全光網(wǎng)下光接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展趨勢探討

周秀方，趙文姝，何杰

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全光網(wǎng)下光接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展趨勢探討

周秀方*，趙文姝，何杰

(四川通信科研規(guī)劃設(shè)計有限責任公司，四川成都，610041)

隨著寬帶中國戰(zhàn)略的實施，用戶寬帶網(wǎng)絡(luò)已實現(xiàn)全光化，有線接入網(wǎng)的發(fā)展將從解決最后一公里接入帶寬瓶頸逐漸向優(yōu)質(zhì)化、精品化、智能化的綜合化承載網(wǎng)絡(luò)演進。Internet業(yè)務(wù)和多媒體應(yīng)用的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量正在以指數(shù)級的速度迅速膨脹，這就要求網(wǎng)絡(luò)必須具有高比特率數(shù)據(jù)傳輸能力和大吞吐量的交叉能力。光纖通信技術(shù)出現(xiàn)以后，其近30THz的巨大潛在帶寬容量給通信領(lǐng)域帶來了蓬勃發(fā)展的機遇，特別是在提出信息高速公路以來，光技術(shù)開始滲透于整個通信網(wǎng)，光纖通信有向全光網(wǎng)推進的趨勢。文中主要從光接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化升級、應(yīng)對無線5G光網(wǎng)資源儲備以及智能ODN幾個方面進行探討。

光接入網(wǎng)；發(fā)展趨勢；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；物理網(wǎng)；5G；智能ODN

引言

踐行寬帶中國戰(zhàn)略，近幾年光接入網(wǎng)建設(shè)如火如荼，最后一公里問題也通過FTTH的方式得到了解決。從2014年10月10日四川攀枝花市宣布建成全國首個“全光網(wǎng)城市”后，近年來全國各地全光城市已大批涌現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，具備千兆帶寬接入能力的千兆城市也如新筍般茁壯成長。在已建成全光網(wǎng)的大前提下，光接入網(wǎng)除了接入需求擴容補點建設(shè)，還能做些什么？發(fā)展趨勢又如何？成為光接入網(wǎng)建設(shè)中值得探討的問題。

1 光接入網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化升級提升光網(wǎng)品質(zhì)

隨著4K/8K視頻、3D、VR、AR等新興業(yè)務(wù)的發(fā)展，各種智能終端和物聯(lián)網(wǎng)的涌現(xiàn)，在豐富用戶生活的同時，要求網(wǎng)絡(luò)需具備更高的帶寬，更佳的業(yè)務(wù)體驗，以滿足用戶高品質(zhì)信息化需求。

光接入網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)初期考慮到機房資源及維護便利等因素，主要以“大容量，少局所”的思路進行接入網(wǎng)絡(luò)覆蓋，在使用的過程中逐步反應(yīng)出以下問題：

（1）光纜接入距離普遍較長，光纜層層匯聚，障礙隱患多，用戶感知差；

（2）大量的公眾用戶接入需求直接占用物理網(wǎng)主干資源，加之日益增長的基站、政企專線等需求，主干資源頻繁告竭，不斷的光纜擴建，對通信管道的容量也帶來挑戰(zhàn)；

（3）隨著用戶量的攀升，設(shè)備的堆疊，原有機房空間不足等情況凸顯；

（4）為滿足不斷提高的帶寬需求，PON網(wǎng)絡(luò)按需向10G PON乃至未來的100G PON升級，在升級過程中，為了最大限度保護網(wǎng)絡(luò)投資，在考慮與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)共存時，可能涉及額外引入光衰耗（如：GPON向NG PON升級引入合波分波器），部分原有光纖鏈路衰耗出現(xiàn)無法滿足的情況。

實施10G OLT局點下沉至小區(qū)、商業(yè)綜合體等區(qū)域，將園區(qū)接入光交直接割接至下沉局所，不經(jīng)過物理網(wǎng)光交，實現(xiàn)用戶需求就近接入，縮短光纜距離，減少故障點，騰挪釋放原有物理網(wǎng)主干資源，緩解原有機房和管道壓力。

某地運營商的小區(qū)OLT下沉割接試點效果顯著，用戶接入距離由平均6公里縮至0.5公里左右，小區(qū)用戶平均光衰降低2.5dB，小區(qū)光路質(zhì)量不合格用戶降低88.2%，故障率降低45%，在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)布局，讓網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量更加穩(wěn)定的同時，提升了光網(wǎng)品質(zhì)和用戶感知。

