基于10G PON的普遍100M接入方案的研究和探討

劉海軍華為公司中國區運營商MKT與解決方案銷售部高級營銷經理

基于10G PON的普遍100M接入方案的研究和探討

劉海軍華為公司中國區運營商MKT與解決方案銷售部高級營銷經理

普遍100M接入服務將在未來3年普及。通過研究普遍100M接入的帶寬模型，探討對PON網絡的技術要求，確定以10G PON為基礎的接入網升級方案，為運營商統一規劃普遍100M接入網絡奠定了基礎。

普遍100M接入 10GPON ODN共存

1 引言

隨著“互聯網+”產業創新的推進及“寬帶中國”的深入落實，2015年國務院在提速降費指導意見中提出了100M普遍接入的能力要求及進度要求。中國電信、中國聯通等運營商結合自身寬帶業務發展規劃，提出了百兆寬帶新標準，計劃在未來2～3年快速、規模的發展100M寬帶用戶。預計到2017年底，100M寬帶將成為市場普及的寬帶業務。

針對100M普遍接入需求，固定接入網需要提前升級網絡能力，在接入網主流技術PON系統上支持普遍100M接入能力。

2 普遍100M接入面臨的兩大挑戰

2015年“寬帶中國”戰略有了新內涵和新要求。根據2015年5月16日國辦發【2015】41號《關于加快高速寬帶網絡建設推進網絡提速降費的指導意見》的要求：到2017年底，全國所有設區市城區和大部分非設區市城區家庭具備100Mbit/s光纖接入能力，直轄市、省會城市等主要城市寬帶用戶平均接入速率超過30Mbit/s，其他設區市城區和非設區市城區寬帶用戶平均接入速率達到20Mbit/s。該指導意見簡要地闡述了“普遍100M接入”的兩個技術要求：

（1）針對單個家庭寬帶用戶，要求入戶段線路具備100Mbit/s管道能力。41號文提倡光纖接入，而根據運營商實際情況，五類線入戶同樣滿足100Mbit/s管道能力要求，可作為100Mbit/s管道的重要補充方式。

（2）針對PON系統，要求忙時平均接入速率達到30Mbit/s及以上。在部分寬帶發達省份運營商的100M寬帶業務規劃中，要求PON系統達到20～30M的忙時平均接入速率，與41號文要求相互印證。以四川電信為例，四川電信基于4K視頻業務（每路標準4K視頻的規劃帶寬為45Mbit/s）規模應用的寬帶業務規劃中，預計2017年底PON系統忙時平均接入速率將達到22Mbit/s以上。

普遍100M接入要求已經明晰，現階段中國寬帶接入能力是什么情況？工業和信息化部2015年7月16日發布的《2015年6月份通信業經濟運行情況》報告中指出：截至2015年6月底，中國互聯網寬帶接入端口數量達4.45億個，互聯網寬帶接入用戶總數達到2.07億戶。其中：

（1）xDSL端口總數1.31億個，LAN端口總數1.04億個，FTTH/0端口達到2.1億個。

（2）xDSL用戶數達到7346萬戶，占比35%；LAN用戶數達到4347萬戶，占比21%；光纖接入FTTH/0用戶數達到9007萬戶，占比44%。

從以上數據可以看到，固定接入網支持普遍100M接入面臨兩大挑戰：

（1）現網xDSL端口不具備100M管道能力

現網FTTH/O端口及LAN端口均具備100M管道能力，但XDSL端口中約有90%為ADSL/ADSL2+，最高速率為20Mbit/s，不具備100M管道能力，不滿足“普遍100M接入”的技術要求。

（2）部分場景下PON系統不具備普遍100M接入能力

PON（Passive Optical Network，無源光纖網絡）技術是P2MP（Point to Multipoint）技術，現網PON系統在部分接入場景的收斂比過大，不具備普遍100M接入能力。以EPON系統為例，單EPON端口可用帶寬為900Mbit/s，當下掛用戶數超過30戶，忙時平均接入速率將小于30Mbit/s，不滿足“普遍100M接入”的技術要求。

