網(wǎng)上營業(yè)廳
掌上營業(yè)廳
近期，多家運(yùn)營商紛紛推出雙萬兆光網(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，你還記得最初撥號上網(wǎng)的那個時代嗎？今天就讓我們回溯那股推動時代不斷向前的核心動力——寬帶技術(shù)，看看究竟經(jīng)歷了哪些翻天覆地的變革。
撥號上網(wǎng) 初識互聯(lián)網(wǎng)的“慢”生活
時間回到二十多年前，互聯(lián)網(wǎng)的種子剛剛在中國大地生根發(fā)芽，電腦還是個稀罕物件兒，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，需要通過一根電話線才可以。雖然那時的網(wǎng)速僅有56Kbps，實(shí)際使用僅有幾k的流量，但撥號連接這一技術(shù)方式卻是中國互聯(lián)網(wǎng)蹣跚起步、探索前行的真實(shí)歷史印記。
除了電話線，當(dāng)時上網(wǎng)還需要通過一塊笨重的“貓”（Modem，調(diào)制解調(diào)器），將電話線插在“貓”上，設(shè)置賬號密碼之后，才能撥號上網(wǎng)。
那這個“貓”有什么用呢？因?yàn)殡娫捑€最初是設(shè)計用來傳輸音頻模擬信號的，不能直接傳輸數(shù)字信號?！柏垺币环矫姘裀C機(jī)輸出的數(shù)字信號調(diào)制成適合電話線路傳輸?shù)哪M音頻信號上行傳輸，另一方面把從電話線下行的模擬音頻信號解調(diào)成適合計算機(jī)接收的數(shù)字信號傳給家中的PC機(jī)。
所以當(dāng)時人們在家上網(wǎng)時，座機(jī)是無法接通的。而且，撥號上網(wǎng)流量費(fèi)用并不便宜，和座機(jī)收費(fèi)價格差不多，是按分鐘計費(fèi)的。所以如果當(dāng)時每天都撥號上網(wǎng)，哪怕每天只用半天，每個月網(wǎng)費(fèi)都要千元以上！
后來，ISDN(Integrated Services Digital Network，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))在我國短暫地出現(xiàn)，它是早期的數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它通過普通的銅纜傳輸語音和數(shù)據(jù)。雖然它可將網(wǎng)速小幅提升至128Kbps，卻依舊難以滿足日益增長的上網(wǎng)需求。
xDSL時代 速度與穩(wěn)定的雙重飛躍
正當(dāng)人們對網(wǎng)速的渴望達(dá)到頂點(diǎn)時，ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非對稱數(shù)字用戶線)技術(shù)猶如一股清流，給人們帶來了前所未有的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。它是一種用于傳輸數(shù)字信號的技術(shù)，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，使得它們可以通過現(xiàn)有的電話線路傳輸。ADSL技術(shù)允許在現(xiàn)有的銅線上實(shí)現(xiàn)更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，這使得電腦用戶能夠以更快的速度上網(wǎng)，從而迅速替代了ISDN。
通過頻分復(fù)用技術(shù)，ADSL技術(shù)將電話線路分為上行和下行兩個頻段，上行頻段用于傳輸用戶發(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)和電話同時進(jìn)行也不再沖突了。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，用戶只需要在現(xiàn)有的電話線上安裝一個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線路技術(shù)，且ADSL信號在傳輸過程中受到的干擾較小，因此它能夠提供相對穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。
同時，ADSL價格也更加低廉。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)，無需支付上網(wǎng)通信費(fèi)（即電話費(fèi)），上網(wǎng)不用再像從前一樣“爭分奪秒”。
此外，ADSL與其升級版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、在線游戲、在線聊天成為可能。
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，一場關(guān)于速度與容量的革命悄然拉開序幕。
AON與PON
光纖入網(wǎng)是一個點(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)對點(diǎn)（PTP）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，每個用戶都有一個專用的光纖線路。AON依賴有源電子設(shè)備（如交換機(jī)、路由器、放大器）進(jìn)行信號放大和分配，通過光纖實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)的連接。早期應(yīng)用于長途通信和核心網(wǎng)，后逐步延伸至接入網(wǎng)。然而，隨著寬帶用戶規(guī)模爆發(fā)式增長，AON的局限性逐漸顯現(xiàn)：有源設(shè)備需獨(dú)立供電、配備專用機(jī)房，導(dǎo)致建設(shè)成本高昂；每新增一個用戶需鋪設(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。
舉個例子，運(yùn)營商想給一個小區(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)幾個用戶，像“專車接送”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，動不動就出故障，修起來又費(fèi)錢又費(fèi)時。
技術(shù)突破的轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的誕生。PON的核心創(chuàng)新在于用無源分光器替代了所有中間有源設(shè)備，通過物理分光實(shí)現(xiàn)信號分配。它就像“光學(xué)三棱鏡”——把一根光纖傳來的光信號，按比例分成多路，分別送到不同用戶家。比如，一個分光器可以把1根光纖的信號分成32份，同時服務(wù)32戶人家，就像“拼車”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)字化社會的發(fā)展。
