Avec le développement rapide de technologies telles que la 5G, le cloud computing et l'IA, les réseaux d'accès optiques accélèrent leur évolution vers une bande passante plus élevée et une latence plus faible. La 50G PON, en tant que technologie PON de nouvelle génération, est devenue un centre d'attention de l'industrie. Actuellement, les opérateurs disposent encore d'un grand nombre d'EPON et de 10G EPON dans leurs réseaux existants. Maximiser la protection des investissements tout en mettant à niveau les réseaux et en assurant la coexistence d'EPON, de 10G EPON et de 50G PON est devenu un défi majeur dans cette évolution technologique.

1. Conflit de longueurs d'onde : le défi central de l'évolution de l'EPON
La plage de longueurs d'onde amont de l'EPON est aussi large que 100 nm (1260 nm à 1360 nm). Cependant, les longueurs d'onde amont et aval de la 50G PON définies par l'UIT-T sont respectivement de 1286 nm et 1342 nm, se chevauchant complètement avec la bande amont de l'EPON (comme le montre la figure 1).

Ce conflit de longueurs d'onde rend la coexistence de trois générations de PON extrêmement difficile. De la normalisation à la mise en œuvre industrielle, l'industrie a proposé trois solutions principales :

1. Retrait du réseau EPON, coexistence de 10G EPON et de 50G PON (Gen 2)

Dès les premiers stades de la normalisation de la 50G PON en 2018, l'industrie a reconnu que l'EPON à large bande était un obstacle à l'évolution future des réseaux PON. Avec le retrait progressif de l'EPON, la coexistence Gen 2 de 10G EPON et de 50G PON est devenue la solution privilégiée.

Avantages :
- Normalisation : La norme 50G PON est compatible avec la 10G EPON, et la chaîne industrielle est mature.
- Simplification du réseau : Évite la complexité associée à la coexistence de trois générations et réduit les coûts d'exploitation et de maintenance.
- Amélioration des performances : Après le retrait de l'EPON, la bande passante et les performances de latence du réseau peuvent être considérablement optimisées pour répondre aux exigences de l'ère de l'IA.

Actuellement, des opérateurs tels que China Mobile ont commencé à promouvoir le retrait de l'EPON, en améliorant progressivement les capacités du réseau pour s'aligner sur le GPON dans la région et en construisant un réseau d'accès plus compétitif.

2. L'EPON converge vers une bande étroite, permettant la coexistence de trois générations

Après le lancement commercial de la 10G EPON en 2017, à mesure que les coûts des lasers DFB diminuaient, les opérateurs ont adopté des normes d'entreprise pour réduire la longueur d'onde amont de l'EPON à 1290 nm-1330 nm et la longueur d'onde amont asymétrique de 1 G de la 10G EPON à 1260 nm-1280 nm. Cet ajustement a jeté les bases de la coexistence de la 50G PON.

En 2022, la 50G PON a nouvellement défini une longueur d'onde amont de 1286 nm. Avec le déploiement de l'EPON à bande étroite, la coexistence d'EPON, de 10G EPON et de 50G PON sera possible.

Avantages :
- Évolution en douceur : Conserve les utilisateurs EPON existants et évite les fermetures de réseau forcées.
- Convergence des normes : Les longueurs d'onde PON de l'UIT et de l'IEEE convergent, ce qui se traduit par une chaîne industrielle plus efficace.
- Cependant, l'adoption généralisée de l'EPON à bande étroite prendra du temps, et le retrait des équipements EPON à large bande nécessite des investissements continus de la part des opérateurs.

3. Longueurs d'onde 50G EPON définies indépendamment et multiplexage par répartition dans le temps de la liaison montante
Récemment, l'industrie a proposé de définir indépendamment les longueurs d'onde 50G EPON (par exemple, 136x nm) et d'utiliser le multiplexage par répartition dans le temps pour assurer la coexistence de trois générations (comme le montre la figure 2).

Cependant, cette solution est confrontée à de multiples goulets d'étranglement techniques :
- Atténuation de la fibre : 136x nm se situe au bord du pic d'eau, ce qui entraîne une atténuation élevée et instable.
- Limitation de la dispersion : La dispersion haute fréquence provoque une dégradation du signal, ce qui rend difficile la prise en charge de la transmission 50G NRZ.
- Efficacité et latence : Trois générations de PON partagent des créneaux temporels amont, et le long préambule (microsecondes) de l'EPON/10G EPON réduit considérablement l'efficacité de la bande passante de la 50G PON et augmente la latence.
- Coûts de la chaîne industrielle : Les dispositifs optiques 136x nm ne peuvent pas être réutilisés avec la chaîne industrielle GPON, ce qui entraîne des coûts élevés.

Inconvénients :
- Faible faisabilité technique et sacrifice important des performances.
- La poursuite de la scission de la normalisation entre IEEE PON et ITU PON empêche la convergence de la chaîne industrielle.
- La réduction de la compétitivité du réseau rend difficile la satisfaction des futurs besoins de services.

II. Expérience historique : Leçons tirées du multiplexage par répartition dans le temps
À l'époque de la coexistence entre la 10G EPON et l'EPON, le multiplexage par répartition dans le temps (TDM) de la liaison montante a révélé d'importantes lacunes : une latence élevée et une faible utilisation de la bande passante, ce qui a désavantagé l'IEEE PON dans la concurrence avec l'ITU PON. Si le TDM continue d'être utilisé à l'ère de la 50G, ces problèmes seront amplifiés, ce qui pourrait rendre le réseau incapable de prendre en charge les services émergents tels que la 4K/8K, la XR et l'IA.

III. Conclusion : Le retrait de l'EPON est la voie d'évolution optimale
D'un point de vue industriel à long terme, le retrait de l'EPON et la coexistence de la 10G EPON et de la 50G PON (deuxième génération) sont les options optimales. Cette voie peut :
- Atténuer les risques techniques : Éviter les conflits de longueurs d'onde et les inconvénients de performance du multiplexage par répartition dans le temps.
- Améliorer les capacités du réseau : Unifier les normes PON, simplifier les opérations et la maintenance et réduire le coût total de possession.
- Améliorer la compétitivité : Ouvrir la voie à l'évolution future de la 50G PON vers la technologie PON de nouvelle génération.

Inversement, le choix d'une solution de coexistence par répartition dans le temps 50G EPON entraînera une fragmentation des normes, une redondance de la chaîne industrielle et une diminution des performances du réseau, ce qui rendra finalement le réseau déployé moins compétitif sur le plan technologique.

IV. Appel de l'industrie : Collaborer pour promouvoir le retrait de l'EPON
Nous recommandons que les opérateurs, les fournisseurs d'équipements et les organismes de normalisation collaborent pour accélérer le retrait de l'EPON :
- Élaborer un plan de migration : Promouvoir la migration des utilisateurs vers la 10G EPON grâce à des incitations politiques ou au remplacement technologique.
- Converger les normes techniques : Promouvoir une collaboration plus poussée entre l'IEEE et l'UIT sur la planification des longueurs d'onde.
- Optimiser la chaîne industrielle : Se concentrer sur le développement de modules et de puces optiques qui permettent la coexistence de la 10G EPON et de la 50G PON afin de réduire les coûts.

À l'ère de l'IA et de la puissance de calcul, la bande passante et les capacités de latence du réseau d'accès deviendront l'avantage concurrentiel essentiel des infrastructures critiques. Choisir la bonne voie d'évolution aidera les opérateurs à réussir au cours de la prochaine décennie.