5G、クラウドコンピューティング、AIなどの技術の急速な発展に伴い、光アクセスネットワークは、より高い帯域幅と低い遅延に向けて進化を加速させています。次世代PON技術である50G PONは、業界の注目を集めています。現在、オペレーターは既存のネットワークに多数のEPONと10G EPONを抱えています。ネットワークをアップグレードし、EPON、10G EPON、50G PONの共存を実現しながら、投資保護を最大化することが、この技術進化における大きな課題となっています。

1. 波長干渉：EPON進化における主要な課題
EPONの上り波長範囲は100nm（1260nm～1360nm）と広範囲です。しかし、ITU-Tで定義されている50G PONの上りと下りの波長はそれぞれ1286nmと1342nmであり、EPONの上り帯域と完全に重複しています（図1参照）。

この波長干渉により、3世代のPONの共存が非常に困難になっています。標準化から業界実装まで、業界は3つの主要なソリューションを提案しています。

1. EPONネットワークの廃止、10G EPONと50G PONの共存（第2世代）

2018年の50G PON標準化の初期段階から、業界はブロードバンドEPONが将来のPONネットワーク進化の障壁となることを認識していました。EPONの段階的な廃止に伴い、10G EPONと50G PONの第2世代共存が推奨されるソリューションとなっています。

利点：
- 標準化：50G PON規格は10G EPONと互換性があり、業界チェーンは成熟しています。
- ネットワークの簡素化：3世代の共存に伴う複雑さを回避し、運用および保守コストを削減します。
- パフォーマンスの向上：EPONが廃止された後、ネットワーク帯域幅と遅延パフォーマンスを大幅に最適化し、AI時代の要求に応えることができます。

現在、中国移動などのオペレーターはEPONの廃止を推進し始めており、地域のGPONに合わせるためにネットワーク機能を徐々にアップグレードし、より競争力のあるアクセスネットワークを構築しています。

2. EPONをナローバンドに収束させ、3世代共存を実現

2017年の10G EPONの商用化後、DFBレーザーのコストが低下したため、オペレーターは企業標準を採用して、EPONの上り波長を1290nm～1330nmに、10G EPONの非対称1G上り波長を1260nm～1280nmに狭めました。この調整は、50G PONの共存の基盤を築きました。

2022年には、50G PONが新たに1286nmの上り波長を定義しました。ナローバンドEPONの展開により、EPON、10G EPON、50G PONの共存が可能になります。

利点：
- スムーズな進化：既存のEPONユーザーを維持し、強制的なネットワーク閉鎖を回避します。
- 標準の収束：ITUとIEEEのPON波長が収束し、より効率的な業界チェーンが実現します。
- ただし、ナローバンドEPONの普及には時間がかかり、ブロードバンドEPON機器の廃止にはオペレーターからの継続的な投資が必要です。

3. 独自に定義された50G EPON波長とアップリンク時分割多重化
最近、業界は独自に50G EPON波長（例：136x nm）を定義し、時分割多重化を使用して3世代の共存を実現することを提案しています（図2参照）。

ただし、このソリューションは複数の技術的ボトルネックに直面しています。
- 光ファイバー減衰：136x nmはウォーターピークの端にあり、高くて不安定な減衰が発生します。
- 分散制限：高周波分散は信号劣化を引き起こし、50G NRZ伝送をサポートすることが困難になります。
- 効率と遅延：3世代のPONが上りタイムスロットを共有し、EPON/10G EPONの長いプリアンブル（マイクロ秒）は、50G PONの帯域幅効率を大幅に低下させ、遅延を増加させます。
- 業界チェーンコスト：136x nmの光デバイスはGPON業界チェーンと再利用できず、高コストになります。

欠点：
- 技術的な実現可能性が低く、パフォーマンスが大幅に低下します。
- IEEE PONとITU PON間の標準化の分裂が継続し、業界チェーンの収束を妨げます。
- ネットワークの競争力が低下し、将来のサービスニーズに対応することが困難になります。

II. 歴史的経験：時分割多重化からの教訓
10G EPONとEPONの共存時代には、アップリンク時分割多重化（TDM）が大きな欠点（高遅延と低い帯域幅利用率）を露呈し、IEEE PONはITU PONとの競争で不利な立場に置かれました。TDMを50G時代でも使用し続けると、これらの問題はさらに増幅され、4K/8K、XR、AIなどの新しいサービスをネットワークがサポートできなくなる可能性があります。

III. 結論：EPONの廃止が最適な進化パス
長期的な業界の視点から見ると、EPONの廃止と10G EPONと50G PONの共存（第2世代）が最適な選択肢です。このパスは、次のことが可能です。
- 技術的リスクの軽減：波長干渉と時分割多重化のパフォーマンス上の欠点を回避します。
- ネットワーク機能の強化：PON規格を統一し、運用と保守を簡素化し、総所有コストを削減します。
- 競争力の強化：50G PONから次世代PON技術への将来の進化への道を開きます。

逆に、50G EPON時分割共存ソリューションを選択すると、標準の断片化、業界チェーンの冗長性、ネットワークパフォーマンスの低下につながり、最終的に展開されたネットワークの技術的競争力が低下します。

IV. 業界からの呼びかけ：EPONの廃止を促進するために協力する
オペレーター、機器ベンダー、標準化団体が協力してEPONの廃止を加速することを推奨します。
- 移行計画の策定：ポリシーインセンティブまたは技術的な置き換えを通じて、ユーザーの10G EPONへの移行を促進します。
- 技術標準の収束：波長計画に関するIEEEとITU間のさらなる協力を促進します。
- 業界チェーンの最適化：10G EPONと50G PONの共存を可能にする光モジュールとチップの開発に焦点を当て、コストを削減します。

AIとコンピューティングパワーの時代において、アクセスネットワークの帯域幅と遅延能力は、重要インフラストラクチャの主要な競争優位性となります。適切な進化パスを選択することで、オペレーターは次の10年間で成功を収めることができます。