EPON設(shè)備組網(wǎng)方式與寬帶提速

陳國春

摘 要：文章主要根據(jù)福建省EPON建設(shè)面臨的寬帶提速等新變化，提出了如何在不花錢或少花錢的情況下，充分挖掘設(shè)備的潛力，做好EPON設(shè)備的統(tǒng)籌規(guī)劃，并提出具體可行的建設(shè)辦法。

關(guān)鍵詞：寬帶提速；EPON組網(wǎng)；EPON改造

2010年2月，中國電信發(fā)布了“十二五”重頭規(guī)劃“寬帶中國·光網(wǎng)城市”，福建電信投入了大量的資金，大力推進EPON建設(shè)，通過四年的努力，完成了以FTTH為主導(dǎo)，以EPON為輔助的光寬帶網(wǎng)絡(luò)。今年，福建電信再度發(fā)力，對全省寬帶網(wǎng)絡(luò)進行提速，并首先把高價值用戶寬帶速率提高至50M及100M。在宏偉的藍圖下，有個問題已無法回避，即現(xiàn)有的EPON網(wǎng)絡(luò)，能否勝任如此的寬帶提速？提速后，用戶能否有更好的感知？因此，研究EPON設(shè)備組網(wǎng)方式與寬帶提速，變得極為必要。

1 EPON設(shè)備的組網(wǎng)方式

EPON系統(tǒng)由局端設(shè)備OLT、終端設(shè)備ONU以及ODN和網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)組成。在已建網(wǎng)絡(luò)中，終端設(shè)備ONU主要是指華為的5616、5620設(shè)備和中興的9806、F822設(shè)備，終端用戶連接到ONU有兩種方式：一種是用戶→ADSL貓→銅纜→ONU（5616，及9806的語音、數(shù)據(jù)板）；另一種是用戶→五類線（數(shù)據(jù)與語音分開）→ONU（5620，及F822），然后ONU通過光纖連接到OBD（光分路器），與OLT的PON口相連，再接入到電信的傳輸系統(tǒng)。因語音通信所占用的帶寬較小，相對于數(shù)據(jù)傳輸，可以忽略不計，文章主要討論OLT以下部分的數(shù)據(jù)通信的帶寬問題。

2 EPON設(shè)備組網(wǎng)方式遇到的挑戰(zhàn)

FTTH技術(shù)日趨成熟，建設(shè)成本下降較大，已逐步占主導(dǎo)地位。從技術(shù)趨勢看，近些年，全球光網(wǎng)通信技術(shù)快速發(fā)展，光網(wǎng)部署的成本門檻顯著下降，光纖入戶業(yè)務(wù)的用戶規(guī)?？焖贁U大，已擁有性價比優(yōu)勢。特別是FTTH先天具備的速率優(yōu)勢，把EPON設(shè)備退網(wǎng)擺上了日程。

EPON設(shè)備構(gòu)建成本較高，設(shè)備利用率普遍較低。EPON設(shè)備廠家已放棄大規(guī)模生產(chǎn)，中興及華為對旗下的9806及5616設(shè)備，只有少量生產(chǎn)，用于維護客戶關(guān)系。同時，受移動通信工程的影響，語音用戶數(shù)量不升反降，造成板件的利用率不斷下降。

EPON設(shè)備無法滿足電信的提速要求。中興及華為對旗下的單臺9806及5616設(shè)備，設(shè)計吞吐量約為1Gbps，單用戶寬帶，因受銅纜長度及品質(zhì)約速，即使在銅纜不大于500米時，速率上限為20M，而在實際使用中，大部分速率只能達到設(shè)計值的一半，已無法滿足電信的提速要求。

EPON的耗電量高，保有成本大，不符合“節(jié)能減排”戰(zhàn)略需求。單臺EPON，滿載時，其額定電流為1.3A（中興F822設(shè)備），可以算出，其額定功率為286W（實際使用中并沒滿載，為方便計算，按200W計），每個接入點按3臺EPON設(shè)備估算，其年用電量費用為0.2KW*24小時*3臺*365天*0.96元/度=5046元。各EPON點房子租金，以每月200元為例，年成本為2400元。因此，每保留一個EPON點的成本，年均費用在7000元以上。

設(shè)備噪音大，維護成本高，備品備件消耗大。EPON設(shè)備噪音大，維護人員經(jīng)常出入，給出租戶的生活，出租意愿不高。設(shè)備點經(jīng)常被要求遷移，而遷移的成本特別高，影響電信和租戶之間的感情。再者，EPON機房環(huán)境較差，高灰塵、潮濕等，嚴重威脅設(shè)備壽命，夏季高溫引起的頻繁掉線等，直接影響用戶的感知，再加上各租戶家的地阻很難達到防雷要求，設(shè)備燒毀更是常有的事，維護成本高，備品備件消耗大。

