“光進銅退”將帶動寬帶技術進入新時期

[摘 要]從2007年開始，國內各大固網運營商中中國網通率先宣布開始實施“光進銅退”發展的戰略，光進銅退是固網運營商對接入層網絡部署的先進理念，是實現以“窄帶+銅纜”為主網絡向以“寬帶+光纖”的網絡轉變。本文將通過通信網絡發展的趨勢來論述“光進銅退”的必然性。

[關鍵詞]光進銅退 PONP2P

光進銅退是固網運營商對接入層網絡部署的先進理念，主要是指實現以“窄帶+銅纜”為主網絡向以“寬帶+光纖”的網絡轉變的具體實踐。簡單地說，光進銅退是指在寬帶接入模式上以光纖取代銅纜，其優勢是加快傳輸速度和數據流量，時又降低網絡建設成本。光纖的網絡部署實現方式多種多樣，光纖到路邊(FTTC)、光纖到樓(FTTB)、光纖到戶(FTTH)，可以用FTTx(光纖到某地)網絡整體概括。經過近幾年的網絡建設實踐，EPON技術以其組網、管理和業務能力等優勢，在光進銅退建設中得到了業內的廣泛認可和應用，當前全球EPON的應用規模超過1500萬線，且正處于快速發展和規模應用階段。

一、光進銅退網絡部署的背景

光進銅退是新時期固網運營商實施網絡轉型和固網寬帶化戰略的重要舉措，也是當前中國電信網絡建設改造的重要工作之一。現有的以銅纜為傳輸媒質、基于ADSL技術為基礎的寬帶接入建設模式將不能滿足未來開展視頻等高速率帶寬業務的需求，實施光進銅退工作可大幅度提高接入帶寬，提升網絡對業務的支撐能力，增強中國電信的核心競爭能力。

二、現代光進銅退的缺陷

隨著通信技術的飛速發展，中國互聯網行業發展取得了巨大的飛躍，中國已經成為世界寬帶用戶數最多的國家。而伴隨著該行業的迅猛發展，在寬帶通信的速度、容量方面，國內的寬帶應用環境卻不容樂觀。國內的各大運營商正面臨著網絡淤塞以及網絡速度不穩定等問題。造成這些現象的不利因素主要是用戶的使用習慣以及現行網絡技術的應用。作為一個寬帶用戶大國，網民的基數也開始超出現行網絡所能承受的能力;另外，我國P2P技術的應用占用運營商網絡40%～60%的帶寬;現階段國內提供的民用寬帶主要以ADSL技術為主。ADSL寬帶是通過固定電話線進行數據傳輸的寬帶接入技術，不過，ADSL寬帶接入模式的覆蓋范圍是有限的。準確地說，ADSL寬帶的覆蓋范圍，是從DSLAM節點機房到用戶端的線路距離，在除去傳輸線路損耗的情況下，ADSL寬帶的覆蓋范圍是4000米，ADSL2+的覆蓋范圍可以達到6000米。從網絡速度的角度來看，最先進的ADSL2+技術，其最大理論下行帶寬也僅僅有24Mbps。

三、光進銅退的長期發展趨向

光纖的優勢明顯，光進銅退是現代網絡發展的必然趨勢，但光纖+XDSL將是我國未來長期使用的模式。XDSL中由ADSL向ADSL2+、VDSL逐步發展，傳輸頻帶逐步加寬，這就決定了接入網中光纖與銅絞線纜的長期共存。首先，運營商要盡可能利用原有銅絞線資源;其次，光纖在與銅纜的對決中，性能上占據上風，唯一美中不足的地方就是系統成本太高，有源設備、光電轉換兼容性、安裝測試設備各種配套產品科技含量高，其附加值也相應偏高，整套系統價格都徘徊在較高的水平上。針對現時網絡發展的情況來說，銅纜和光纖這兩種介質在使用上各有千秋，不能在使用中孤立某一方，全部采用另一種產品，這是不切實際的。因此，現階段兩種傳輸介質相互配合、相輔相成，構成了現在光通并進的態勢。

