基于10G PON的普遍100M接入方案的研究和探討

劉海軍華為公司中國(guó)區(qū)運(yùn)營(yíng)商MKT與解決方案銷售部高級(jí)營(yíng)銷經(jīng)理

基于10G PON的普遍100M接入方案的研究和探討

劉海軍華為公司中國(guó)區(qū)運(yùn)營(yíng)商MKT與解決方案銷售部高級(jí)營(yíng)銷經(jīng)理

普遍100M接入服務(wù)將在未來(lái)3年普及。通過(guò)研究普遍100M接入的帶寬模型，探討對(duì)PON網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求，確定以10G PON為基礎(chǔ)的接入網(wǎng)升級(jí)方案，為運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一規(guī)劃普遍100M接入網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。

普遍100M接入 10GPON ODN共存

1 引言

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的推進(jìn)及“寬帶中國(guó)”的深入落實(shí)，2015年國(guó)務(wù)院在提速降費(fèi)指導(dǎo)意見(jiàn)中提出了100M普遍接入的能力要求及進(jìn)度要求。中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通等運(yùn)營(yíng)商結(jié)合自身寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃，提出了百兆寬帶新標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃在未來(lái)2～3年快速、規(guī)模的發(fā)展100M寬帶用戶。預(yù)計(jì)到2017年底，100M寬帶將成為市場(chǎng)普及的寬帶業(yè)務(wù)。

針對(duì)100M普遍接入需求，固定接入網(wǎng)需要提前升級(jí)網(wǎng)絡(luò)能力，在接入網(wǎng)主流技術(shù)PON系統(tǒng)上支持普遍100M接入能力。

2 普遍100M接入面臨的兩大挑戰(zhàn)

2015年“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略有了新內(nèi)涵和新要求。根據(jù)2015年5月16日國(guó)辦發(fā)【2015】41號(hào)《關(guān)于加快高速寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)的指導(dǎo)意見(jiàn)》的要求：到2017年底，全國(guó)所有設(shè)區(qū)市城區(qū)和大部分非設(shè)區(qū)市城區(qū)家庭具備100Mbit/s光纖接入能力，直轄市、省會(huì)城市等主要城市寬帶用戶平均接入速率超過(guò)30Mbit/s，其他設(shè)區(qū)市城區(qū)和非設(shè)區(qū)市城區(qū)寬帶用戶平均接入速率達(dá)到20Mbit/s。該指導(dǎo)意見(jiàn)簡(jiǎn)要地闡述了“普遍100M接入”的兩個(gè)技術(shù)要求：

（1）針對(duì)單個(gè)家庭寬帶用戶，要求入戶段線路具備100Mbit/s管道能力。41號(hào)文提倡光纖接入，而根據(jù)運(yùn)營(yíng)商實(shí)際情況，五類線入戶同樣滿足100Mbit/s管道能力要求，可作為100Mbit/s管道的重要補(bǔ)充方式。

（2）針對(duì)PON系統(tǒng)，要求忙時(shí)平均接入速率達(dá)到30Mbit/s及以上。在部分寬帶發(fā)達(dá)省份運(yùn)營(yíng)商的100M寬帶業(yè)務(wù)規(guī)劃中，要求PON系統(tǒng)達(dá)到20～30M的忙時(shí)平均接入速率，與41號(hào)文要求相互印證。以四川電信為例，四川電信基于4K視頻業(yè)務(wù)（每路標(biāo)準(zhǔn)4K視頻的規(guī)劃帶寬為45Mbit/s）規(guī)模應(yīng)用的寬帶業(yè)務(wù)規(guī)劃中，預(yù)計(jì)2017年底PON系統(tǒng)忙時(shí)平均接入速率將達(dá)到22Mbit/s以上。

普遍100M接入要求已經(jīng)明晰，現(xiàn)階段中國(guó)寬帶接入能力是什么情況？工業(yè)和信息化部2015年7月16日發(fā)布的《2015年6月份通信業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況》報(bào)告中指出：截至2015年6月底，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入端口數(shù)量達(dá)4.45億個(gè)，互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶總數(shù)達(dá)到2.07億戶。其中：

（1）xDSL端口總數(shù)1.31億個(gè)，LAN端口總數(shù)1.04億個(gè)，F(xiàn)TTH/0端口達(dá)到2.1億個(gè)。

（2）xDSL用戶數(shù)達(dá)到7346萬(wàn)戶，占比35%；LAN用戶數(shù)達(dá)到4347萬(wàn)戶，占比21%；光纖接入FTTH/0用戶數(shù)達(dá)到9007萬(wàn)戶，占比44%。