PON 的種類豐富多樣，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)不同的需求和場景，形成多種組網(wǎng)形態(tài)】
EPON與GPON
PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，已形成多種各具特色的技術(shù)類型，主要可分為APON、BPON、EPON 和 GPON四類，它們在技術(shù)基礎(chǔ)、帶寬能力及應(yīng)用場景上各有差異。
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，逐漸被更簡單的方案取代。
BPON 作為 APON 的升級版，優(yōu)化了帶寬和性能，支持語音、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)備無縫兼容，完美兼容 IP 電話、IPTV 等常見業(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，對服務(wù)等級、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，但通過大規(guī)模共享可顯著降低單用戶成本，廣泛用于企業(yè)專線、智慧城市等高要求場景，還支持VR直播、遠(yuǎn)程手術(shù)、8K視頻，連“元宇宙”都能hold??！
可以說目前運(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這個級別的PON。
2010年后，4K/8K超高清視頻、云計算、大數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)興起，單用戶帶寬需求從幾十Mbps飆升至數(shù)百M(fèi)bps。例如，一部4K電影的碼率可達(dá)50Mbps，如果家庭中有多個設(shè)備同時觀看，EPON的帶寬就會顯得捉襟見肘。此外，企業(yè)專線、5G基站回傳等場景對上行帶寬的要求也越來越高，而EPON的1Gbps上行已難以滿足需求。
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，并同時提供兩種上行模式，其一為非對稱模式：下行10Gbps，上行1Gbps（兼容現(xiàn)有EPON上行，保護(hù)運(yùn)營商投資）；其二為對稱模式：上下行均10Gbps（滿足企業(yè)專線等高上行需求）。而10G EPON并非簡單地將帶寬提升10倍，而是通過多項(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，GPON也開啟了“10G升級”之路。國際電信聯(lián)盟（ITU-T）將其分為兩個階段：
① XG-PON（非對稱10G GPON）：下行9.953Gbps，上行2.488Gbps，波長與GPON錯開（下行1577nm，上行1270nm），支持與GPON共存。
② XGS-PON（對稱10G GPON）：上下行均9.953Gbps，波長與XG-PON相同，通過時分復(fù)用實(shí)現(xiàn)多ONU接入，滿足企業(yè)專線等對稱帶寬需求。
目前，全球有超過25家運(yùn)營商（如中國電信、英國電信）已開展XG-PON1測試或商用，XGS-PON則成為企業(yè)專線的主流選擇。截至2024年11月，我國10G-PON端口占比已高達(dá)65.5%，已進(jìn)入“千兆普及，萬兆啟航”的發(fā)展階段。
50G-PON
如果說之前的每一次升級都是量的積累，那么50G-PON的出現(xiàn)，無疑是寬帶技術(shù)的一次質(zhì)變。
50G-PON是ITU-T定義的下一代PON技術(shù)，支持泛在萬兆全光接入。50G-PON帶來的不僅僅是帶寬的提升，還能讓時延降低 90%，提升10倍的可靠性，為千行百業(yè)帶來全新確定性極致體驗(yàn)。它通過單根光纖，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車道超高速路”，用戶將可以在家中體驗(yàn)到裸眼3D顯示、自由視角觀影及直播、極速云存儲（NAS）和極速云游戲等數(shù)字服務(wù)，企業(yè)通過50G-PON可以實(shí)現(xiàn)Wi-Fi 7回傳，滿足如混合現(xiàn)實(shí)（MR）等新型終端并發(fā)使用和無障礙在線協(xié)作，隨時調(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“波分復(fù)用”“智能調(diào)度”等技術(shù)，讓單根光纖可同時服務(wù)64戶以上用戶，且支持與舊設(shè)備兼容，大幅降低升級成本。
目前，50G-PON已從實(shí)驗(yàn)室走向現(xiàn)實(shí)：在上海，電信用戶通過“50G-PON+FTTR（光纖到房間）”組合，實(shí)現(xiàn)全屋萬兆無死角覆蓋，8K視頻拖動無卡頓；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，節(jié)省70%光纖資源。這些案例證明，50G-PON不僅是家庭寬帶的“升級版”，更是企業(yè)專線、智慧城市、5G垂直行業(yè)的“基礎(chǔ)底座”。
隨著國際電信聯(lián)盟（ITU-T）國際標(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，它有望與Wi-Fi 7、AI邊緣計算等技術(shù)深度融合，構(gòu)建“全光萬兆”生態(tài)圈——從家庭娛樂到智能制造，從遠(yuǎn)程醫(yī)療到元宇宙交互，讓“光速”真正融入每一個生活細(xì)節(jié)，開啟一個“萬物極速互聯(lián)”的新時代。
從開始的“涓涓細(xì)流”到如今“光聯(lián)萬物”，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，是人們對技術(shù)極限的不懈追求和對未來生活的美好憧憬。
相信未來，無論是追劇、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)簡史》；
2、中國科普博覽：《ISDN--“一線通”》《撥號上網(wǎng)--快貓加鞭》；
3、人民網(wǎng)：《中國電信完成全球首個50G-PON現(xiàn)網(wǎng)覆蓋 率先啟動上海雙萬兆城市建設(shè)》。
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