網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳
掌上營(yíng)業(yè)廳
近期，多家運(yùn)營(yíng)商紛紛推出雙萬(wàn)兆光網(wǎng)套餐服務(wù)，并公布了其率先覆蓋的區(qū)域范圍，這一重大的技術(shù)飛躍極大地提升網(wǎng)絡(luò)的整體性能，更催生出一系列前所未有的新應(yīng)用。
如今，寬帶已深深融入我們的日常生活，成為不可或缺的一部分。那么，你還記得最初撥號(hào)上網(wǎng)的那個(gè)時(shí)代嗎？今天就讓我們回溯那股推動(dòng)時(shí)代不斷向前的核心動(dòng)力——寬帶技術(shù)，看看究竟經(jīng)歷了哪些翻天覆地的變革。
撥號(hào)上網(wǎng) 初識(shí)互聯(lián)網(wǎng)的“慢”生活
時(shí)間回到二十多年前，互聯(lián)網(wǎng)的種子剛剛在中國(guó)大地生根發(fā)芽，電腦還是個(gè)稀罕物件兒，網(wǎng)絡(luò)也遠(yuǎn)非如今這般觸手可及。人們?nèi)绻胍|及信息世界，需要通過(guò)一根電話(huà)線(xiàn)才可以。雖然那時(shí)的網(wǎng)速僅有56Kbps，實(shí)際使用僅有幾k的流量，但撥號(hào)連接這一技術(shù)方式卻是中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)蹣跚起步、探索前行的真實(shí)歷史印記。
除了電話(huà)線(xiàn)，當(dāng)時(shí)上網(wǎng)還需要通過(guò)一塊笨重的“貓”（Modem，調(diào)制解調(diào)器），將電話(huà)線(xiàn)插在“貓”上，設(shè)置賬號(hào)密碼之后，才能撥號(hào)上網(wǎng)。
那這個(gè)“貓”有什么用呢？因?yàn)殡娫?huà)線(xiàn)最初是設(shè)計(jì)用來(lái)傳輸音頻模擬信號(hào)的，不能直接傳輸數(shù)字信號(hào)?！柏垺币环矫姘裀C機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)調(diào)制成適合電話(huà)線(xiàn)路傳輸?shù)哪M音頻信號(hào)上行傳輸，另一方面把從電話(huà)線(xiàn)下行的模擬音頻信號(hào)解調(diào)成適合計(jì)算機(jī)接收的數(shù)字信號(hào)傳給家中的PC機(jī)。
所以當(dāng)時(shí)人們?cè)诩疑暇W(wǎng)時(shí)，座機(jī)是無(wú)法接通的。而且，撥號(hào)上網(wǎng)流量費(fèi)用并不便宜，和座機(jī)收費(fèi)價(jià)格差不多，是按分鐘計(jì)費(fèi)的。所以如果當(dāng)時(shí)每天都撥號(hào)上網(wǎng)，哪怕每天只用半天，每個(gè)月網(wǎng)費(fèi)都要千元以上！
后來(lái)，ISDN(Integrated Services Digital Network，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))在我國(guó)短暫地出現(xiàn)，它是早期的數(shù)字電話(huà)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它通過(guò)普通的銅纜傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)。雖然它可將網(wǎng)速小幅提升至128Kbps，卻依舊難以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的上網(wǎng)需求。
xDSL時(shí)代 速度與穩(wěn)定的雙重飛躍
正當(dāng)人們對(duì)網(wǎng)速的渴望達(dá)到頂點(diǎn)時(shí)，ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn))技術(shù)猶如一股清流，給人們帶來(lái)了前所未有的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。它是一種用于傳輸數(shù)字信號(hào)的技術(shù)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，使得它們可以通過(guò)現(xiàn)有的電話(huà)線(xiàn)路傳輸。ADSL技術(shù)允許在現(xiàn)有的銅線(xiàn)上實(shí)現(xiàn)更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，這使得電腦用戶(hù)能夠以更快的速度上網(wǎng)，從而迅速替代了ISDN。
通過(guò)頻分復(fù)用技術(shù)，ADSL技術(shù)將電話(huà)線(xiàn)路分為上行和下行兩個(gè)頻段，上行頻段用于傳輸用戶(hù)發(fā)送的數(shù)據(jù)，下行頻段用于傳輸互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù),不僅大幅提升了網(wǎng)絡(luò)速率，上網(wǎng)和電話(huà)同時(shí)進(jìn)行也不再?zèng)_突了。一般情況下，ADSL技術(shù)的上行速度為256Kbps-1Mbps，下行速度為1Mbps-24Mbps。