從以上數(shù)據(jù)可以看到，固定接入網(wǎng)支持普遍100M接入面臨兩大挑戰(zhàn)：

（1）現(xiàn)網(wǎng)xDSL端口不具備100M管道能力

現(xiàn)網(wǎng)FTTH/O端口及LAN端口均具備100M管道能力，但XDSL端口中約有90%為ADSL/ADSL2+，最高速率為20Mbit/s，不具備100M管道能力，不滿足“普遍100M接入”的技術(shù)要求。

（2）部分場(chǎng)景下PON系統(tǒng)不具備普遍100M接入能力

PON（Passive Optical Network，無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)是P2MP（Point to Multipoint）技術(shù)，現(xiàn)網(wǎng)PON系統(tǒng)在部分接入場(chǎng)景的收斂比過(guò)大，不具備普遍100M接入能力。以EPON系統(tǒng)為例，單EPON端口可用帶寬為900Mbit/s，當(dāng)下掛用戶數(shù)超過(guò)30戶，忙時(shí)平均接入速率將小于30Mbit/s，不滿足“普遍100M接入”的技術(shù)要求。

3 基于10G PON的普遍100M接入解決方案

（1）100M管道能力升級(jí)方案

現(xiàn)網(wǎng)xDSL端口需改造入戶段線路及接入網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備，以支持100Mbit/s管道能力。具體的改造方案有：

●將入戶段雙絞線長(zhǎng)度改造至300m以內(nèi)，將ADSL/ADSL2+端口改造為VDSL2Vectoring端口（見(jiàn)表1）。

表1 銅線技術(shù)300m距離下速率

●將入戶段線路從雙絞線改造為五類線（或超五類線），將ADSL/ADSL2+端口改造為L(zhǎng)AN端口（FE端口或GE端口）。

●將入戶段線路從雙絞線改造為光纖，將ADSL/ ADSL2+端口改造為EPON或者GPON端口。

（2）PON系統(tǒng)普遍100M接入能力升級(jí)方案

按“普遍100M接入”的技術(shù)要求（即“忙時(shí)用戶平均接入速率30Mbit/s”）評(píng)估，現(xiàn)網(wǎng)EPON系統(tǒng)和GPON系統(tǒng)在部分場(chǎng)景無(wú)法支持普遍100M接入。

從表2可見(jiàn)，EPONFTTH在1:64分光比場(chǎng)景以及FTTB場(chǎng)景下都不支持普遍100M接入，需要升級(jí)PON系統(tǒng)能力。具體升級(jí)方案為：

●EPONFTTH1:64分光比場(chǎng)景，升級(jí)10GEPON或分光器裂化為1:32

升級(jí)10G EPON的具體操作方案為：EPON單板更換為10GEPON單板。原有ODN網(wǎng)絡(luò)保持不變，無(wú)需改造。由于10G EPON向下兼容EPON，因此EPON ONT和10G EPON ONT可在同一ODN下共存。EPON ONT按需更換為10G EPON ONT?，F(xiàn)網(wǎng)FTTH場(chǎng)景PON系統(tǒng)OLT設(shè)備下帶用戶數(shù)約1000～2000戶，OLT設(shè)備上行帶寬按需從1～4×GE端口升級(jí)為N×10GE端口（N≤6），確保OLT上行峰值帶寬無(wú)收斂（見(jiàn)圖1）。

10G EPON具有向下兼容EPON的特性，EPON ONT與10GEPONONT可以共ODN混合組網(wǎng)，降低了升級(jí)方案的工程實(shí)施復(fù)雜度，運(yùn)營(yíng)商據(jù)此特性可快速、高效、規(guī)模地升級(jí)10GEPON網(wǎng)絡(luò)能力。不過(guò)，OLT升級(jí)到10GEPON后，10GPON端口下EPONONT并不能共享10G下行帶寬（實(shí)際為9000Mbit/s），仍共享1G下行帶寬（實(shí)際為900Mbit/s）。因此，我們要求EPON升級(jí)10G EPON后單個(gè)10G EPON端口下掛EPON ONT的數(shù)量≤30個(gè)，才能滿足“普遍100M接入”的技術(shù)要求，即“PON系統(tǒng)忙時(shí)平均接入速率30Mbit/s”。