同時，對于一些新建商業(yè)綜合體，業(yè)務(wù)種類豐富，涉及建設(shè)的專業(yè)多。OLT下沉局點的建設(shè)，為實施無線、傳輸?shù)榷鄬I(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、同步接入，避免多專業(yè)分頭實施導致的資源浪費，提供了良好的平臺。OLT下沉使電信運營商在快速提供業(yè)務(wù)等競爭因素上占得先機的同時，也有利于現(xiàn)有基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源的精細化運作。

當然，實施OLT局點下沉也帶來了大量的割接工作，增大了接入局點維護量，同時也涉及到小區(qū)機房資源的協(xié)調(diào)，即使采用室外機柜方式滿足小容量OLT設(shè)備下沉，也需要考慮電源引接，安全性等問題。故，采用OLT下沉方式實施網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化需因地制宜。

2 光纖物理網(wǎng)資源籌備應(yīng)對無線5G建設(shè)

“5G”即第五代移動通信技術(shù)，具備高速率、低時延、大連接等特點。為實現(xiàn)高吞吐量、低延遲的服務(wù)，必須使網(wǎng)絡(luò)更加密集，每隔幾百英尺就部署一個小型蜂窩基站，或者拆分現(xiàn)有的宏基站扇區(qū)來提升容量。簡而言之，5G時代的到達，微基站的數(shù)量將成倍增長，不論最終5G通過何種方式搭建傳送網(wǎng)絡(luò)，都會對光纖接入網(wǎng)絡(luò)提出光交加密及提高成環(huán)率的需求。

光纖物理網(wǎng)在電信網(wǎng)絡(luò)中作為光接入網(wǎng)絡(luò)的一部分，主要由縣城以上區(qū)域的光交及連接其的光纜組成，用于承載重要政企、基站、OLT等業(yè)務(wù)。光纖物理網(wǎng)資源的短缺將嚴重影響接入網(wǎng)絡(luò)對各類業(yè)務(wù)的綜合承載能力。因此，應(yīng)對無線5G的需求，光纖物理網(wǎng)可從如下幾個方面提前進行資源籌備：

（1）光交加密

根據(jù)5G業(yè)務(wù)需求預(yù)測約50m-500m一個基站，為更好的承載5G業(yè)務(wù)，物理網(wǎng)光交覆蓋半徑在2020年規(guī)模部署5G之前控制在平均200m左右，以滿足5G基站的就近接入要求。

對于部分區(qū)域受制于市政限制，新建光交落地困難，可通過對原有光交進行改造，增大光交容量，滿足業(yè)務(wù)需求。

（2）光交成環(huán)

光交成環(huán)可為其承載的業(yè)務(wù)提供2條以上的多路由保護，從網(wǎng)絡(luò)安全和部分業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求上都至關(guān)重要。對于現(xiàn)有物理網(wǎng)光交未成環(huán)的，可結(jié)合需加密的點位，綜合考慮成環(huán)路由，逐步成環(huán)。對于已成環(huán)，但成環(huán)纖芯資源不足的，通過補建光交聯(lián)絡(luò)光纜滿足后續(xù)業(yè)務(wù)需求。

（3）資源釋放

通過OLT下沉至小區(qū)，割接釋放物理網(wǎng)主干資源，另可對部分虛占資源的情況梳理盤活，騰挪釋放，為基站、重要政企等專線業(yè)務(wù)提供豐富的資源保障。

同時伴隨OLT下沉機房的選擇和落實，也為5G業(yè)務(wù)的部署籌備了機房資源。

3 ODN智能化發(fā)展助力無源光網(wǎng)智能管理

光配線網(wǎng)（ODN）是PON網(wǎng)絡(luò)中OLT與ONU之間的無源光纖網(wǎng)絡(luò)，不含有任何電子器件及電子電源，全部由光分路器等無源器件組成。隨著全光城市的建成，ODN網(wǎng)絡(luò)非常龐大，管理維護難度大，效率低。正因為ODN網(wǎng)絡(luò)無源，在資源管理上多采用手工操作，這也導致了光纖連接及光纖信息記錄錯誤的情況頻繁發(fā)生。因ODN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本高昂，且在PON向NG PON技術(shù)演進升級中可實現(xiàn)平滑過渡，采用智能化解決方案，對ODN進行高效的建設(shè)、運營和維護至關(guān)重要。

