近期，多家(jia)運營商紛紛推出(chu)雙(shuang)萬兆光網套餐服務，并公(gong)布了(le)其率先覆蓋的區域范(fan)圍，這一重大的技術(shu)飛躍極(ji)大地提升(sheng)網絡(luo)的整體性能，更催生出(chu)一系列前所(suo)未有的新應用。

如今，寬帶已深深融入(ru)我(wo)們的(de)(de)日常生活，成(cheng)為不可或(huo)缺的(de)(de)一部分(fen)。那(nei)么，你還記得(de)最初撥號上網的(de)(de)那(nei)個時代嗎？今天就讓(rang)我(wo)們回溯那(nei)股推動時代不斷(duan)向(xiang)前(qian)的(de)(de)核心動力——寬帶技術，看看究竟經(jing)歷(li)了哪些翻天覆地的(de)(de)變革。

撥號上網 初識互聯網的“慢”生活

時間(jian)回到二十多年(nian)前(qian)，互聯網(wang)的種子剛剛在中國大地生根(gen)發芽，電(dian)腦還(huan)是個稀罕物件兒，網(wang)絡也(ye)遠(yuan)非(fei)如今這般觸(chu)手可(ke)及。人們如果想要觸(chu)及信息世(shi)界，需要通過一(yi)根(gen)電(dian)話線才可(ke)以。雖然那(nei)時的網(wang)速僅(jin)有(you)56Kbps，實際使(shi)用僅(jin)有(you)幾k的流(liu)量，但撥號連接這一(yi)技術(shu)方式卻是中國互聯網(wang)蹣跚起步(bu)、探索前(qian)行的真實歷史印(yin)記。

除(chu)了電話線(xian)，當時上(shang)網還需(xu)要通過(guo)一塊笨重(zhong)的“貓(mao)”（Modem，調制解調器），將電話線(xian)插(cha)在“貓(mao)”上(shang)，設置(zhi)賬號(hao)(hao)密碼之后，才能撥號(hao)(hao)上(shang)網。

那這個“貓(mao)”有什么用呢？因(yin)為(wei)電話(hua)線最初是(shi)設(she)計用來傳輸音頻模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)(hao)的(de)，不能直接(jie)傳輸數字信(xin)號(hao)(hao)。“貓(mao)”一(yi)方(fang)面把PC機輸出的(de)數字信(xin)號(hao)(hao)調制成(cheng)適(shi)合(he)電話(hua)線路傳輸的(de)模(mo)擬(ni)音頻信(xin)號(hao)(hao)上行傳輸，另一(yi)方(fang)面把從電話(hua)線下(xia)行的(de)模(mo)擬(ni)音頻信(xin)號(hao)(hao)解調成(cheng)適(shi)合(he)計算機接(jie)收的(de)數字信(xin)號(hao)(hao)傳給家中的(de)PC機。

所(suo)以當(dang)時人們在家上(shang)網時，座機是(shi)無法接通的。而且，撥號上(shang)網流量費用(yong)并不(bu)便宜，和座機收費價(jia)格差不(bu)多，是(shi)按分鐘計費的。所(suo)以如果當(dang)時每天都撥號上(shang)網，哪怕每天只用(yong)半天，每個月(yue)網費都要千元以上(shang)！

后來，ISDN(Integrated Services Digital Network，綜合業務數(shu)字(zi)網(wang))在我(wo)國短(duan)暫(zan)地出現，它是早(zao)期的(de)數(shu)字(zi)電話網(wang)絡標準，它通(tong)過普通(tong)的(de)銅(tong)纜傳輸語音和數(shu)據。雖然它可(ke)將(jiang)網(wang)速小幅提升(sheng)至128Kbps，卻依舊難以(yi)滿足日益增(zeng)長的(de)上網(wang)需求。