分光器裂化的具體操作方案為：將1:64分光器調(diào)整為2個(gè)1: 32分光器，分光器至OLT新建或新占用1條光纖，新占用OLT1個(gè)EPON端口。EPONONT不變。現(xiàn)網(wǎng)FTTH場(chǎng)景PON系統(tǒng)OLT設(shè)備下帶用戶總數(shù)約1000～2000戶，OLT設(shè)備上行帶寬按需從1～4×GE端口升級(jí)到N×10GE端口（N≤6），確保OLT上行峰值帶寬無(wú)收斂（見(jiàn)圖2）。

●FTTB場(chǎng)景，升級(jí)為10G PON。其中EPON FTTH升級(jí)為10G EPON FTTB，GPON FTTB升級(jí)為10GGPONFTTB

具體操作方案為（以EPON為例）：EPON單板更換

表2 PON系統(tǒng)普遍100m接入用戶數(shù)評(píng)估

圖1 EPON FTTH1：64分光場(chǎng)景升級(jí)10GEPON

圖2 EPON FTTH1：64分光場(chǎng)景裂化為1：32分光

以4K視頻為主的大帶寬業(yè)務(wù)應(yīng)用，運(yùn)營(yíng)商的良性寬帶競(jìng)爭(zhēng)，“寬帶中國(guó)”的深入落實(shí)，諸多因素將在未來(lái)3年共同促進(jìn)和推動(dòng)普遍100M接入快速、規(guī)模的普及。寬帶提速，網(wǎng)絡(luò)先行，接入網(wǎng)主流技術(shù)PON系統(tǒng)需要提前升級(jí)，以10G PON為基礎(chǔ)，系統(tǒng)提供普遍100M接入能力。

目前，基于10G PON的普遍100M接入解決方案已在中國(guó)得到大量應(yīng)用。近兩年來(lái)江蘇電信、浙江電信、四川電信、福建電信等省份運(yùn)營(yíng)商采用10G PON FTTB升級(jí)方案在高端小區(qū)、校園網(wǎng)、工業(yè)園區(qū)光網(wǎng)等場(chǎng)景提供了普遍100M接入服務(wù)。2015年517世界電信日前后，上海電信、四川電信、江蘇電信等省份運(yùn)營(yíng)商紛紛發(fā)布10G EPON FTTH示范項(xiàng)目，在高端小區(qū)、中小企業(yè)等場(chǎng)景提供普遍100M接入以及千兆接入服務(wù)。由于10G PON提供5倍于GPON及為10GEPON單板。原有ODN網(wǎng)絡(luò)保持不變，無(wú)需改造。

EPON MXU一次性更換為10G EPON MXU。10G EPON/10G GPON端口下行可用帶寬約為9000Mbit/s，因此改造后單10GEPON/10GGPON端口下帶MXU用戶端口不超過(guò)300個(gè)?，F(xiàn)網(wǎng)FTTB場(chǎng)景PON系統(tǒng)OLT設(shè)備下帶用戶總數(shù)約2000～4000戶，OLT設(shè)備上行帶寬按需從1～4×GE端口升級(jí)到N×10GE端口（N≤12），確保OLT上行峰值帶寬無(wú)收斂（見(jiàn)圖3）。

圖3 FTTB場(chǎng)景升級(jí)10GPON FTTB（以EPON為例）

4 結(jié)束語(yǔ)

10倍于EPON的超大帶寬升級(jí)方案，不改動(dòng)ODN網(wǎng)絡(luò)，可快速、高效地提供普遍100M接入服務(wù)，得到眾多客戶的高度認(rèn)可。10GPON解決方案將助力接入網(wǎng)輕松應(yīng)對(duì)普遍100M接入的挑戰(zhàn)。

1 張鵬.FTTx PON技術(shù)與應(yīng)用.人民郵電出版社.2010,4

2 國(guó)務(wù)院辦公廳[2015]41號(hào).關(guān)于加快高速寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)的指導(dǎo)意見(jiàn)

3 工信部.2015年6月份通信業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況

Universal Service of 100MAccess Based on 10G PON

Universal service of 100M access will become popular in recent years.Based on the study of bandwidth model of universal 100M access,this paper analyses the demand for PON’s network and establishes updating solution of 10G PON.

universal 100M access,10G PON,coexisted in ODN

2015-08-15）