3 基于10G PON的普遍100M接入解決方案

（1）100M管道能力升級方案

現網xDSL端口需改造入戶段線路及接入網系統設備，以支持100Mbit/s管道能力。具體的改造方案有：

●將入戶段雙絞線長度改造至300m以內，將ADSL/ADSL2+端口改造為VDSL2Vectoring端口（見表1）。

表1 銅線技術300m距離下速率

●將入戶段線路從雙絞線改造為五類線（或超五類線），將ADSL/ADSL2+端口改造為LAN端口（FE端口或GE端口）。

●將入戶段線路從雙絞線改造為光纖，將ADSL/ ADSL2+端口改造為EPON或者GPON端口。

（2）PON系統普遍100M接入能力升級方案

按“普遍100M接入”的技術要求（即“忙時用戶平均接入速率30Mbit/s”）評估，現網EPON系統和GPON系統在部分場景無法支持普遍100M接入。

從表2可見，EPONFTTH在1:64分光比場景以及FTTB場景下都不支持普遍100M接入，需要升級PON系統能力。具體升級方案為：

●EPONFTTH1:64分光比場景，升級10GEPON或分光器裂化為1:32

升級10G EPON的具體操作方案為：EPON單板更換為10GEPON單板。原有ODN網絡保持不變，無需改造。由于10G EPON向下兼容EPON，因此EPON ONT和10G EPON ONT可在同一ODN下共存。EPON ONT按需更換為10G EPON ONT?，F網FTTH場景PON系統OLT設備下帶用戶數約1000～2000戶，OLT設備上行帶寬按需從1～4×GE端口升級為N×10GE端口（N≤6），確保OLT上行峰值帶寬無收斂（見圖1）。

10G EPON具有向下兼容EPON的特性，EPON ONT與10GEPONONT可以共ODN混合組網，降低了升級方案的工程實施復雜度，運營商據此特性可快速、高效、規模地升級10GEPON網絡能力。不過，OLT升級到10GEPON后，10GPON端口下EPONONT并不能共享10G下行帶寬（實際為9000Mbit/s），仍共享1G下行帶寬（實際為900Mbit/s）。因此，我們要求EPON升級10G EPON后單個10G EPON端口下掛EPON ONT的數量≤30個，才能滿足“普遍100M接入”的技術要求，即“PON系統忙時平均接入速率30Mbit/s”。

分光器裂化的具體操作方案為：將1:64分光器調整為2個1: 32分光器，分光器至OLT新建或新占用1條光纖，新占用OLT1個EPON端口。EPONONT不變。現網FTTH場景PON系統OLT設備下帶用戶總數約1000～2000戶，OLT設備上行帶寬按需從1～4×GE端口升級到N×10GE端口（N≤6），確保OLT上行峰值帶寬無收斂（見圖2）。

●FTTB場景，升級為10G PON。其中EPON FTTH升級為10G EPON FTTB，GPON FTTB升級為10GGPONFTTB

具體操作方案為（以EPON為例）：EPON單板更換

表2 PON系統普遍100m接入用戶數評估

圖1 EPON FTTH1：64分光場景升級10GEPON

圖2 EPON FTTH1：64分光場景裂化為1：32分光

以4K視頻為主的大帶寬業務應用，運營商的良性寬帶競爭，“寬帶中國”的深入落實，諸多因素將在未來3年共同促進和推動普遍100M接入快速、規模的普及。寬帶提速，網絡先行，接入網主流技術PON系統需要提前升級，以10G PON為基礎，系統提供普遍100M接入能力。

目前，基于10G PON的普遍100M接入解決方案已在中國得到大量應用。近兩年來江蘇電信、浙江電信、四川電信、福建電信等省份運營商采用10G PON FTTB升級方案在高端小區、校園網、工業園區光網等場景提供了普遍100M接入服務。2015年517世界電信日前后，上海電信、四川電信、江蘇電信等省份運營商紛紛發布10G EPON FTTH示范項目，在高端小區、中小企業等場景提供普遍100M接入以及千兆接入服務。由于10G PON提供5倍于GPON及為10GEPON單板。原有ODN網絡保持不變，無需改造。

EPON MXU一次性更換為10G EPON MXU。10G EPON/10G GPON端口下行可用帶寬約為9000Mbit/s，因此改造后單10GEPON/10GGPON端口下帶MXU用戶端口不超過300個?，F網FTTB場景PON系統OLT設備下帶用戶總數約2000～4000戶，OLT設備上行帶寬按需從1～4×GE端口升級到N×10GE端口（N≤12），確保OLT上行峰值帶寬無收斂（見圖3）。

圖3 FTTB場景升級10GPON FTTB（以EPON為例）

4 結束語

10倍于EPON的超大帶寬升級方案，不改動ODN網絡，可快速、高效地提供普遍100M接入服務，得到眾多客戶的高度認可。10GPON解決方案將助力接入網輕松應對普遍100M接入的挑戰。

1 張鵬.FTTx PON技術與應用.人民郵電出版社.2010,4

2 國務院辦公廳[2015]41號.關于加快高速寬帶網絡建設推進網絡提速降費的指導意見

3 工信部.2015年6月份通信業經濟運行情況

Universal Service of 100MAccess Based on 10G PON

Universal service of 100M access will become popular in recent years.Based on the study of bandwidth model of universal 100M access,this paper analyses the demand for PON’s network and establishes updating solution of 10G PON.

universal 100M access,10G PON,coexisted in ODN

2015-08-15）