其接入技術(shù)非常便捷，用戶(hù)只需要在現(xiàn)有的電話(huà)線(xiàn)上安裝一個(gè)ADSL調(diào)制解調(diào)器，不需要進(jìn)行復(fù)雜的配置和安裝，就可以連接到互聯(lián)網(wǎng),由于ADSL使用的是成熟的電話(huà)線(xiàn)路技術(shù)，且ADSL信號(hào)在傳輸過(guò)程中受到的干擾較小，因此它能夠提供相對(duì)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。
同時(shí)，ADSL價(jià)格也更加低廉。ADSL業(yè)務(wù)上網(wǎng)資費(fèi)構(gòu)成為基本月租費(fèi)+信息費(fèi)，無(wú)需支付上網(wǎng)通信費(fèi)（即電話(huà)費(fèi)），上網(wǎng)不用再像從前一樣“爭(zhēng)分奪秒”。
此外，ADSL與其升級(jí)版ADSL2+及VDSL/VDSL2等xDSL技術(shù)。徹底改變了人們的上網(wǎng)方式，讓視頻、在線(xiàn)游戲、在線(xiàn)聊天成為可能。
光纖革命 從銅纜到光的華麗轉(zhuǎn)身
技術(shù)的腳步從未停歇，人們對(duì)速度的追求也永不止步。當(dāng)光纖以它那近乎零損耗的傳輸特性闖入人們的視野時(shí)，一場(chǎng)關(guān)于速度與容量的革命悄然拉開(kāi)序幕。
AON與PON
光纖入網(wǎng)是一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)架構(gòu)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中設(shè)備的不同，光纖接入網(wǎng)大致可以分為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON，passive optical network）和有源光網(wǎng)絡(luò)（AON，active optical network）兩種。這里的“無(wú)源” 指的是在光分配網(wǎng)絡(luò)中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器(Splitter)等無(wú)源器件組成。
早期，主要用的是有源光網(wǎng)絡(luò)（AON），主要采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PTP）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，每個(gè)用戶(hù)都有一個(gè)專(zhuān)用的光纖線(xiàn)路。AON依賴(lài)有源電子設(shè)備（如交換機(jī)、路由器、放大器）進(jìn)行信號(hào)放大和分配，通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接。早期應(yīng)用于長(zhǎng)途通信和核心網(wǎng)，后逐步延伸至接入網(wǎng)。然而，隨著寬帶用戶(hù)規(guī)模爆發(fā)式增長(zhǎng)，AON的局限性逐漸顯現(xiàn)：有源設(shè)備需獨(dú)立供電、配備專(zhuān)用機(jī)房，導(dǎo)致建設(shè)成本高昂；每新增一個(gè)用戶(hù)需鋪設(shè)獨(dú)立光纖或增設(shè)有源節(jié)點(diǎn)，資源利用率低下；電子器件易受電磁干擾，故障率居高不下。
舉個(gè)例子，運(yùn)營(yíng)商想給一個(gè)小區(qū)裝光纖，早期得給每棟樓甚至每層樓都裝設(shè)備，一根光纖只能服務(wù)幾個(gè)用戶(hù)，像“專(zhuān)車(chē)接送”一樣浪費(fèi)資源。更頭疼的是，這些電子設(shè)備怕雷擊、怕電磁干擾，動(dòng)不動(dòng)就出故障，修起來(lái)又費(fèi)錢(qián)又費(fèi)時(shí)。
技術(shù)突破的轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的誕生。PON的核心創(chuàng)新在于用無(wú)源分光器替代了所有中間有源設(shè)備，通過(guò)物理分光實(shí)現(xiàn)信號(hào)分配。它就像“光學(xué)三棱鏡”——把一根光纖傳來(lái)的光信號(hào)，按比例分成多路，分別送到不同用戶(hù)家。比如，一個(gè)分光器可以把1根光纖的信號(hào)分成32份，同時(shí)服務(wù)32戶(hù)人家，就像“拼車(chē)”一樣高效。
PON 具有帶寬大、可擴(kuò)展性好、節(jié)省主干光纖、免維護(hù)和電耗低、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)。它為用戶(hù)提供了高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，促進(jìn)了數(shù)字化社會(huì)的發(fā)展。