智能ODN，是利用電子標簽對光纖（包括尾纖、跳纖、光分路器尾纖等）的活動連接器插頭進行唯一標識，自動存儲、導入和導出光配線設(shè)施端口資源及光纖連接關(guān)系數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)光纖信息自動存儲、光纖連接關(guān)系信息自動識別、光纖資源信息校準、可視化現(xiàn)場操作指導、故障的定位和故障處理等智能化功能。

智能ODN解決方案以智能管理、簡化工程部署、面向未來為理念，能有效減少運營商的管理成本。通過對傳統(tǒng)ODN的智能化改造或在智能ODN網(wǎng)管中實現(xiàn)虛擬管理可實現(xiàn)與傳統(tǒng)ODN的共存，逐步平滑升級ODN網(wǎng)絡(luò)，避免資源浪費。

智能ODN的理念早在多年前業(yè)界就已提出，由于現(xiàn)網(wǎng)光纖基礎(chǔ)設(shè)施存量大，智能化改造成本較高等原因，并沒有得到運營商大規(guī)模部署，僅少量運營商進行試點。隨著智能ODN相關(guān)標準逐步到位，以及智能化產(chǎn)品的成熟，相信在不久的將來應(yīng)該會迎來ODN網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模智能化演進。

4 結(jié)束語

面對人民日益增長的帶寬需求，以及不遠的未來無線5G的規(guī)模建設(shè)，光接入網(wǎng)必須綜合考慮如何應(yīng)對不斷變化的需求對接入網(wǎng)帶來的沖擊，提前做好網(wǎng)絡(luò)部署及優(yōu)化，提升網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)，使其具備更大的彈性以適應(yīng)市場競爭需要。同時，管理好龐大的無源光纖網(wǎng)絡(luò)資源，避免前建后亂，最大限度保護投資，實現(xiàn)智能運營、管理、維護功能，光接入網(wǎng)朝著智能化發(fā)展應(yīng)是大勢所趨。

[1] 孟月. 5G準備的傳輸網(wǎng)絡(luò): 光纖是5G的未來[EB/OL]. 通信世界網(wǎng), 2017-05-23.

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[3] 王大鵬, 姜艷. 寬帶接入網(wǎng)中智能ODN的應(yīng)用[J]. 電子技術(shù)與軟件工程, 2016, (13): 11-11.

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Discussion on the Development Trend of Optical Access Network Under the Condition of All Optical Network

ZHOU Xiufang*, ZHAO Wenshu, HE Jie

(Sichuan Communication Design Co, Sichuan Chengdu, 610041, China)

With the implementation of the broadband strategy in China, the subscriber broadband network has become fully opticalized. The development of the cable access network will gradually evolve from solving the bottleneck of access bandwidth in the last kilometer to becoming a high-quality, refined and intelligent bearer network. With the rapid development of Internet services and multimedia applications, the network traffic is rapidly expanding exponentially. This requires that the network must have high bit-rate data transmission capability and high throughput cross-cutting capability. After the appearance of optical fiber communication technology, its huge potential bandwidth capacity of nearly 30THz has brought a booming opportunity in the field of communication. Especially since the information superhighway was proposed, optical technology began to penetrate the entire communication network. Optical fiber communication has been provided to all optical networks Promote the trend. The paper mainly from the optical access network optimization and upgrading of the network to deal with the wireless 5G optical network resources reserve and intelligent ODN several aspects.

optical access network; trend of development; network optimization; optical fiber physical network; 5G; iODN

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.08.053

TN915.63

A

1672-9129(2017)08-0117-02

周秀方, 趙文姝, 何杰. 全光網(wǎng)下光接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展趨勢探討[J]. 數(shù)碼設(shè)計, 2017, 6(8): 117-118.

ZHOU Xiufang, ZHAO Wenshu, HE Jie. Discussion on the Development Trend of Optical Access Network Under the Condition of All Optical Network[J]. Peak Data Science, 2017, 6(8): 117-118.

2017-03-07；

2017-04-16。

周秀方，女，建造師，2009年畢業(yè)于重慶郵電大學，獲工學學士學位，現(xiàn)為四川通信科研規(guī)劃設(shè)計有限責任公司咨詢設(shè)計師，目前主要從事光網(wǎng)規(guī)劃、咨詢、研究工作，曾參全國多個省市的運營商網(wǎng)絡(luò)滾動規(guī)劃，參與四川電信千兆城市、寬帶鄉(xiāng)村等重要建設(shè)項目。E-mail:2209282216@qq.com