xDSL時代 速度與穩定的雙重飛躍

正當人(ren)們對網速的渴(ke)望達到頂點時，ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非對稱數字用戶線)技(ji)術猶如一(yi)股清流，給人(ren)們帶來(lai)了前所(suo)未有(you)的網絡體驗。它(ta)是一(yi)種(zhong)用于傳輸數字信(xin)(xin)號(hao)的技(ji)術，將模擬信(xin)(xin)號(hao)轉(zhuan)化為數字信(xin)(xin)號(hao)，使得它(ta)們可(ke)以通過現有(you)的電話線路傳輸。ADSL技(ji)術允許(xu)在現有(you)的銅(tong)線上(shang)實現更(geng)高速率的數據(ju)傳輸，這使得電腦用戶能夠以更(geng)快(kuai)的速度上(shang)網，從而(er)迅速替代了ISDN。

通過頻分復用(yong)技術，ADSL技術將電(dian)話(hua)(hua)線路分為(wei)(wei)上(shang)行和下行兩個頻段(duan)(duan)，上(shang)行頻段(duan)(duan)用(yong)于傳輸(shu)用(yong)戶(hu)發(fa)送的數據(ju)，下行頻段(duan)(duan)用(yong)于傳輸(shu)互聯網數據(ju),不(bu)僅(jin)大幅提升了(le)(le)網絡速率，上(shang)網和電(dian)話(hua)(hua)同時進(jin)行也(ye)不(bu)再沖突(tu)了(le)(le)。一般情況下，ADSL技術的上(shang)行速度為(wei)(wei)256Kbps-1Mbps，下行速度為(wei)(wei)1Mbps-24Mbps。

其接(jie)入技(ji)術(shu)非常便捷，用戶只(zhi)需要在現有的(de)(de)(de)(de)電話線上安裝一個ADSL調(diao)制解調(diao)器，不需要進(jin)行復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)配置和(he)安裝，就(jiu)可以連接(jie)到互聯網,由于ADSL使(shi)用的(de)(de)(de)(de)是(shi)成熟(shu)的(de)(de)(de)(de)電話線路(lu)技(ji)術(shu)，且ADSL信號在傳輸過程中受(shou)到的(de)(de)(de)(de)干擾較小，因此它能夠提供相(xiang)對穩定的(de)(de)(de)(de)網絡連接(jie)。

同時，ADSL價格也更加低廉。ADSL業務上(shang)(shang)網(wang)資費(fei)構成為基本(ben)月租費(fei)+信息費(fei)，無需支付上(shang)(shang)網(wang)通信費(fei)（即電話費(fei)），上(shang)(shang)網(wang)不用(yong)再像從前一樣“爭分奪秒”。

此外，ADSL與其(qi)升級(ji)版ADSL2+及VDSL/VDSL2等xDSL技術(shu)。徹底(di)改變了人們的上網(wang)方(fang)式(shi)，讓視頻、在線游戲(xi)、在線聊天(tian)成為可(ke)能。

光纖革命 從銅纜到光的華麗轉身

技術(shu)的(de)(de)腳(jiao)步從未停歇，人(ren)們對速(su)(su)度(du)的(de)(de)追求(qiu)也永(yong)不止(zhi)步。當光(guang)纖以它那近乎零(ling)損耗的(de)(de)傳輸特性闖入人(ren)們的(de)(de)視野時，一場關于速(su)(su)度(du)與容(rong)量(liang)的(de)(de)革命悄然拉開序幕(mu)。

AON與PON

光纖(xian)入網(wang)(wang)是(shi)(shi)一個點到多點架(jia)構(gou)。根據網(wang)(wang)絡結構(gou)中設備的不同，光纖(xian)接入網(wang)(wang)大致(zhi)可(ke)以分(fen)為無源(yuan)(yuan)(yuan)光網(wang)(wang)絡（PON，passive optical network）和有源(yuan)(yuan)(yuan)光網(wang)(wang)絡（AON，active optical network）兩種。這(zhe)里的“無源(yuan)(yuan)(yuan)” 指的是(shi)(shi)在光分(fen)配網(wang)(wang)絡中不含有任何(he)有源(yuan)(yuan)(yuan)電子(zi)器(qi)件及電子(zi)電源(yuan)(yuan)(yuan)，全部由光分(fen)路器(qi)(Splitter)等(deng)無源(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)件組成。

