GBT 43699-2024 接入网技术要求 10Gbits对称无源光网络（XGS-PON）标准立项发展报告

接入网技术要求10Gbit/s对称无源光网络（XGS-PON）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TechnicalRequirementsforAccessNetwork—10Gbit/sSymmetricPassiveOpticalNetwork(XGS-PON)摘要关键词：XGS-PON；接入网；无源光网络；国家标准；10Gbit/s对称；宽带接入；光通信Keywords:XGS-PON;AccessNetwork;PassiveOpticalNetwork;NationalStandard;10Gbit/sSymmetric;BroadbandAccess;OpticalCommunication1引言1.1标准立项背景近年来，全球数字经济蓬勃发展，各类新兴业务对网络带宽提出了前所未有的需求。依据工业和信息化部发布的《"双千兆"网络协同发展行动计划（2021-2023年）》，我国持续推进千兆光网络建设，截至2023年底，全国千兆及以上速率固定宽带用户已突破1.6亿户。然而，随着8K超高清视频、云游戏、远程医疗、全息通信以及企业级云专线等业务的普及，传统的非对称接入方式已难以完全满足日益增长的上行带宽需求，对称型高速接入技术成为光接入网发展的必然趋势。在无源光网络（PON）技术演进路径中，ITU-T已于2016年发布G.9807.1建议书，定义了10Gbit/s对称无源光网络（XGS-PON）系统的物理层与传输汇聚层规范。XGS-PON采用波长分配方案实现上下行各10Gbit/s的对称传输能力，具备与既有GPON和XG-PON系统的共存能力，是千兆宽带网络向万兆演进的关键过渡技术。然而，我国此前在这一领域仅有行业标准YD/T3538-2019，尚未形成国家标准，无法完全满足设备互联互通、网络建设规范化及国际对标的需求。因此，亟需在国家层面制定XGS-PON技术标准，完善我国光接入网标准体系。1.2标准编制必要性编制GB/T43699-2024的必要性主要体现在以下四个方面：第一，顺应宽带网络技术演进趋势。3GPP及ETSI等国际组织相继提出了F5G/5G-Advanced对固定网络的新需求，ETSIF5G框架将"千兆普遍覆盖、万兆规模部署"作为第五代固定网络的核心目标。XGS-PON作为实现万兆接入的关键使能技术，其标准化工作必须与全球技术演进保持同步。第二，满足新兴业务对上行带宽的迫切需求。视频监控回传、云存储同步、直播电商、工业视觉检测、家庭/企业NAS组网等场景对上行带宽的需求呈现指数级增长，10Gbit/s对称带宽成为突破上行瓶颈的必要手段。第三，完善我国光接入网标准体系。我国已发布GPON（GB/T39577-2020）和XG-PON（GB/T39576-2020）国家标准，XGS-PON国家标准的制定将补齐10Gbit/s对称PON领域的标准空缺，形成覆盖主流PON技术的完整国家标准体系。第四，支撑网络共建共享与互联互通。统一的设备规范有助于实现多厂商设备的互通互操作，降低网络建设与运维成本，提升产业链整体效率。2标准编制过程2.1标准立项GB/T43699-2024由国家标准化管理委员会批准立项，归口单位为全国通信标准化技术委员会（TC485）。标准编制工作由中国信息通信研究院牵头，联合中国电信集团有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国联合网络通信集团有限公司、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、烽火通信科技股份有限公司等单位共同参与起草。标准编制遵循GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定，同时参照ITU-TG.9807.1建议书的技术框架，并结合我国通信行业实际应用需求进行了适当的技术增强和本地化适配。2.2编制过程主要阶段起草阶段（2021年—2022年）：成立标准起草工作组，通过调研国内主要运营商的网络现状与设备需求，梳理XGS-PON关键技术点，形成了标准草案初稿，并在工作组内部多轮讨论修改。征求意见阶段（2022年—2023年）：通过全国标准信息公共服务平台面向社会公开征求意见，同时定向发送至各相关企事业单位。期间共收到反馈意见120余条，主要涉及OLT光收发模块技术指标、DBA最小带宽保证机制、OMCI管理对象定义等内容。起草组对反馈意见逐条讨论处理，形成标准送审稿。