3 EPON設(shè)備兩種組網(wǎng)方式的瓶頸及解決辦法

兩種組網(wǎng)方式，都存在較大的瓶頸問題，假設(shè)每個分光器上裝有兩個純數(shù)據(jù)通信的滿配ONU設(shè)備，這些用戶同時在線（即華為256戶，中興192戶同時在線），同時，為讓用戶有比較好的感知，數(shù)據(jù)并發(fā)系數(shù)取0.5（用戶稍感有點擁擠），我們對其分析與解決如下。

3.1 ONU與銅纜的接入模式

此模式大量存在于農(nóng)村。首先，因銅纜的制約，其用戶速率無法突破20M bps， 單臺 EPON設(shè)備滿配時，中興為96戶，華為128戶，以中興為例，不考慮銅纜長度的制約因素，每個用戶的理論帶寬=1G（PON口的速率）/0.5/2/96=10.41M bps 對應(yīng)地，華為7.81M bps，離30M bps遠著。何況，農(nóng)村的接入網(wǎng)點（經(jīng)常1-2個接入點合用一個分光器）用戶數(shù)遠超300戶寬帶，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，寬帶提速至12Mbps以上，只能是一種欺騙行為。

3.2 ONU與五類線的接入模式

此模式大都以小區(qū)和工廠為主。因五類線可承載的速率近1G bps，其對ONU不會構(gòu)成瓶頸，仍以每個PON口帶2臺ONU設(shè)備，每臺ONU帶24個寬帶口為例，其每個用戶的理論帶寬=1G（PON口的速率）/0.5系數(shù)/2臺/24口=41.67M bps，即每個PON口（或分光器）所承載的滿配用戶，其速率為41.67M bps，在實際應(yīng)用上，我們的每個PON口（或分光器）所承載的ONU數(shù)量大約為5-12臺，其同時在線的用戶數(shù)達96戶（4臺滿載）時，速率下降至20Mbps左右，盲目提高速率，將是以犧牲更多用戶的感知為代價。

3.3 以20Mbps 速率為基礎(chǔ)，每個PON口（或分光器）所負載的用戶數(shù)

負載的用戶數(shù)=1000M/0.5系數(shù)/20M=100戶，即每個PON口，同時在線的用戶數(shù)，不能大于100戶。

3.4 解決辦法

在經(jīng)濟允許的條件下，全部改為FTTH，投資太大，時間上不一定允許。為適應(yīng)寬帶提速要求，讓用戶上網(wǎng)有比較好的體驗，就是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上動一點小手術(shù)。針對兩種模式，解決方案如下。

（1）ONU與銅纜的模式，其目標就是把速率提到ONU的速率上限，即20M，其解決辦法可分為三種步驟：a.把銅纜的長度壓縮到500米以內(nèi)，才能提供20Mbps的帶寬，這是EPON設(shè)備對銅纜線路的要求。b.因高清用戶的帶寬要求為12M bps， 若速率只提速到12M bps，單個PON口，所能承載的同時在線用戶數(shù)為167戶，銅纜長度可放寬至1公里，對網(wǎng)絡(luò)改造要求將會大大降低。c.每臺設(shè)備最好是寬帶板與語音板搭配，即只裝兩塊寬帶板，其余裝語音板，可減輕設(shè)備背板處理數(shù)據(jù)的壓力。d.每個PON口（或分光器）負載的20Mbps用戶數(shù)，其同時在線量不要超過100戶。根據(jù)實際應(yīng)用，每個接入點，要占用1-2個PON口，確保用戶有良好的感知。

（2）ONU與五類線的接入模式。此模塊為寬帶提速的重點區(qū)域，理論上，可為用戶提供1G的速率。通過前面的計算分析可知，當為用戶提供50M bps時，其所承載的同時在線用戶數(shù)為40戶，即每個PON口（或分光器）承載的滿負荷ONU，不到兩臺中興F822或華為5620。還好，我們的ONU設(shè)備利用率沒這個高，但為讓用戶有良好的感知，每個PON口的負載，是無論如何，不超過8臺，以端口利用率50%為例，僅可放寬至4臺，在工程建設(shè)及設(shè)計時，最好控制在4臺以內(nèi)。

4 結(jié)束語

隨著寬帶提速的不斷演進，大量的EPON設(shè)備將不得不退出歷史舞臺。因此對今后的EPON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方式及提速改造，提出以下建議：（1）對ONU與銅纜的接入模式，在各用戶平均速率為20Mbps以下時，可按文章方式改造。超過20M bps則必須用FTTH改造。（2）而ONU與五類線的接入模式，為保證今后的寬帶提速，新建或改建的小區(qū)，必須保證每個PON下掛的ONU數(shù)量低于4臺，為寬帶提速至50M做準備，而在現(xiàn)階段寬帶為20Mbps及以下，最高也不可超過8臺。