEE PON มาบรรจบกัน ส่งผลให้ห่วงโซ่อุตสาหกรรมมีประสิทธิภาพมากขึ้น
- อย่างไรก็ตาม การนำ EPON แบบแบนด์แคบมาใช้อย่างแพร่หลายจะต้องใช้เวลา และการเกษียณอายุอุปกรณ์ EPON แบบบรอดแบนด์ต้องมีการลงทุนอย่างต่อเนื่องจากผู้ให้บริการ

3. ความยาวคลื่น 50G EPON ที่กำหนดอย่างอิสระและการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาลิงก์อัพ
เมื่อเร็วๆ นี้ อุตสาหกรรมได้เสนอให้กำหนดความยาวคลื่น 50G EPON อย่างอิสระ (เช่น 136x nm) และใช้การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาเพื่อให้เกิดการอยู่ร่วมกันของสามรุ่น (ดังแสดงในรูปที่ 2)

อย่างไรก็ตาม โซลูชันนี้ต้องเผชิญกับข้อจำกัดทางเทคนิคหลายประการ:
- การลดทอนไฟเบอร์: 136x nm อยู่ที่ขอบของจุดสูงสุดของน้ำ ส่งผลให้เกิดการลดทอนที่สูงและไม่เสถียร
- ข้อจำกัดการกระจาย: การกระจายความถี่สูงทำให้สัญญาณเสื่อมลง ทำให้ยากต่อการรองรับการส่งสัญญาณ 50G NRZ
- ประสิทธิภาพและเวลาแฝง: PON สามรุ่นใช้ช่องเวลาต้นน้ำร่วมกัน และพรีแอมเบิล (ไมโครวินาที) ที่ยาวนานของ EPON/10G EPON ช่วยลดประสิทธิภาพแบนด์วิธของ 50G PON อย่างมากและเพิ่มเวลาแฝง
- ต้นทุนห่วงโซ่อุตสาหกรรม: อุปกรณ์ออปติคัล 136x nm ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้กับห่วงโซ่อุตสาหกรรม GPON ส่งผลให้ต้นทุนสูง

ข้อเสีย:
- ความเป็นไปได้ทางเทคนิคต่ำและการเสียสละประสิทธิภาพอย่างมาก
- การแบ่งมาตรฐานระหว่าง IEEE PON และ ITU PON อย่างต่อเนื่องขัดขวางการรวมตัวของห่วงโซ่อุตสาหกรรม
- การลดความสามารถในการแข่งขันของเครือข่ายทำให้ยากต่อการตอบสนองความต้องการบริการในอนาคต

II. ประสบการณ์ในอดีต: บทเรียนจากการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา
ในยุคของการอยู่ร่วมกันระหว่าง 10G EPON และ EPON การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาลิงก์อัพ (TDM) ได้เปิดเผยข้อบกพร่องที่สำคัญ: เวลาแฝงสูงและการใช้แบนด์วิธต่ำ ทำให้ IEEE PON เสียเปรียบในการแข่งขันกับ ITU PON หากยังคงใช้ TDM ในยุค 50G ปัญหาเหล่านี้จะทวีความรุนแรงยิ่งขึ้น ทำให้เครือข่ายไม่สามารถรองรับบริการใหม่ๆ เช่น 4K/8K, XR และ AI ได้

III. บทสรุป: การเกษียณอายุ EPON เป็นเส้นทางการพัฒนาที่ดีที่สุด
จากมุมมองอุตสาหกรรมในระยะยาว การเกษียณอายุ EPON และการอยู่ร่วมกันของ 10G EPON และ 50G PON (รุ่นที่สอง) เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด เส้นทางนี้สามารถ:
- บรรเทาความเสี่ยงทางเทคนิค: หลีกเลี่ยงการขัดแย้งของความยาวคลื่นและข้อเสียด้านประสิทธิภาพของการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา
- เพิ่มขีดความสามารถของเครือข่าย: รวมมาตรฐาน PON ลดความซับซ้อนของการดำเนินงานและการบำรุงรักษา และลดต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ
- เพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขัน: ปูทางสำหรับการพัฒนา 50G PON ไปสู่เทคโนโลยี PON รุ่นต่อไปในอนาคต

ในทางกลับกัน การเลือกโซลูชันการอยู่ร่วมกันแบบแบ่งเวลา 50G EPON จะนำไปสู่การแบ่งส่วนมาตรฐาน ความซ้ำซ้อนของห่วงโซ่อุตสาหกรรม และประสิทธิภาพของเครือข่ายที่ลดลง ซึ่งท้ายที่สุดจะทำให้เครือข่ายที่ปรับใช้น้อยลงในด้านเทคโนโลยี

IV. การเรียกร้องของอุตสาหกรรม: ร่วมมือกันเพื่อส่งเสริมการเกษียณอายุ EPON
เราขอแนะนำให้ผู้ให้บริการ ผู้จำหน่ายอุปกรณ์ และองค์กรมาตรฐานร่วมมือกันเพื่อเร่งการเกษียณอายุ EPON:
- พัฒนาแผนการโยกย้าย: ส่งเสริมการโยกย้ายผู้ใช้ไปยัง 10G EPON ผ่านสิ่งจูงใจด้านนโยบายหรือการเปลี่ยนเทคโนโลยี
- รวมมาตรฐานทางเทคนิค: ส่งเสริมความร่วมมือเพิ่มเติมระหว่าง IEEE และ ITU ในการวางแผนความยาวคลื่น
- เพิ่มประสิทธิภาพห่วงโซ่อุตสาหกรรม: มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาโมดูลออปติคัลและชิปที่ช่วยให้ 10G EPON และ 50G PON อยู่ร่วมกันได้เพื่อลดต้นทุน

ในยุคของ AI และพลังการประมวลผล แบนด์วิธของเครือข่ายการเข้าถึงและความสามารถในการแฝงจะกลายเป็นข้อได้เปรียบในการแข่งขันหลักของโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ การเลือกเส้นทางการพัฒนาที่ถูกต้องจะช่วยให้ผู้ให้บริการประสบความสำเร็จในทศวรรษหน้า