审查与报批阶段（2023年）：全国通信标准化技术委员会组织专家审查会，对送审稿的技术内容、编写格式及规范性进行了全面审查并一致通过。起草组根据审查意见完善后形成报批稿，经国家标准化管理委员会审核批准，于2024年3月15日正式发布。2.3编制原则本标准编制遵循以下基本原则：一是协调一致原则，与国内外既有PON标准体系保持良好协调衔接，确保标准的兼容性和延续性；二是技术先进原则，充分吸收全球最新技术成果，使标准体现当前XGS-PON技术发展最高水平；三是开放中立原则，标准条款不偏向特定厂商方案，保证公平竞争的市场环境；四是实用性原则，兼顾技术前瞻性与工程可实施性，便于标准的落地推广与实际应用。3标准主要技术内容3.1标准适用范围本标准规定了XGS-PON系统的参考模型、业务能力要求、协议栈架构、物理媒质相关（PMD）层技术要求、传输汇聚（TC）层技术要求、ONT管理控制接口（OMCI）以及网络管理功能要求。适用于公用电信网环境下的XGS-PON设备的研发、生产、检测和网络建设，也可为专用网络环境下XGS-PON系统的应用提供技术参考。3.2系统参考模型标准定义了XGS-PON系统的功能参考模型，明确了光线路终端（OLT）、光网络终端（ONT）/光网络单元（ONU）和无源光分配网络（ODN）三大组成部分的功能划分和接口关系。参考模型涵盖了业务面、控制面和管理面三个层面的功能视图，确保不同设备厂商的产品能够按照统一功能框架进行开发与集成。系统支持多种拓扑结构，包括点到多点（P2MP）树形拓扑、树形带冗余保护拓扑以及多级分光级联等典型组网方式。OLT与ONT之间的最大逻辑距离支持不少于20km，最大光差分距离不小于40dB（对应1:128分光比条件），以满足不同应用场景下的部署需求。3.3业务能力要求标准要求XGS-PON系统应具备以下业务承载能力：支持10Gbit/s对称速率的以太网业务接入；支持TDM业务仿真、ATM业务承载、多业务承载标识（Multi-serviceTCI）等传统业务适配能力（可选实现）；支持面向家庭用户、企业用户和移动回传等不同场景的业务服务质量（QoS）保障能力；支持多播业务的复制与分发；支持虚拟局域网（VLAN）功能的灵活配置；具备灵活的带宽分配和管理能力。同时，标准对业务服务质量提出了明确要求：系统应支持基于业务流的带宽配置，上下行带宽分配粒度应不大于64kbit/s；在标准配置条件下，系统时延应满足ITU-TG.9807.1中规定的性能等级要求；系统可用性指标应不低于99.99%。3.4PMD层技术要求PMD层技术规范是XGS-PON系统物理层面的核心，标准明确了以下关键参数：工作波长与速率等级：上行方向标称工作波长为1270nm（标称速率9.95328Gbit/s），下行方向标称工作波长为1577nm（标称速率9.95328Gbit/s）。标准定义了N1、N2、E1、E2等不同光功率预算等级，其中N1等级支持29dB光路损耗、N2等级支持31dB光路损耗、E1等级支持33dB光路损耗、E2等级支持35dB光路损耗，对应不同分光比和传输距离的部署场景。光收发模块技术指标：规范了OLT和ONT光收发模块的发射光功率、接收灵敏度、过载光功率、消光比、光调制幅度（OMA）等关键性能参数。例如，OLT侧下行发射光功率范围、中心波长偏差容限、边模抑制比等均给出了明确的限值要求；ONT侧接收机灵敏度要求按照不同的光功率预算等级分别规定。共存与演进能力：标准要求XGS-PON系统应支持与GPON和XG-PON系统的共存，明确了共存所需的波长规划。上行方向，XGS-PON（1270nm）与XG-PON（1270nm）可使用相同的标称波长，但需通过不同的波分复用器件实现共存；下行方向，通过1577nm与1490nm/1575nm波长的天然间隔实现WDM共存。同时，标准还规定了XGS-PON与VideoRFoverlay的共存方案。3.5TC层技术要求TC层技术规范涵盖帧结构、测距、带宽分配、加密和动态带宽分配（DBA）等核心功能。帧结构：系统下行采用125μs固定帧长的连续比特流传输方式，每一帧包含下行物理控制块（PCBd）和净荷区，其中PCBd提供物理同步、带宽地图（BWmap）、功率控制信息等管理内容；上行采用突发传输模式，各ONT依据下行带宽地图中的授权信息在规定时隙内发送上行突发数据。标准号中明确规定了PCBd各字段的长度、位置和编码方式。测距与时延补偿：标准规定了OLT对ONT的测距流程，包括静态测距和动态测距两种方式，支持ONU注册、均衡往返时延（Teq）调整等功能。测距过程基于物理层开销（PLOAM）消息完成，测距精度能够保证上行突发之间的安全保护间隔需求。