北方電信接入網建設模式及GPON的應用

張建軍

（石家莊惠遠郵電設計咨詢有限公司 050021）

FTTH作為有線接入網的發展目標，是中國電信為客戶提供高帶寬、多業務接入的基礎網絡設施。接入光纜和ODN作為FTTH網絡最為關鍵組成部分，是電信未來長期發展的戰略基礎設施，對FTTH的部署和其他業務的發展有著至關重要的影響和作用。

1 業務特點

接入光纜網的規劃，應綜合考慮政企、家庭、個人三大客戶群對光纖接入的需求，實行統一規劃、分期建設，在網絡結構和節點設置上既滿足用戶分布、業務需求的多樣性和不確定性，又要保持網絡結構的長期穩定。

接入光纜網是面向所有客戶群和上層業務網絡的基礎物理網絡。對于接入光纜網，直接或間接使用光纜承載業務的客戶群都是接入光纜網的用戶。

主要用戶和業務：

1.1 家庭客戶業務

采用PON+FTTH接入的家庭客戶，體現為終端ONU設備對光纜的需求。

采用PON+FTTB/N接入的家庭客戶，體現為MDU設備對光纜的需求。

采用P2P+FTTB/N接入的家庭客戶，體現為接入點對光纜的需求。

1.2 政企客戶業務

話音和普通上網業務，采用FTTB/O組網的政企客戶，主要表現為AG/DSLAM/MDU設備對光纜的需求。

專線等業務，采用光纖直聯、PTN、VPN等技術組網的政企客戶，主要表現為各類數據、傳輸和定制終端對光纜的需求。

2 本地光纜接入網架構

通過對接入光纜網的用戶和業務分析，用戶可分為兩大類，PON接入用戶和非PON接入用戶。

基于PON技術接入的客戶和業務，接入層光纜網采用的網絡結構以星樹型結構為主，鏈型和環型結構較少。非PON技術接入的客戶和業務，接入層光纜網采用的網絡結構以環型和鏈型為主。

接入光纜網在結構層次上分為二層結構和三層結構。二層結構分為主干層和配線層，三層結構分為主干層、配線層和引入層，并以局端機樓為中心組成多個相對獨立的網絡。

2.1 PON系統的基本組成包括光線路終端（OLT）、光分配網（ODN）和光網絡單元（ONU）三大部分，各部分功能如下：

（1）OLT是將各種業務信號按一定的信號格式匯聚后向終端用戶傳輸、將來自終端用戶的信號按照業務類型分別進行匯聚后送入各業務網。

（2）ONU位于用戶端，直接為用戶提供話音、數據或視頻接口。

（3）ODN是提供OLT與ONU之間的光傳輸通道。包括OLT和ONU之間的所有光纜及接頭、光交設備、光分路器、光纖連接器等無源器件。一般采用星型結構或樹型結構。

2.2 相對于現有的接入網技術而言，GPON技術的特點主要有：

高帶寬和高傳輸效率，下行速率高達2488Gbit/s，上行為1244Gbit/s，可以滿足運營商對未來業務的接入帶寬需求。

單纖接入，使用單根光纖就可以滿足ONT用戶的接入需求，大量節省電信在接入層的光纖資源。

支持的接入距離更遠（大于20km）。針對FTTB開發的GPON系統，其OLT到ONT的最遠接入距離可以達到60km以上。

對各種業務類型都能提供電信級的QoS保證，GPON還規定了在接入網層面上的保護機制和完整的OAM功能，光纖自動倒換時間小于50ms。

位于室外的光分配網使用特性穩定的光纖及無源器件，使得網絡具有高可靠性。

在接入網層面上為統一的接入平臺，節約了運營商維護和處理故障的成本。

3 GPON結構設置原則

3.1 OLT節點設置原則

OLT節點應根據PON用戶的密度，按照最經濟覆蓋半徑確定規劃區內的OLT節點數量以及每個OLT節點的覆蓋范圍。

OLT節點選擇應遵循以下原則：

從OLT設備的交換能力、設備容量考慮，主流廠商的OLT已經達到了A類匯聚交換機的能力，是低成本的多業務接入與匯聚平臺，OLT節點應定位于匯聚以上網絡節點。因此，對于不同OLT布局方案，即使整體投資相差不大，也應盡量集中設置OLT節點。對于OLT節點的布局規劃，在同等條件下，應更傾向于OLT集中部署方案。

OLT節點部署位置不應高于現有一般機樓，避免出現大量占用中繼光纜纖芯的情況；也不應低于主干光節點，避免出現反向占用主干纖芯，導致纖芯方向混亂的情況發生。

原則上，城市地區OLT節點終局容量應根據用戶密度考慮，覆蓋范圍為2－4公里，大中型城市終局容量在2－5萬之間，不低于1萬；小城市或縣城城關，由于用戶密度較低，OLT終局容量太大將導致主干光纜距離太長、管孔資源緊張等問題，因此OLT終局容量適當放寬至6000－20000之間，最小不低于4000；農村地區主要考慮傳送距離的限制，采用FTTH方式組網可能導致OLT節點大量增加，節點容量較小，PON口利用率低等問題，因此農村地區應按照PON系統的最大傳送距離進行規劃，并靈活選擇FTTB、FTTH等組網模式。

下移的OLT節點應選擇機房條件好、管道路由豐富的現有綜合接入機房，原則上不應為OLT節點新建機房。

OLT設備可同時下掛FTTH、FTTB/N等不同接入類型的設備與終端，但應保持同一PON口接入類型的一致性，不能將FTTB/N設備與FTTH終端接入到同一個PON口中。