四、光進銅退催生技術新熱點——PON

1. PON技術的概述

寬帶光接入的主要技術包括點對點技術(P2P)和點對多點無源光網絡技術(PON)兩大類。點對點(P2P)方式的主要優點是專用接入、局端設備簡單、傳輸距離長，可以用于低密度用戶分散地區。但是用戶不能共享局端設備和主干光纖，高密集用戶區域成本高，標準化程度差，不是主流解決方案。無源光網絡(PON)技術與點對點(P2P)方式相比，能夠大量節省主干光纖和局端設備光接口、高密集用戶區域成本低、標準化程度高、業務透明性較好、網絡配置靈活、綜合優勢明顯，是未來寬帶光接入及FTTH方式的主要技術選擇。目前，業界最引人注目的PON標準是EPON和GPON。EPON是基于以太網承載技術的一種PON標準，采用上下行各1.25Gbit/s的速率，對于IP業務有較好的支持能力及效率，并且技術相對簡單、成本低，對于采用以太網絡為基礎的運營商來說是性價比較高的選擇。GPON相對EPON來說，更注重對多業務的支持能力，上聯業務接口及下聯用戶接口更為豐富。GPON下行速率高達2.5Gbit/s，上下行可采用不對稱的速率。在“光進銅退”策略的實施過程中，PON技術被認為是建設FTTx的最主要的寬帶接入技術。

2. PON技術的應用

自2008年開始，中國電信、中國聯通和中國移動陸續啟動了光接入網的建設，目前在光進銅退方面已經取得了令人矚目的進展。進入2009年，我國3G網絡的規模建設進一步刺激了傳統固網寬帶的建設和發展。中國電信、中國聯通紛紛將接入網光纖化納為今年的工作重點。中國聯通將投資重心轉向光接入網，嚴格控制銅纜投資和使用。然而，在實現光進銅退的過程中，運營商也面臨著一些問題需要解決，比如接入網原有區域的改造和PON的運營維護等。電信設備離用戶越近，覆蓋用戶數越少，設備分布越散，用PON系統來接入、匯聚這些小型化設備的效果越明顯。PON系統可以廣泛應用于FTTH、FTTB、FTTC、FTTN的各種場景中。

3. PON OLT的容量設置

“大容量、少局所，網絡扁平化”的趨勢意味著OLT覆蓋的用戶數量增加，相應地，對OLT容量也提出了新的要求。也就是說，OLT設備的單板PON口數量、單板總線帶寬、上行端口容量以及系統的交換能力需要相應提高。目前業內已經出現了800G交換容量、單板8個PON口，10G上聯口的大容量OLT設備，反映的就是這樣的趨勢。

在網絡層次簡化的情況下，OLT設備優先考慮直接上聯寬帶接入遠程服務/業務路由器(BRAS/SR)設備。此外，未來OLT容量會越來越大，覆蓋的用戶數量較多，對于光纖寬帶網絡可靠性的要求也越來越高。這時，對于PON設備本身，就需要考慮對OLT設備的重要部件進行保護(如電源板、主控板、上聯板的冗余保護)。在組網保護方面，對于重要客戶或關鍵業務，OLT需提供雙上聯保護，以避免單點故障、實現可靠接入。

在光纖寬帶建設初期，對于直連BRAS/SR的OLT設備，可通過鏈路捆綁或虛擬路由冗余協議(VRRP)方式，實現上聯鏈路的冗余保護;后續則可引入電信級以太網保護技術，實現OLT主備鏈路間的毫秒級保護，以及OLT的BRAS/SR雙歸屬配置。4.3光纖寬帶對PON ONU的要求在FTTB/C模式下，PON遠端設備光網絡單元(ONU)在功能以及性能方面，都應保證網絡和業務的需要。PON ONU設備應支持VLAN 1∶1和N∶1轉換功能、跨虛擬局域網(VLAN)組播復制等功能;滿足QoS部署要求，支持802.1P和基于優先級的隊列調度;ONU應根據業務發展需要提供內置語音功能。不同的樓宇應用場合，對ONU的端口密度有不同要求，一般情況下8、16、24、32端口就可以覆蓋各種環境。ONU寬窄帶的比例應根據業務滲透率進行選擇。為保證長期運行性能，ONU應能在-10℃～55℃環境中工作，并具有良好的散熱設計。插卡式ONU可以使用風扇散熱，但風扇壽命至少超過5萬小時;對于一體化ONU，考慮到樓道特殊安裝環境對住戶的

影響，應采用自然散熱設計，不建議使用風扇。ONU還應具有良好的防雷性能，電源口和DSL/POTS口具有4 kV雷擊防護能力，并提供溫度、市電/電池、門禁等方式的遠程監控。ONU主要采用交流220 V或直流-48 V的本地供電，并可根據實際需要選裝電池或UPS備電。ONU設備形態應滿足樓道狹窄環境的安裝要求，不宜太高。