动态带宽分配（DBA）：标准支持基于状态报告（SR）和非状态报告（NSR）两种DBA模式，要求DBA引擎应支持多种带宽类型（固定带宽、保证带宽、非保证带宽、尽力而为带宽）的灵活组合调度，以满足不同业务的服务质量要求。标准还明确了DBA的最小调度粒度和响应时延性能要求。下行加密：系统应支持基于AES-128算法的下行数据加密功能，密钥的生成、分发和更新通过PLOAM消息承载，加密模式符合ITU-TG.9807.1中的安全机制要求，确保用户数据在PON介质上传输的安全性。3.6OMCI管理控制接口标准规定了ONT管理控制接口的协议栈架构，包括物理层、帧层、协议层和消息层四个层次。OMCI消息编码采用TLV（Type-Length-Value）格式，管理信息库（MIB）采用ManagedEntity（ME）的层次化组织结构。标准详细定义了XGS-PON所需的受管实体，包括ONT-G、ONT-2G、ANI（接入节点接口）、PPTP（物理路径终端点）、业务VLAN标记过滤器、多播GEM端口、以太网性能监测历史数据等。OMCI应支持ONT配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和软件升级等功能。此外，标准还增加了对XGS-PON特有功能的OMCI管理扩展，如对称速率指示、增强型功耗管理等相关ME定义。3.7网络管理要求在网络管理方面，标准要求XGS-PON系统应采用标准的南向接口（如NETCONF/YANG或SNMP）实现与上层网管系统的对接，支持基于设备级的故障管理、配置管理、计费管理、性能管理和安全管理（FCAPS模型）。OLT应提供完备的本地维护管理接口（如CLI、Web/EMSGUI），支持远程在线升级。对于多厂商设备混合组网场景，鼓励采用标准化管理模型实现统一网管。4主要参与单位介绍——中国信息通信研究院作为GB/T43699-2024标准的牵头起草单位，中国信息通信研究院（以下简称"中国信通院"）在该标准的制定过程中发挥了核心组织与技术引领作用。中国信通院是工业和信息化部直属的科研事业单位，是国家在信息通信领域最重要的权威智库和产业创新平台。多年来，中国信通院深度参与国际电信联盟（ITU-T）、国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）以及第三代合作伙伴计划（3GPP）等国际标准组织的标准化工作，在光接入网、5G/6G、人工智能、工业互联网、车联网等前沿领域具有雄厚的标准研制实力和丰富的研究积累。在光接入网标准化领域，中国信通院牵头制定了我国GPON、XG-PON、XGS-PON系列国家标准以及《接入网设备测试方法》等多项行业标准，构建了覆盖无源光网络主要技术体制的国家标准体系。同时，中国信通院建有完善的接入网设备测试验证平台，具备光传输性能、协议一致性、互操作性、网络管理等多维度测试能力。在GB/T43699-2024编制过程中，中国信通院主要承担了以下工作：组织成立标准起草组并主持全部工作组会议；主导完成标准整体框架设计和关键技术指标的确定；负责与ITU-TSG15/Q2会议的技术对口协调，确保国家标准与国际建议书的技术一致性；组织行业专家对标准草案进行多轮技术评审；统筹各参与单位的意见协调与技术分歧处理；标准发布后牵头开展标准宣贯、实施评估和后续修订计划制定等工作。中国信通院在标准制定过程中始终坚持"开放、公平、透明"的原则，充分兼顾设备制造商、电信运营商、科研机构和最终用户等各方利益诉求，为标准的科学性和广泛适用性提供了有力保障。5标准实施意义与展望5.1标准实施意义GB/T43699-2024的发布和实施具有多方面的重要意义。从产业层面看，该标准为XGS-PON设备制造商提供了统一的技术规范和测试依据，有助于降低产品研发的重复投入，缩短产品上市周期，促进产业链上下游的高效协同。统一的设备技术要求也将有效避免市场碎片化，培育良性竞争的市场环境。从网络建设层面看，标准为电信运营商建设万兆光接入网络提供了明确的技术指引，有利于规范设备采购和网络部署流程，保障网络建设质量和长期演进能力，降低多厂商设备混合组网的互通风险。从用户服务层面看，XGS-PON对称带宽能力的标准化部署将直接赋能企业云专线、高清视频监控回传、在线协同办公等场景，有效改善上行带宽瓶颈问题，提升用户的宽带使用体验和服务品质。从国际对标层面看，该标准在充分消化吸收ITU-TG.9807.1等国际建议书的基础上，结合国内实际需求进行了技术增强，标志着我国在光接入网标准领域从跟随者逐步向并行者角色转变，有利于增强我国在全球光通信标准化工作中的话语权和影响力。5.2未来展望随着50G-PON技术的加速成熟和25G/50G相干PON技术研究的深入推进，光接入网标准体系将持续演进。下一步，相关标准化工作将重点关注以下方向：一是加快推进50G-PON