千兆寬帶網(wǎng)絡(luò)低成本快速部署方案研究

孫 輝

（北京中網(wǎng)華通設(shè)計咨詢有限公司，北京 100070）

0 引 言

國務(wù)院提出到2020年“寬帶中國”戰(zhàn)略目標(biāo)全面實(shí)現(xiàn)，建成高速、移動、安全、泛在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施。工信部要求運(yùn)營商加大開展“雙G雙提”，推動固定寬帶和移動寬帶雙雙邁入千兆（G比特）時代。聯(lián)通集團(tuán)全面推出千兆智慧寬帶，要求重點(diǎn)城市具備千兆接入能力，通過自建和社會化合作等多種方式滿足市場需求。

滿足千兆接入可通過多種覆蓋方式，為做好最優(yōu)的覆蓋方式選擇，本文通過多維度分析每種接入方式的綜合造價，根據(jù)實(shí)際建設(shè)情況選擇合適建設(shè)方式，降低建設(shè)成本。

1 實(shí)現(xiàn)千兆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段

聯(lián)通集團(tuán)已明確采用10G PON技術(shù)實(shí)現(xiàn)千兆網(wǎng)絡(luò)覆蓋，目前集團(tuán)已經(jīng)完成XG-PON、Combo PON的集采。某省聯(lián)通現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)以GPON為主，需進(jìn)行升級改造?？紤]到千兆寬帶推廣之初，受資費(fèi)、終端價格、市場策略以及客戶需求等因素影響，200M以下GPON業(yè)務(wù)與10G PON千兆業(yè)務(wù)一定時期內(nèi)存在共存的局面。兼顧GPON用戶的同時，快速推進(jìn)千兆網(wǎng)絡(luò)覆蓋的技術(shù)手段主要包括Combo PON方式、GPON+XGPON獨(dú)立纖芯方式以及GPON+XGPON+外置合波方式[1]。3種技術(shù)手段分析對比如下。

1.1 Combo PON方式

Combo PON即GPON和XGPON的聯(lián)合體，利用兩種技術(shù)采用不同的承載波長，在一個光模塊內(nèi)將GPON和10G PON網(wǎng)絡(luò)兩種波長合波，實(shí)現(xiàn)GPON和10G PON光信號的獨(dú)立發(fā)送和接收處理，兼容現(xiàn)有GPON網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的同時按需提供高帶寬業(yè)務(wù)。優(yōu)勢是靈活性強(qiáng)，可同時滿足GPON和10G PON不同階段的業(yè)務(wù)需求，客戶側(cè)只需更換設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)高帶寬業(yè)務(wù)的快速平滑升級[2]。另外現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備和ODN可利舊，可重用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和ODN系統(tǒng)，避免資源浪費(fèi)。但造價高，大規(guī)模部署時投資壓力大。Combo PON板價格是GPON板的6.96倍，是XGPON板的2.32倍。

1.2 GPON+XGPON獨(dú)立纖芯方式

該模式采用GPON+XGPON兩套ODN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，雙網(wǎng)覆蓋來滿足用戶不同寬帶接入需求。兩套ODN需要獨(dú)立的兩套纖芯系統(tǒng)，GPON網(wǎng)絡(luò)采用GPON光貓滿足200M以下業(yè)務(wù)需求，XGPON網(wǎng)絡(luò)滿足200M以上的千兆業(yè)務(wù)支撐需求。優(yōu)勢是GPON和XGPON業(yè)務(wù)板卡相對于Combo PON板卡更為便宜，已有GPON設(shè)備的機(jī)房通過新增XGPON設(shè)備即可滿足用戶千兆需求。但需要新的獨(dú)立纖芯滿足XGPON網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)網(wǎng)ODN網(wǎng)絡(luò)需預(yù)留足夠的纖芯資源，若沒有預(yù)留纖芯，則需新建光纜資源，從而增加部分投資[3]。

1.3 GPON+XGPON+外置合波方式

GPON+XGPON+外置合波基于波分復(fù)用原理實(shí)現(xiàn)GPON與XGPON共纖平滑升級，OLT新增GPON和XGPON單板，通過外置模塊合波滿足10G PON和GPON端口。優(yōu)勢是提高了纖芯利用率，增大了單纖承載的總帶寬，可通過合波同時提供10G PON和GPON口，滿足不同帶寬產(chǎn)品業(yè)務(wù)需求。但會引入損耗，造成ODN損耗增加，引入兩個活接頭造成1 dB插損，且施工復(fù)雜，管理維護(hù)困難，機(jī)房空間占用大，施工和布線復(fù)雜。