早期(qi)，主(zhu)要(yao)用(yong)(yong)(yong)的(de)是有(you)源(yuan)(yuan)光網(wang)絡（AON），主(zhu)要(yao)采用(yong)(yong)(yong)點(dian)(dian)(dian)對點(dian)(dian)(dian)（PTP）網(wang)絡架構，每(mei)個用(yong)(yong)(yong)戶都有(you)一(yi)(yi)個專(zhuan)用(yong)(yong)(yong)的(de)光纖(xian)線(xian)路。AON依(yi)賴有(you)源(yuan)(yuan)電(dian)子設(she)備（如交換機、路由器(qi)、放大(da)(da)器(qi)）進行信號放大(da)(da)和(he)分配，通過光纖(xian)實(shi)現(xian)點(dian)(dian)(dian)對點(dian)(dian)(dian)或(huo)點(dian)(dian)(dian)對多點(dian)(dian)(dian)的(de)連(lian)接。早期(qi)應用(yong)(yong)(yong)于(yu)長途通信和(he)核心(xin)網(wang)，后(hou)逐步延伸至(zhi)接入網(wang)。然而(er)，隨著(zhu)寬帶用(yong)(yong)(yong)戶規(gui)模爆(bao)發式增長，AON的(de)局(ju)限性逐漸顯現(xian)：有(you)源(yuan)(yuan)設(she)備需獨立(li)供電(dian)、配備專(zhuan)用(yong)(yong)(yong)機房，導致建設(she)成(cheng)本(ben)高昂；每(mei)新增一(yi)(yi)個用(yong)(yong)(yong)戶需鋪設(she)獨立(li)光纖(xian)或(huo)增設(she)有(you)源(yuan)(yuan)節點(dian)(dian)(dian)，資源(yuan)(yuan)利用(yong)(yong)(yong)率(lv)低下；電(dian)子器(qi)件(jian)易受電(dian)磁干擾，故障率(lv)居(ju)高不下。

舉個(ge)例(li)子，運營商(shang)想給(gei)一(yi)個(ge)小區裝光纖，早期得給(gei)每棟(dong)樓甚至每層(ceng)樓都裝設備，一(yi)根(gen)光纖只能(neng)服務幾個(ge)用戶，像“專車接送(song)”一(yi)樣浪費資(zi)源。更頭疼的是，這些電子設備怕雷擊(ji)、怕電磁干擾(rao)，動不(bu)動就出(chu)故障，修起來又費錢(qian)又費時。

技術突破的轉折點出現在無源光網絡（PON）的誕生。PON的(de)核心創(chuang)新在于用無源分光(guang)器(qi)(qi)替代了(le)所有中間有源設(she)備，通過物(wu)理分光(guang)實現信(xin)號(hao)(hao)分配(pei)。它就像“光(guang)學(xue)三(san)棱鏡”——把(ba)一(yi)根光(guang)纖傳來的(de)光(guang)信(xin)號(hao)(hao)，按比(bi)(bi)例分成(cheng)多路，分別送到(dao)不同用戶家。比(bi)(bi)如，一(yi)個分光(guang)器(qi)(qi)可以把(ba)1根光(guang)纖的(de)信(xin)號(hao)(hao)分成(cheng)32份(fen)，同時服(fu)務32戶人家，就像“拼車”一(yi)樣高(gao)效。

PON 具有帶寬(kuan)大、可(ke)擴展(zhan)性(xing)好(hao)、節省主干光纖、免維護和(he)電耗(hao)低、覆蓋范圍廣等特(te)點(dian)。它為用戶提供了(le)高質量的網(wang)絡服(fu)務，促進(jin)了(le)數字(zi)化社(she)會的發展(zhan)。

