在通信行業中，無源光網絡（PON）技術一直是光纖接入網的核心。隨著帶寬需求的不斷增長，PON技術也在不斷演進，從最初的EPON、GPON，到如今的10G EPON和50G PON，每一次技術升級都伴隨著波長選擇的優化與調整。本文將深入探討PON系統波長選擇的考慮因素及其演進過程，特別是EPON波長選擇的經驗教訓及其對未來的啟示。
EPON波長選擇的初衷與局限
EPON（以太網無源光網絡）技術起步較早，其國際標準于2004年完成制定。在當時，PON技術尚處于初期階段，EPON的設計特別注重突出點對多點（P2MP）架構的低成本優勢。為了滿足這一需求，EPON在波長選擇上優先考慮了低成本FP（Fabry-Perot）激光器的使用。
圖1：FP激光器的光譜示意圖
FP激光器具有成本低廉的優勢，但其多縱模和波長漂移的特性決定了需要占用較寬的頻譜資源。因此，EPON的上行波長占用了1260nm~1360nm的范圍，波長跨度高達100nm。
圖2：EPON（FP寬頻）波長以及光纖水峰和低色散區
從光纖特性來看，這一波長范圍占據了從光纖截止頻率到水峰之間的所有低色散窗口。盡管這種設計在當時滿足了低成本的需求，但也為后續的技術演進埋下了隱患。EPON在波長選擇上缺乏對長期演進的考慮，導致了諸多限制。因此，在PON技術發展的初期階段，大多數運營商更傾向于部署GPON網絡。盡管GPON初期的估計成本較高，但隨著大規模部署以及光電技術的快速發展，GPON的成本迅速與EPON持平，并讓運營商額外獲得了高品質網絡及長期演進的便利性。
10G EPON階段的波長約束與解決方案
隨著PON技術的代際演進需求逐步顯現，DFB（分布式反饋）激光器技術的快速發展和成本下降引發了業界對EPON波長約束的關注。產業開始考慮EPON標準及波長的修訂方案。在10G-EPON規模應用初期，2017年，運營商通過制定企業標準，將EPON上行波長從1260nm-1360nm的寬頻范圍收窄至1290nm-1330nm的窄頻范圍。
然而，在10G EPON階段，波長約束成為技術演進的瓶頸。由于標準定義上無法避開存量FP激光器的波長范圍進行獨立的上行波長選擇（下行波長選擇了色散較大的1577nm波長），最終產業界通過協同創新，采用上行時分方案對波長約束進行了適當規避。這一方案犧牲了上行效率，性能上做出了一定的妥協，但實現了網絡的平滑部署。與此同時，運營商開始部署窄帶EPON終端，通過部署周期自然淘汰掉寬頻FP EPON終端，從而為未來PON網絡的升級換代掃清障礙。
圖3：EPON窄帶+10G EPON+50G PON波長示意圖
50G PON的波長選擇與歸一化演進
隨著50G PON技術的到來，EPON FP波長的問題再次引起了關注。50G速率的波長需要部署在低色散區域，但由于1360~1490nm區間內色散顯著增加且光纖水峰對現網部署造成了限制，同時考慮到EPON窄頻標準已經執行多年，產業界在國際標準定義時經過慎重考慮達成一致共識，從技術指標要求和產業發展角度，僅考慮EPON窄頻共存。50G PON標準實現了EPON/GPON共存演進的歸一化，這是PON產業演進的一個重要節點。
50G PON的波長選擇不僅考慮了技術指標，還充分考慮了現網部署的實際情況。通過窄頻共存，50G PON在技術上實現了與現有EPON/GPON網絡的平滑過渡，為運營商提供了更大的靈活性和可擴展性。這一演進過程充分體現了產業界在波長選擇上的成熟與智慧。
經驗教訓與未來展望
EPON波長的歷史經驗告訴我們，不能一味追求短期低成本，需要相信技術和需求的快速發展，要考慮網絡的長期演進。50G PON商用已經到來，EPON當前的重點工作應放在現網中FP波長的排查和整治上，為現網部署50G PON做好準備，提升網絡競爭力。
未來，隨著PON技術的進一步發展，波長選擇將繼續扮演關鍵角色。產業界需要在技術創新與成本控制之間找到平衡，確保網絡的長期演進和可持續發展。同時，運營商應積極參與標準制定，推動產業鏈的協同創新，共同迎接下一代PON技術的挑戰與機遇。 