PON 的種類(lèi)豐富多樣，并且可以根據(jù)不同的需求形成多種組網(wǎng)形態(tài)，其中 FTTx 系列就是典型的代表?！咀ⅲ篎TTx 是指光纖到 x，x 可以是 H（家庭）、O（辦公室）、B（大樓）、Cab（交接箱）等，是一種基于光纖的寬帶接入技術(shù)。FTTx 可以根據(jù)不同的需求和場(chǎng)景，形成多種組網(wǎng)形態(tài)】
EPON與GPON
PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，已形成多種各具特色的技術(shù)類(lèi)型，主要可分為APON、BPON、EPON 和 GPON四類(lèi)，它們?cè)诩夹g(shù)基礎(chǔ)、帶寬能力及應(yīng)用場(chǎng)景上各有差異。
APON是最早出現(xiàn)的PON技術(shù)，基于復(fù)雜的ATM（異步傳輸模式）構(gòu)建，能提供穩(wěn)定的帶寬和服務(wù)質(zhì)量保障，但因ATM 技術(shù)本身成本高、協(xié)議繁瑣，逐漸被更簡(jiǎn)單的方案取代。
BPON 作為 APON 的升級(jí)版，優(yōu)化了帶寬和性能，支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻多業(yè)務(wù)融合，但設(shè)備成本仍居高不下，限制了大規(guī)模普及。
2001年，IEEE發(fā)布802.3ah標(biāo)準(zhǔn)，確立了EPON（基于以太網(wǎng)的PON，就是你家路由器用的那種）技術(shù)框架，下行速率1.25Gbps，與現(xiàn)有以太網(wǎng)設(shè)備無(wú)縫兼容，完美兼容 IP 電話(huà)、IPTV 等常見(jiàn)業(yè)務(wù)，成為家庭寬帶的首選方案，現(xiàn)在，你家用的光纖寬帶，大概率就是 EPON 在默默工作！
2004年，GPON（吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)）由國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU-T）制定標(biāo)準(zhǔn)（G.984系列），支持2.5Gbps下行、1.25Gbps上行帶寬，傳輸效率更高，且標(biāo)準(zhǔn)性更強(qiáng)（例如，對(duì)服務(wù)等級(jí)、安全管理等有更嚴(yán)格的規(guī)定），逐漸成為全球主流技術(shù)。雖設(shè)備成本略高于 EPON，但通過(guò)大規(guī)模共享可顯著降低單用戶(hù)成本，廣泛用于企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)、智慧城市等高要求場(chǎng)景，還支持VR直播、遠(yuǎn)程手術(shù)、8K視頻，連“元宇宙”都能hold?。?/p>
可以說(shuō)目前運(yùn)用最廣泛的就是EPON 和GPON技術(shù)，也各有利弊。
10G-PON
EPON和GPON，都是1Gbps這個(gè)級(jí)別的PON。
2010年后，4K/8K超高清視頻、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)興起，單用戶(hù)帶寬需求從幾十Mbps飆升至數(shù)百M(fèi)bps。例如，一部4K電影的碼率可達(dá)50Mbps，如果家庭中有多個(gè)設(shè)備同時(shí)觀看，EPON的帶寬就會(huì)顯得捉襟見(jiàn)肘。此外，企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)、5G基站回傳等場(chǎng)景對(duì)上行帶寬的要求也越來(lái)越高，而EPON的1Gbps上行已難以滿(mǎn)足需求。
為了解決EPON的帶寬瓶頸，IEEE標(biāo)準(zhǔn)化組織在2006年啟動(dòng)了10G EPON的研究，并于2009年正式發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)（IEEE 802.3av）。這一標(biāo)準(zhǔn)的核心目標(biāo)是將下行帶寬提升至10Gbps，并同時(shí)提供兩種上行模式，其一為非對(duì)稱(chēng)模式：下行10Gbps，上行1Gbps（兼容現(xiàn)有EPON上行，保護(hù)運(yùn)營(yíng)商投資）；其二為對(duì)稱(chēng)模式：上下行均10Gbps（滿(mǎn)足企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)等高上行需求）。而10G EPON并非簡(jiǎn)單地將帶寬提升10倍，而是通過(guò)多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了性能與成本的平衡。
隨著帶寬需求的增長(zhǎng)，GPON也開(kāi)啟了“10G升級(jí)”之路。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU-T）將其分為兩個(gè)階段：