面臨已經到來的全業務運營時代，ONU作為末端接入設備也可以根據運營商的需要支持基站承載、中小商業用戶專線接入的應用場景。在ONU應用廣泛的光進銅退場景，ONU平臺架構應該支持從現有的ADSL2+，到VDSL2或LAN的平滑升級，以支撐業務帶寬的平滑升級。

4. 光纖寬帶設備的管理

引入PON系統后，網絡管理維護面臨新的問題:接入點數量增加、業務從單一業務向多業務轉變、業務管理更加精細化、光纜網絡的維護量增加等等。采用PON的光接入網絡規模部署后，ONU的數量非常多，對ONU的操作管理維護也非常重要。

FTTB模式下PON ONU的管理維護，采取OAM+SNMP協議(EPON)或者OMCI+SNMP聯合管理。運行、管理和維護(OAM)或OMCI負責PON協議相關功能的管理;簡單網絡管理協議(SN-MP)接口負責端口、協議和業務的相關功能。FTTH模式下PON ONU的管理采取OAM/OMCI+TR-069聯合管理。對于采用FTTB模式的PON OLT及ONU設備的管理和配置，可在廠家PON設備網管基礎上，提供北向接口方式，或由PON設備直接開放SNMPMIB庫方式，支持IP城域網網管和軟交換網管，對其進行VLAN、QoS及話音接入等業務信息的遠程配置管理。

FTTH模式的內置語音接入設備，可采用基于TR-069的ACS管理系統，或暫由PON網管系統進行管理，原則上不再為FTTH語音接入設備新建獨立的網管系統。對于FTTB的內置語音接入設備，可由不同的廠家網管系統管理各自的網元設備。對于少量新建的外置綜合接入設備(IAD)，可考慮納入同廠家的PON網管系統。接入網關設備應由軟交換網管統一管理。

5. 綜合業務承載能力

光纖寬帶網絡建設應充分考慮滿足未來多業務統一承載的需求，具備按客戶、業務區分和差異化的承載能力，滿足語音、視頻等業務的高質量接入。光纖寬帶接入網絡應部署基于802.1P的QoS策略，并在OLT和ONU設備部署相應的優先級隊列，具備相應的業務流分類、優先級標記、優先級隊列調度，以實現基于業務優先級的包轉發，保障不同業務的質量。在無線局域網(WLAN)功能方面，為了適應未來網絡發展的需要，PON設備應支持VLAN Stacking功能。其中，外層VLAN TAG可以用于標志業務，也可以用于表示OLT設備;內層VLAN TAG可以用于表示不同用戶或同一用戶的不同業務，并支持1∶1和N∶1 VLAN映射功能。

五、未來發展的最終趨勢

隨著人類對信息需求的不斷增加，電信技術、計算機網絡上的傳輸數據只會增加不會減少，銅纜的帶寬將遠遠滯后于未來數據傳輸速率的變化。對比起銅纜傳輸，光纖在各方面有著明顯的優勢。光纖是使用光脈部來傳輸信號，這使得光纖的頻寬更高、傳輸距離更長、完全消除射頻和電磁干擾，即使用戶靠近電力電纜，也不會受到輻射威脅;此外，室內光纖的尺寸比銅纜小，安裝起來十分靈活，升級也更簡單;隨著銅纜價格大幅上漲，繼續使用銅原料使帶寬成本太高，而光纖光纜和光收發模塊的價格卻逐步降低，促使運營商向光纖網絡轉型。另外，全業務融合對帶寬提出了更高的要求。光纖通信的寬頻帶、大容量、單位帶寬的低成本、可承載高質量視頻、綠色環保等特點，使其可以在接入環節更好地適應融合性業務發展需要。最后，光纖到戶不僅能提供更大的通信帶寬，且能讓多個運營商通過一根光纖平等接入到用戶，這既可以讓用戶擁有真正自主選擇網絡運營商的權力，也可以避免重復建設所造成的資源浪費。

為了滿足未來各種新業務發展的需要，PON系統需具有多業務承載、差異化服務的能力。在“光進銅退”的大趨下，隨著PON設備的逐步成熟、現網運營經驗的不斷積累，它必定為我們寬帶接入技術帶來一個嶄新的時代。

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