PON 的種(zhong)類(lei)豐富多樣，并且可(ke)(ke)以根(gen)據不同(tong)(tong)的需求形成多種(zhong)組網形態，其中(zhong) FTTx 系(xi)列就是(shi)典型(xing)的代(dai)表。【注：FTTx 是(shi)指光纖(xian)到 x，x 可(ke)(ke)以是(shi) H（家庭(ting)）、O（辦(ban)公室）、B（大樓）、Cab（交接箱(xiang)）等，是(shi)一(yi)種(zhong)基于光纖(xian)的寬帶接入技術。FTTx 可(ke)(ke)以根(gen)據不同(tong)(tong)的需求和場(chang)景，形成多種(zhong)組網形態】

EPON與GPON

PON（無(wu)源光網絡）技術(shu)經過多年發展，已形成(cheng)多種各具特色的技術(shu)類型(xing)，主要(yao)可分(fen)為(wei)APON、BPON、EPON 和 GPON四類，它(ta)們在技術(shu)基礎、帶寬能力及應(ying)用場景上各有差(cha)異。

APON是最早出現的PON技(ji)術(shu)，基(ji)于復雜的ATM（異(yi)步傳輸模式）構建，能(neng)提供穩定的帶(dai)寬和服務質量保(bao)障，但因ATM 技(ji)術(shu)本(ben)身成本(ben)高、協議繁瑣(suo)，逐(zhu)漸被更簡單的方案取代。

BPON 作(zuo)為 APON 的升級版，優化(hua)了(le)帶寬(kuan)和性能(neng)，支持語音、數據、視頻多業務融合，但設備成(cheng)本仍(reng)居高不下，限制了(le)大(da)規模普及(ji)。

2001年，IEEE發布802.3ah標準，確立(li)了EPON（基于(yu)以太網(wang)的PON，就是(shi)你(ni)家(jia)路由器用的那種）技術框架(jia)，下行速(su)率1.25Gbps，與現有(you)以太網(wang)設備(bei)無縫兼(jian)容，完美兼(jian)容 IP 電話、IPTV 等常見業務(wu)，成為家(jia)庭寬(kuan)帶的首選方案(an)，現在(zai)，你(ni)家(jia)用的光纖寬(kuan)帶，大概(gai)率就是(shi) EPON 在(zai)默默工作！

2004年，GPON（吉比特無源光(guang)網(wang)絡）由國際電信聯(lian)盟（ITU-T）制定(ding)標(biao)準(zhun)（G.984系列），支持(chi)2.5Gbps下行、1.25Gbps上行帶(dai)寬，傳輸效率更(geng)高(gao)，且(qie)標(biao)準(zhun)性更(geng)強（例如，對服務等(deng)級、安全(quan)管理等(deng)有更(geng)嚴(yan)格的規定(ding)），逐漸成(cheng)為全(quan)球主流(liu)技(ji)術。雖設備(bei)成(cheng)本略(lve)高(gao)于 EPON，但通(tong)過大(da)規模共享可顯著(zhu)降低單用(yong)(yong)戶成(cheng)本，廣泛(fan)用(yong)(yong)于企業專線、智慧(hui)城(cheng)市等(deng)高(gao)要(yao)求場景(jing)，還支持(chi)VR直播、遠程手術、8K視頻，連(lian)“元宇宙”都能hold住(zhu)！

