小區(qū)寬帶千兆升級(jí)思路探究

韓良子

摘要：在我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)快速發(fā)展的新時(shí)期，世界各國(guó)正在經(jīng)歷著傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)向數(shù)字經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型，信息通信技術(shù)（ICT）已成為政策制定者夯實(shí)可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)，增強(qiáng)國(guó)力的共同選擇。促進(jìn)ICT投資以及部署的六大使能技術(shù)包括寬帶、數(shù)據(jù)中心、云、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能，預(yù)計(jì)將在2025年創(chuàng)造23萬(wàn)億美元的數(shù)字經(jīng)濟(jì)價(jià)值。數(shù)字經(jīng)濟(jì)的全面爆發(fā)使得寬帶網(wǎng)絡(luò)的支撐能力日益凸顯，寬帶已成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中不可或缺的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施。

關(guān)鍵詞：千兆;升級(jí);GPON;EPON

引言

有線接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)展自低頻電纜，經(jīng)過(guò)技術(shù)迭代以及接入載體的全面提升，如今已邁入光纖到戶的寬帶PON網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，提供面向用戶接入的速率也提升了近100倍。用戶逐漸不再以基本帶寬為主要消費(fèi)對(duì)象的背景下，當(dāng)提速降費(fèi)成常態(tài)且運(yùn)營(yíng)商逐漸轉(zhuǎn)型于內(nèi)容提供商的大格局下，寬帶接入速率、發(fā)展用戶規(guī)模以及內(nèi)容提供多樣性需要相互協(xié)同、齊頭并進(jìn)，帶寬存在的意義已經(jīng)演變成為了滿足更多價(jià)值載體的推送和內(nèi)容交互。一些主流運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始掀起了以百兆為基礎(chǔ)的PON網(wǎng)絡(luò)向下一階段千兆提速的浪潮。

1千兆寬帶建設(shè)必要性

1）國(guó)家政策推動(dòng)千兆寬帶發(fā)展近年來(lái)，政府報(bào)告多次提及千兆小區(qū)建設(shè)，2019年全國(guó)工業(yè)和信息化工作會(huì)議要求重點(diǎn)工作部署“千兆接入、雙G雙提”。同年5月，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議時(shí)指出，進(jìn)一步推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)能力，提出“把加快網(wǎng)絡(luò)升級(jí)擴(kuò)容作為擴(kuò)大有效投資的重要著力點(diǎn)。今年實(shí)現(xiàn)光纖到戶接入端口占比超過(guò)90%，在300個(gè)以上城市部署千兆寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)固定和移動(dòng)寬帶邁入千兆時(shí)代”。2）高帶寬業(yè)務(wù)加速千兆寬帶商用進(jìn)程以4K/8K視頻業(yè)務(wù)、安防監(jiān)控（高清、4K）、可視通訊、AR/VR為代表的視頻內(nèi)容業(yè)務(wù)已經(jīng)進(jìn)入井噴期，新增4K電視滲透率超過(guò)70%，4K已成為各運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前IPTV/OTT機(jī)頂盒的標(biāo)配。隨著AR/VR/MR的技術(shù)和應(yīng)用逐步成熟，CloudVR也將逐步成為視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)，產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)構(gòu)建起了完整的端到端生態(tài)體系。

2小區(qū)寬帶千兆升級(jí)思路探究

2.1演進(jìn)方案的介紹

早期GPON向10G-GPON演進(jìn)方案主要是WDM1r（單收波分復(fù)用器）方案。WDM1r方案的核心設(shè)備是WDM1r機(jī)框。WDM1r機(jī)框?yàn)闊o(wú)源設(shè)備，高度為3U，可支持16個(gè)WDM1r模塊。此方案需同時(shí)部署GPON板卡、10G-GPON板卡和WDM1r機(jī)框。局端的GPON和10G-GPON信號(hào)先由WDM1r模塊整合至同一根光纖內(nèi)，再通過(guò)ODN（光分配網(wǎng)）到達(dá)用戶側(cè)，以實(shí)現(xiàn)GPON和10G-GPONONU在同一根光纖中的共存。因此，WDM1r方案會(huì)加速機(jī)房空間、OLT設(shè)備槽位空間消耗，還會(huì)增加光纖衰耗和故障點(diǎn)，運(yùn)營(yíng)商CAPEX（資本開(kāi)支）和OPEX（運(yùn)維開(kāi)支）也隨之提高。當(dāng)下主流演進(jìn)方案是ComboPON（雙模無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）方案。ComboPON方案將GPON光器件、10G-GPON光器件、WDM1r模塊集成在一個(gè)光模塊內(nèi)，光模塊集成度已能滿足單PON板16個(gè)PON口的密度需求。同時(shí)支持GPON、XG-PON（非對(duì)稱10G-GPON）的ComboPON板稱為雙模ComboPON板，同時(shí)支持GPON、XG-PON（非對(duì)稱10G-GPON）、XGS-PON（對(duì)稱10G-GPON）的Com-boPON板稱為三模ComboPON板。ComboPON口帶寬等于GPON和10G-GPON的帶寬之和。由于GPON和10G-GPON上、下行波長(zhǎng)相互獨(dú)立，上、下行最大速率可達(dá)到11.25Gbit/s、12.5Gbit/s。