2 千兆寬帶ODN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)場景分類

千兆光纖寬帶ODN網(wǎng)絡(luò)目前建設(shè)場景主要為分為新國標(biāo)小區(qū)和非新國標(biāo)小區(qū)。其中，新國標(biāo)小區(qū)運(yùn)營商將光纜布放至開發(fā)商的設(shè)備間，安裝一級分光器，通過跳纖與開發(fā)商的入戶皮線光纜相連，實(shí)現(xiàn)寬帶入戶，分新建和改造兩種場景。非新國標(biāo)小區(qū)場景主要指未按光纖到戶新國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的寬帶項目，一般采用1∶64的二級分光模式進(jìn)行建設(shè)，主干光纜、一二級分光器間的配線光纜均由運(yùn)營商負(fù)責(zé)建設(shè)，也分新建和改造兩種場景[4]。

3 千兆覆蓋模型選取

考慮市場策略、資費(fèi)、千兆終端成本以及市場需求等因素，設(shè)定兩年間演進(jìn)過渡階段。在演進(jìn)過渡階段，GPON支撐的200M以下業(yè)務(wù)還存在較大的需求空間，GPON、XGPON需求共存。兩年后，XGPON需求極有可能成為絕對主流，GPON網(wǎng)絡(luò)全面被XGPON網(wǎng)絡(luò)替換退網(wǎng)[5]。

某省聯(lián)通小區(qū)寬帶端口數(shù)量分布如圖1所示，通過對某省聯(lián)通目前11237個存量項目的集合分析，寬帶接入小區(qū)用戶在768戶以內(nèi)的小區(qū)占比為94.5%，按聯(lián)通目標(biāo)市場占有率94%的項目建設(shè)端口數(shù)小于768個?？梢酝扑?，本次模型選取可按2000戶小區(qū)、分光比為1∶32、主干光纜芯數(shù)為24芯、接入距離為1 km進(jìn)行測算。當(dāng)主干光纜為24芯，總分光比最小按1∶32計算。

圖1 某省聯(lián)通小區(qū)寬帶端口數(shù)量分布

4 不同場景下千兆網(wǎng)絡(luò)部署策略

4.1 新國標(biāo)小區(qū)新建千兆網(wǎng)絡(luò)

考慮到ONU-OLT衰耗問題，一級光分按1∶32進(jìn)行配置，主干光纜采用24芯光纜，最大能滿足2 560戶新國標(biāo)小區(qū)的纖芯需求。

4.1.1 建設(shè)模式分析

（1）Combo PON建設(shè)模式。主要建設(shè)內(nèi)容包括主干光纜、Combo PON板以及一級光分器投資。初期建設(shè)需要1塊Combo PON板，1 km24芯主干，1臺1∶32的一級分光器，投資2.71×104元。穩(wěn)定期建設(shè)需要8塊Combo PON板，24芯主干1 km，24臺1∶32的一級分光器，投資7.16×104元。

（2）GPON+XGPON建設(shè)模式。主要涉及新建主干光纜、GPON+XGPON板以及一級光分投資。初期建設(shè)需要1塊GPON板，1塊XGPON板，1 km24芯主干，兩臺1∶32的一級分光器，投資2.42×104元。穩(wěn)定期建設(shè)需要兩塊GPON板，3塊XGPON板，24芯主干1 km，24臺1∶32的一級分光器，投資5.85×104元。

4.1.2 方案選擇

GPON+XGPON模式相較于Combo PON模式，無論是初期工程投入，還是千兆業(yè)務(wù)穩(wěn)定期，從TCO角度考慮，投資均較低。新國標(biāo)（一級分光）新建場景建議選擇GPON+XGPON模式，對于高價值小區(qū)，市場部全面推廣千兆的可直接采用XGPON建設(shè)，一步到位。

4.2 非新國標(biāo)小區(qū)新建千兆網(wǎng)絡(luò)

分光比按1∶64二級光分進(jìn)行配置，主干光纜采用24芯光纜最大可提供1 536個末端端口，按照湖南聯(lián)通30%薄覆蓋原則，最大能滿足5 000戶小區(qū)的纖芯需求，足以涵蓋大部分小區(qū)的。

4.2.1 建設(shè)模式分析

（1）Combo PON建設(shè)模式。新建主干光纜、Combo PON、一級光分、配線光纜、二級分光投資。主要建設(shè)規(guī)模及投資如下，Combo PON模式和現(xiàn)有GPON新建小區(qū)（自建項目）建設(shè)方式一致，一級分光器至二級分光器配線光纜的纖芯需求按1+1（1主1備）進(jìn)行建設(shè)，投資1.536×105元。