可(ke)以說(shuo)目前(qian)運用最(zui)廣(guang)泛的就是EPON 和(he)GPON技術，也各有利弊。

10G-PON

EPON和GPON，都是1Gbps這(zhe)個級別的PON。

2010年后，4K/8K超高(gao)清視頻、云計算、大數(shu)據等業務(wu)興起，單(dan)用戶帶寬需求從幾十Mbps飆升(sheng)至數(shu)百Mbps。例如，一部4K電影的(de)(de)(de)碼(ma)率可達50Mbps，如果家庭(ting)中有(you)多(duo)個設備同時觀(guan)看，EPON的(de)(de)(de)帶寬就會顯(xian)得捉(zhuo)襟見肘。此外，企業專(zhuan)線、5G基站回傳等場景對(dui)上(shang)行帶寬的(de)(de)(de)要求也越(yue)來越(yue)高(gao)，而EPON的(de)(de)(de)1Gbps上(shang)行已難以滿足(zu)需求。

為了解(jie)決(jue)EPON的帶寬(kuan)(kuan)瓶頸，IEEE標(biao)(biao)(biao)準化(hua)組織在2006年啟動了10G EPON的研究(jiu)，并(bing)于2009年正式(shi)(shi)發布標(biao)(biao)(biao)準（IEEE 802.3av）。這一(yi)標(biao)(biao)(biao)準的核心目標(biao)(biao)(biao)是(shi)將下行帶寬(kuan)(kuan)提(ti)升(sheng)至10Gbps，并(bing)同時提(ti)供兩種(zhong)上(shang)行模式(shi)(shi)，其(qi)一(yi)為非對稱(cheng)模式(shi)(shi)：下行10Gbps，上(shang)行1Gbps（兼容現有EPON上(shang)行，保護運營(ying)商投資(zi)）；其(qi)二為對稱(cheng)模式(shi)(shi)：上(shang)下行均10Gbps（滿(man)足企業專線等高上(shang)行需求）。而(er)10G EPON并(bing)非簡單(dan)地將帶寬(kuan)(kuan)提(ti)升(sheng)10倍(bei)，而(er)是(shi)通過多項技術創新實(shi)現了性能(neng)與成(cheng)本的平衡(heng)。

隨著帶寬需求的(de)增(zeng)長，GPON也開啟了“10G升(sheng)級”之(zhi)路。國際電信聯盟（ITU-T）將其分為兩個階段(duan)：

① XG-PON（非對稱(cheng)10G GPON）：下行(xing)9.953Gbps，上行(xing)2.488Gbps，波長與GPON錯(cuo)開（下行(xing)1577nm，上行(xing)1270nm），支持與GPON共存。

② XGS-PON（對(dui)稱10G GPON）：上下行均9.953Gbps，波長與XG-PON相(xiang)同，通(tong)過時分復用實現多ONU接入(ru)，滿足(zu)企(qi)業(ye)專線等對(dui)稱帶寬需求。

目(mu)前，全球有超過25家運營商（如中國(guo)電(dian)信、英國(guo)電(dian)信）已開展XG-PON1測試或(huo)商用，XGS-PON則成為(wei)企業專線的主流選擇。截(jie)至2024年11月，我國(guo)10G-PON端(duan)口占比(bi)已高達65.5%，已進入“千兆普及，萬(wan)兆啟航”的發展階段。

50G-PON

如果說(shuo)之(zhi)前(qian)的(de)(de)(de)每一次升(sheng)級都是量的(de)(de)(de)積累，那么50G-PON的(de)(de)(de)出現，無疑(yi)是寬(kuan)帶技(ji)術的(de)(de)(de)一次質變。