2.2運(yùn)營(yíng)商積極布局

中國(guó)電信：中國(guó)電信作為國(guó)內(nèi)寬帶第一大運(yùn)營(yíng)商，在千兆寬帶建設(shè)方面處于領(lǐng)先地位，但存在著EPON區(qū)域千兆升級(jí)較快，GPON區(qū)域千兆升級(jí)緩慢的問(wèn)題，導(dǎo)致GPON技術(shù)為主的區(qū)域千兆能力落后于友商，存在較大的競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，集團(tuán)網(wǎng)發(fā)部發(fā)布了“10GPON網(wǎng)絡(luò)部署要求”“千兆示范小區(qū)建設(shè)要求”“千兆網(wǎng)絡(luò)利率要求”等相關(guān)指導(dǎo)意見(jiàn)，明確了10GPON建設(shè)方案和支持政策。針對(duì)200個(gè)重點(diǎn)城市推進(jìn)10GPON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，其中北京、上海等12個(gè)重點(diǎn)城市在2019年底實(shí)現(xiàn)城區(qū)綜合業(yè)務(wù)接入局站10GPONOLT全覆蓋，城市區(qū)域10GPON端口數(shù)量不低于現(xiàn)有E/GPON端口的10%。中國(guó)電信積極響應(yīng)國(guó)家網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，加快落實(shí)政府工作報(bào)告中“關(guān)于提速降費(fèi)，開(kāi)展城市千兆寬帶入戶示范”的要求，大力推進(jìn)10GPON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在重點(diǎn)城市形成規(guī)模千兆覆蓋能力。在部署上，2018年10月，中國(guó)電信在上海向全球率先發(fā)布了全球千兆第一城。中國(guó)移動(dòng)：中國(guó)移動(dòng)2018年下半年系統(tǒng)性研究制定XG（S）-PON互通技術(shù)方案，并啟動(dòng)XG-PON網(wǎng)關(guān)集采互通測(cè)試。為了響應(yīng)國(guó)家“提速降費(fèi)”的政策，中國(guó)移動(dòng)方面表示今年將會(huì)積極推進(jìn)寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)及升級(jí)改造，確保全國(guó)70%的設(shè)備具備千兆能力，打造300個(gè)千兆城市，覆蓋2億潛在寬帶用戶。目前中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)在多個(gè)城市開(kāi)展千兆寬帶業(yè)務(wù)，例如：2019年3月，上海移動(dòng)宣布虹口區(qū)建成“全球雙千兆第一區(qū)”，計(jì)劃三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有小區(qū)的千兆覆蓋，并且推出了對(duì)于千兆“新寬帶”在使用保障方面承諾賠付的政策，保障用戶在安裝、使用、維修等階段的便捷使用。中國(guó)聯(lián)通：2018年中國(guó)聯(lián)通啟動(dòng)了在互通條件下的10GPON設(shè)備集采測(cè)試工作，并配套制定了EPON和GPON分別演進(jìn)到10GEPON和XG-PON的方案。中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院家庭互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任張沛在MWC19上海期間舉辦的千兆論壇上也介紹了聯(lián)通10GPON解耦進(jìn)展?！爸袊?guó)聯(lián)通率先啟動(dòng)了10GPON芯片和終端解耦互通工作。經(jīng)過(guò)半年的合作，聯(lián)通與6個(gè)芯片合作伙伴完成了10GPON實(shí)驗(yàn)室芯片級(jí)解耦;同時(shí)聯(lián)通與9個(gè)終端合作伙伴完成了XGPON和10GEPON千兆智能網(wǎng)關(guān)的互通測(cè)試工作。”

2.3用戶承載規(guī)模的大小對(duì)升級(jí)割接時(shí)長(zhǎng)的影響

本次升級(jí)時(shí)長(zhǎng)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)成敗與否的關(guān)鍵考察指標(biāo)。本升級(jí)方式一般而言，決定升級(jí)時(shí)長(zhǎng)的因素主要有上載數(shù)據(jù)大小、現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)操作過(guò)程以及存量數(shù)據(jù)下發(fā)等主要環(huán)節(jié)。根據(jù)本次“雙千兆”項(xiàng)目升級(jí)過(guò)程記錄，單套OLT平均升級(jí)時(shí)長(zhǎng)約為2h，且隨著承載用戶規(guī)模的不同，時(shí)長(zhǎng)也存在差異。相關(guān)記錄數(shù)據(jù)如圖1所示。可見(jiàn)，當(dāng)用戶規(guī)模在500戶、1000戶、1500戶和2000戶以上時(shí)，存在不同的時(shí)長(zhǎng)分布情況。500戶以下時(shí)，基本維持在1h左右。在500～1000戶范圍內(nèi)，升級(jí)時(shí)長(zhǎng)約為2h。在1000～2000戶范圍內(nèi)，升級(jí)時(shí)長(zhǎng)在2～2.5h之間不等。在2000戶以上時(shí)，基本保持2.5h。從整體上看，為一個(gè)階躍式先遞增后穩(wěn)定的趨勢(shì)。本文給出了一個(gè)4階曲線擬合結(jié)果，能夠通過(guò)此擬合結(jié)果初步估算OLT升級(jí)時(shí)長(zhǎng)。

結(jié)語(yǔ)

新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施正成為全球價(jià)值鏈的驅(qū)動(dòng)力，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展具有重大意義。加快建設(shè)千兆寬帶網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)營(yíng)商提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，同時(shí)應(yīng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和業(yè)務(wù)需求，合理規(guī)劃千兆寬帶網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

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