（2）GPON+XGPON建設(shè)模式。在千兆網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)階段需建設(shè)兩套獨(dú)立的ODN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來滿足用戶不同寬帶接入需求。主要建設(shè)規(guī)模及投資如下，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)內(nèi)容主要包括新建主干光纜（使用24芯）、OLT機(jī)房新增GPON板以及XGPON板，分別用于GPON和XGPON接入的獨(dú)立一級光分、配線纖芯以及二級分光投資，投資1.688×105元。

4.2.2 方案選擇

Combo PON模式為一次性投資，建設(shè)初期與穩(wěn)定期投資一樣。項目進(jìn)入穩(wěn)定后，GPON+XGPON模式全生命周期成本將高于Combo PON模式。無論是從TCO角度，還是從維護(hù)便利性角度，對于非新國標(biāo)（二級分光）新建場景建議采用Combo PON模式進(jìn)行建設(shè)[6]。

4.3 存量網(wǎng)絡(luò)千兆改造-新國標(biāo)小區(qū)

該場景指前期項目采用一級分光方式覆蓋的新國標(biāo)小區(qū)，現(xiàn)進(jìn)行千兆網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

4.3.1 建設(shè)模式分析

（1）Combo PON建設(shè)模式。新國標(biāo)改造小區(qū)，Combo PON覆蓋可利舊原有主干、配線光纜纖芯，只需替換Combo PON板，僅涉及Combo PON投資。

（2）GPON+XGPON建設(shè)模式。當(dāng)主干纖芯富余時，OLT機(jī)房層面只需增加XGPON板，在小區(qū)設(shè)備間增加XGPON一級分光器。當(dāng)主干無纖芯富余時，需重新布放主干光纜。

4.3.2 方案選擇

主干剩余纖芯充足時推薦使用GPON+XGPON改造方式；主干無剩余纖芯，可低成本新建時優(yōu)先考慮擴(kuò)容主干纖芯，采用GPON+XGPON模式改造；主干無剩余纖芯，建設(shè)困難時建議按Combo PON模式改造。

4.4 存量網(wǎng)絡(luò)千兆改造-非新國標(biāo)小區(qū)

該場景指前期項目采用二級分光方式覆蓋的非新國標(biāo)小區(qū)，現(xiàn)進(jìn)行千兆網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

4.4.1 建設(shè)模式分析

（1）Combo PON建設(shè)模式。可利舊原有ODN系統(tǒng)，只需在OLT機(jī)房使用Combo PON板1∶1替換原有GPON板卡，用戶側(cè)根據(jù)用戶帶寬需求選用光貓，不需要考慮主干纖芯問題。

（2）GPON+XGPON建設(shè)模式。GPON+XGPON模式改造是否能利舊原有ODN系統(tǒng)，主要需考慮主干光纜及配線光纜是否有空余纖芯。

4.4.2 方案選擇

當(dāng)主干纖芯及配線冷備纖芯有空余時，采取GPON+XGPON覆蓋，節(jié)省工程投資。當(dāng)主干光纜纖芯資源不足時，雖然GPON+XGPON模式TCO較Combo PON較低，但綜合考慮光纜建設(shè)難度和日常維護(hù)等情況，仍建議采用Combo PON模式改造。

5 結(jié) 論

從工程建設(shè)角度和工程投資角度對比分析新國標(biāo)小區(qū)新建、非新國標(biāo)小區(qū)新建、新國標(biāo)小區(qū)改造以及非新國標(biāo)小區(qū)改造4種場景的Combo PON建設(shè)模式與GPON+XGPON建設(shè)模式。新國標(biāo)小區(qū)場景下，在均滿足業(yè)務(wù)接入的前提下遵循綜合對比、成本最優(yōu)的原則，GPON+XGPON建設(shè)模式在工程建設(shè)周期及工程施工難度較Combo PON建設(shè)模式并無太大區(qū)別，在工程投資上低于Combo PON建設(shè)模式。在非新國標(biāo)小區(qū)場景下，GPON+XGPON建設(shè)模式在工程建設(shè)周期和工程建設(shè)條件要高于Combo PON建設(shè)模式，且根據(jù)市場千兆用戶發(fā)展情況，項目達(dá)到穩(wěn)定期需持續(xù)進(jìn)行XGPON網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)擴(kuò)容。在工程投資上，GPON+XGPON建設(shè)模式在項目建設(shè)初期投資低于Combo PON建設(shè)模式，但項目到達(dá)穩(wěn)定期后，XGPON網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)擴(kuò)容的總投資將高于Combo PON建設(shè)模式。