① XG-PON（非對(duì)稱(chēng)10G GPON）：下行9.953Gbps，上行2.488Gbps，波長(zhǎng)與GPON錯(cuò)開(kāi)（下行1577nm，上行1270nm），支持與GPON共存。
② XGS-PON（對(duì)稱(chēng)10G GPON）：上下行均9.953Gbps，波長(zhǎng)與XG-PON相同，通過(guò)時(shí)分復(fù)用實(shí)現(xiàn)多ONU接入，滿(mǎn)足企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)等對(duì)稱(chēng)帶寬需求。
目前，全球有超過(guò)25家運(yùn)營(yíng)商（如中國(guó)電信、英國(guó)電信）已開(kāi)展XG-PON1測(cè)試或商用，XGS-PON則成為企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)的主流選擇。截至2024年11月，我國(guó)10G-PON端口占比已高達(dá)65.5%，已進(jìn)入“千兆普及，萬(wàn)兆啟航”的發(fā)展階段。
50G-PON
如果說(shuō)之前的每一次升級(jí)都是量的積累，那么50G-PON的出現(xiàn)，無(wú)疑是寬帶技術(shù)的一次質(zhì)變。
50G-PON是ITU-T定義的下一代PON技術(shù)，支持泛在萬(wàn)兆全光接入。50G-PON帶來(lái)的不僅僅是帶寬的提升，還能讓時(shí)延降低 90%，提升10倍的可靠性，為千行百業(yè)帶來(lái)全新確定性極致體驗(yàn)。它通過(guò)單根光纖，實(shí)現(xiàn)了50Gbps甚至100Gbps的驚人速度。相當(dāng)于將傳統(tǒng)千兆寬帶的“高速公路”拓寬為“50車(chē)道超高速路”，用戶(hù)將可以在家中體驗(yàn)到裸眼3D顯示、自由視角觀影及直播、極速云存儲(chǔ)（NAS）和極速云游戲等數(shù)字服務(wù)，企業(yè)通過(guò)50G-PON可以實(shí)現(xiàn)Wi-Fi 7回傳，滿(mǎn)足如混合現(xiàn)實(shí)（MR）等新型終端并發(fā)使用和無(wú)障礙在線(xiàn)協(xié)作，隨時(shí)調(diào)用云端渲染等邊緣算力服務(wù)。
50G-PON不僅將帶寬提升至50Gbps，更通過(guò)“波分復(fù)用”“智能調(diào)度”等技術(shù)，讓單根光纖可同時(shí)服務(wù)64戶(hù)以上用戶(hù)，且支持與舊設(shè)備兼容，大幅降低升級(jí)成本。
目前，50G-PON已從實(shí)驗(yàn)室走向現(xiàn)實(shí)：在上海，電信用戶(hù)通過(guò)“50G-PON+FTTR（光纖到房間）”組合，實(shí)現(xiàn)全屋萬(wàn)兆無(wú)死角覆蓋，8K視頻拖動(dòng)無(wú)卡頓；在雄安新區(qū)的工廠里，它承載著工業(yè)視頻質(zhì)檢的高清數(shù)據(jù)流，確保生產(chǎn)線(xiàn)零誤差；在南京的5G融合小區(qū)，單PON口直接回傳32路5G基站信號(hào)，節(jié)省70%光纖資源。這些案例證明，50G-PON不僅是家庭寬帶的“升級(jí)版”，更是企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)、智慧城市、5G垂直行業(yè)的“基礎(chǔ)底座”。
隨著國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU-T）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的落地和產(chǎn)業(yè)鏈成熟，50G-PON設(shè)備成本正快速下降。未來(lái)，它有望與Wi-Fi 7、AI邊緣計(jì)算等技術(shù)深度融合，構(gòu)建“全光萬(wàn)兆”生態(tài)圈——從家庭娛樂(lè)到智能制造，從遠(yuǎn)程醫(yī)療到元宇宙交互，讓“光速”真正融入每一個(gè)生活細(xì)節(jié)，開(kāi)啟一個(gè)“萬(wàn)物極速互聯(lián)”的新時(shí)代。
從開(kāi)始的“涓涓細(xì)流”到如今“光聯(lián)萬(wàn)物”，寬帶技術(shù)正以前所未有的速度改變著我們的世界。而這一切的背后，是人們對(duì)技術(shù)極限的不懈追求和對(duì)未來(lái)生活的美好憧憬。
相信未來(lái)，無(wú)論是追劇、游戲還是工作、學(xué)習(xí)，都將因?qū)拵Ъ夹g(shù)的不斷進(jìn)步而變得更加豐富多彩！
參考資料：
1、鮮棗課堂：《寬帶上網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)史》；
2、中國(guó)科普博覽：《ISDN--“一線(xiàn)通”》《撥號(hào)上網(wǎng)--快貓加鞭》；
3、人民網(wǎng)：《中國(guó)電信完成全球首個(gè)50G-PON現(xiàn)網(wǎng)覆蓋 率先啟動(dòng)上海雙萬(wàn)兆城市建設(shè)》。
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