在組網和部署中應充分考慮OLT與匯聚交換機的融合，以減少網絡層次，降低建設和運維成本。

FTTH網絡整體建設成本包括機房建設成本和光纜建設成本。簡單來說，OLT節點越多，局房的建設投資越高；但同時光纜長度越短，光纜投資越少。在一定的條件下，理論上會存在一個最優的OLT布局方案，達到最低建設成本。

同樣的，因為存在物理上的匯聚功能和光節點投資，在一定的用戶分布情況下，配線光節點的設置也存在一個最優方案，使得配線光纜、引入光纜和配線設施的總投資最低。

下表是從理論上對OLT覆蓋半徑和及終局容量做了詳細探討后得出在北方地區的建設建議。

3.2 配線光纜規劃原則

配線光纜拓撲以星樹型結構為主，并采用遞減方式配纖；對確有環形路由迂回的場景，可以采用環形結構、不遞減方式配纖。

對于新建設的配線光纜，應嚴格按照光節點分區管轄的原則，接入相應的主干光節點。

根據配線區域內用戶及業務分布情況、安全性要求、客觀地理條件等因素，靈活采用多個配線光節點與單個主干光節點組網，或多個配線光節點與雙主干光節點組網的拓撲結構。

配線光纜的纖芯需求分為三類：公眾用戶纖芯需求、政企專線及基站業務纖芯需求、預留纖芯需求。規劃時，以配線光節點為單位，測算每個配線光節點的上連配線光纜的纖芯需求。

3.3 配線光節點設置原則

配線光節點是引入光纜的物理匯聚節點，其作用是將多條引入光纜收斂為一條大芯數的配線光纜。配線光節點的設置應節省光纜投資，避免大量小芯數光纜上聯至主干光節點，并提高客戶接入的響應速度。

配線光節點在網絡上的位置相當于銅纜網的電交接箱，在FTTH模式下基本上每個配線光節點覆蓋一個小區的范圍。考慮箱體容量、覆蓋距離等因素，城市區域內300-500戶的相對獨立區域宜設置一個配線光節點，每個配線光節點的覆蓋距離宜在100-300米。

配線光節點主要采用無跳接光交接箱的形式，對于能夠提供機房的小區，也可選擇光交接間的形式。配線光節點位置選擇原則：

OLT可接受的覆蓋半徑和終局容量表

宜設在節點覆蓋區域內光纜網中心略偏主干光節點的一側。

靠近人、手孔便于出入線的地方或利舊光纜的匯集點上。

符合城市規劃，不妨礙交通及市容影響。

安全、通風、便于施工維護、不易受到外界損壞及自然災害。

3.4 主干光節點設置原則

主干光節點用于匯聚多條配線光纜，為突出主干光節點對纖芯資源調度的靈活性，主干光節點管轄的區域不宜過小，一般每為3-8個配線光節點設置一個主干光節點。主干光節點本點所在的配線網格，可不單獨設置配線光節點，可由主干光節點兼作配線光節點，其范圍內的用戶采用引入光纜至主干光纜的兩級方式接入。

主干光節點的設置原則：

城市區域，主干光節點應設置在管道路由豐富、易于擴容的位置，首選條件較好的模塊局、接入網機房進行設置，并可根據實際情況選擇路由豐富、環境安全的室外一級光交接箱作為主干光節點的補充。

主干光節點的管轄區域以道路、自然地理并結合行政區劃為界，主干光節點優先設置在本區內用戶密度中心靠OLT節點的一側。

對于農村地區，各鄉鎮內現有光纜傳送方向多的接入點、用戶量大的接入點（模塊局）可優先設為主干光節點。

設置在室外的主干光節點，注重安全，防水、防塵、防潮，本身具有良好的機械及物理性能。

4 ODN工程總造價及總結

一般ODN網絡的戶均造價只考慮從小區光交或機房內的ODF架開始至用戶端的戶均造價，整個ODN網絡的全鏈條的工程造價還應包括主干、配線以及PON的相應造價。因此主干及配線光纜的費用可按如下計列：按照配線光纜長度1km，平均造價1000元/纖芯公里（不含小區光交），每64戶共享1芯，冗余40%估算，戶均成本約為22元；按照主干光纜長度3km，平均造價600元/纖芯公里，每64戶共享1芯，冗余30%估算，戶均成本約為24元；OLTPON端口平均造價1500元，平均每64戶占用1個，一級分光PON口初期配置30%，戶均成本約為7元；二級分光PON口初期配置為100%，戶FTTH均成本約為22元。

電信在主要器件實行集采、且價格不斷下降的趨勢下，對于ODN網絡的造價控制關鍵在于對ODN建設中施工費用的控制，尤其是光纜熔接、成端等工作量的控制，只有按照實際的業務發展需求以及相應的組網模式進行建設，才能合理、有效控制ODN網絡的整體造價。

5 結論

由于PON接入系統具有無源性，它的最大優點是在本地交換局和用戶之間無需任何有源器件，因此，它具有不受帶寬限制，速度快，安裝簡便和成本較低的優勢，將會成為未來很有競爭力的接入系統。

GPON技術作為一種點到多點寬帶接入技術，吸取了之前很多技術成功的經驗和失敗的教訓，并且是一種由電信運營商主導制定的ITU技術標準，在技術出現之初，就擁有了很多其他接入技術所沒有的優勢。由此得出，電信行業GPON技術的市場前景是非常光明的。

[1]接入光纜與ODN網絡規劃方，中國電信集團資料。

[2]EPON/GPON技術，中國電信集團公司資料。

[3]通信網絡規劃，楊豐瑞，人民郵電出版社。