50G-PON是ITU-T定義的下一代PON技術，支持泛(fan)在(zai)萬(wan)兆(zhao)全光接入。50G-PON帶(dai)(dai)來的不僅僅是帶(dai)(dai)寬的提升(sheng)(sheng)，還能讓時(shi)延降低 90%，提升(sheng)(sheng)10倍的可(ke)靠性(xing)，為千行百業帶(dai)(dai)來全新(xin)確定性(xing)極致體(ti)驗。它通(tong)過單根光纖，實(shi)現(xian)(xian)了50Gbps甚至100Gbps的驚(jing)人速度。相當于將傳統千兆(zhao)寬帶(dai)(dai)的“高速公路”拓寬為“50車道超高速路”，用(yong)戶將可(ke)以在(zai)家中體(ti)驗到裸眼3D顯示、自由(you)視角觀影及直播、極速云(yun)存儲（NAS）和極速云(yun)游戲等(deng)數(shu)字服務，企業通(tong)過50G-PON可(ke)以實(shi)現(xian)(xian)Wi-Fi 7回傳，滿足如混合現(xian)(xian)實(shi)（MR）等(deng)新(xin)型終端并發使(shi)用(yong)和無(wu)障礙在(zai)線協作，隨時(shi)調用(yong)云(yun)端渲染(ran)等(deng)邊緣(yuan)算力服務。

50G-PON不僅將帶寬(kuan)提升(sheng)至(zhi)50Gbps，更通過“波(bo)分復用”“智能調度(du)”等技(ji)術，讓單根(gen)光纖可同時(shi)服務64戶(hu)以上用戶(hu)，且支持(chi)與舊(jiu)設備兼(jian)容，大幅降低升(sheng)級成本(ben)。

目前(qian)，50G-PON已從實(shi)驗室走向現(xian)實(shi)：在(zai)上海(hai)，電信用戶通過(guo)“50G-PON+FTTR（光(guang)纖(xian)到房間）”組合，實(shi)現(xian)全(quan)屋萬(wan)兆無(wu)死(si)角覆蓋，8K視頻拖動無(wu)卡頓；在(zai)雄安新區(qu)的(de)工廠里，它(ta)承載著工業(ye)視頻質檢的(de)高清數據流，確保生產線(xian)零誤差；在(zai)南京的(de)5G融合小區(qu)，單PON口直(zhi)(zhi)接(jie)回傳(chuan)32路5G基站信號，節省70%光(guang)纖(xian)資源(yuan)。這些案例證(zheng)明，50G-PON不僅是(shi)家(jia)庭寬帶的(de)“升(sheng)級版”，更是(shi)企(qi)業(ye)專線(xian)、智慧城(cheng)市(shi)、5G垂直(zhi)(zhi)行業(ye)的(de)“基礎底座”。

隨著(zhu)國(guo)際電(dian)信聯盟（ITU-T）國(guo)際標準的(de)落地和產業(ye)鏈成(cheng)(cheng)熟，50G-PON設(she)備成(cheng)(cheng)本正快速下降。未(wei)來，它有望與Wi-Fi 7、AI邊緣(yuan)計(ji)算(suan)等技術深度(du)融(rong)合，構建“全(quan)光(guang)萬(wan)兆(zhao)”生態圈——從(cong)家庭娛樂到(dao)智能制(zhi)造，從(cong)遠程醫療到(dao)元(yuan)宇宙交互(hu)(hu)，讓“光(guang)速”真(zhen)正融(rong)入每(mei)一個(ge)生活(huo)細節，開啟一個(ge)“萬(wan)物極速互(hu)(hu)聯”的(de)新時代。

從開始的“涓涓細流”到如今“光聯(lian)萬物(wu)”，寬帶技(ji)術正(zheng)以前所未有的速(su)度改(gai)變著我(wo)們的世界(jie)。而這一切的背后，是人們對技(ji)術極限的不懈追(zhui)求和對未來生活的美好憧憬。

相信未來，無論是(shi)追劇、游(you)戲還是(shi)工作、學習，都將因寬帶技(ji)術的不斷進步而變得更加豐富多彩！

參考資料：

1、鮮棗課堂：《寬帶上網(wang)技術簡(jian)史(shi)》；

2、中國科普(pu)博覽：《ISDN--“一(yi)線通”》《撥(bo)號上網--快貓加鞭(bian)》；

3、人(ren)民網(wang)：《中國電(dian)信完成全球首個50G-PON現網(wang)覆(fu)蓋 率先啟(qi)動(dong)上海雙萬兆城市建設》。