基于小區寬帶千兆升級思路研究

陳營 熊勇

【摘要】? ? 目前，我國光纖寬帶的發展水平處于世界領先位置，相比起其他國家而言，更加的快速、安全。但是，目前我國的千兆寬帶仍然沒有得到較為廣泛的推廣，如果想要對我國的信息通信網絡進行全面提升，就必須對我國千兆寬帶小區升級的事情進行充分考慮。本文首先對千兆寬帶小區建設升級的意義進行了研究，然后對千兆寬帶小區的演進思路進行了闡述，最后對依托千兆網絡實現智能化家庭生活進行了簡要闡述。

【關鍵詞】? ? 寬帶接入? ? 小區寬帶? ? 千兆寬帶

引言：

當前，伴隨信息化社會的推進，人們在不斷提出對信息的獲取以及解決辦法方面的高要求，對信息傳輸的速度與質量方面不斷提出高標準，因此，在我國信息通信網絡不斷發展的過程中，也需要對寬帶帶寬、傳輸速度等方面進行技術層面上的研究與改進，這樣我國才能建立一個擁有快速、安全、移動、簡便等方面都具備的信息基礎設施體系，并對萬物互聯的網絡空間進行有效建設?；诖?，我國必須要對小區寬帶進行有效升級。目前，我國的網絡運營商已經對千兆寬帶小區升級的方式進行了研究，并在逐步實施。

一、小區千兆寬帶建設升級的意義

1.1國家政策提出的需求

隨著我國經濟的不斷發展，最近幾年的政府報告中，對小區寬帶進行千兆升級的提議多次出現，在2019年就已經針對“千兆接入、雙G雙提”進行了重點工作部署。同年9月，在我國進行國務院常務會議的過程中，也對我國的民用寬帶速度提出了相應的看法，同時針對網絡基礎能力進行有效增強、網絡速度進行提升、網絡使用的費用進行有效降低提出了相應的策略，并且在會議中提議出對網絡進行升級與擴大容量，將其變為擴大且有效進行投資的關鍵點，在2019年要完成的并實現的任務是將光纖布滿千家萬戶并成功將其接入到端口，完成將比例占90%以上的目標，對作為實驗的目標城市進行相關部署，并將千兆寬帶成功的接入到網絡上，成功將固定和移動寬帶推進到千兆時代。在20年12月28號召開了會議，是對于2021年5G網絡的建設及運用而召開的全國工業和信息化會議，會議過程中，工業和信息化部的部長肖亞慶做出了表示，推進5G網絡的同時，還將將推動網絡優化升級，推動千兆覆蓋用戶規模超過2億戶。這些舉措都表明了目前在我國進行小區千兆寬帶建設的過程中，我國居民對小區寬帶速度的需求越來越高，我國國家政策方面也對千兆寬帶的建設提出了相關的建議和要求[1]。

1.2寬帶產業界的日趨成熟

當前，我國的寬帶業務正進行著飛速的發展。如4K/8K視頻業務、可視通訊業務、AR的視頻業務等都已經進入了行業發展高產期。其中，我國新增的4K電視滲透率已經占70%以上的比例，在各大運營商運營的過程中，4K也已經成為了我國IPTV/OTT機頂盒的標準配置。此外，還有如AR/VR/MR等技術已經不斷的成熟，和普及應用，都意味著我國通信技術產業界已經針對完整的端到端生態體系進行了有效的建設。隨著我國高寬帶的成熟和應用，也在不斷的驅動我國千兆寬帶的建設和升級[2]。

1.3舊技術的成熟

當前我國使用的10G PON技術已經逐漸成熟，我國的三大網絡運營商目前都已經對10G PON OLT平臺與終端設備進行了有效采集，并逐漸為寬帶用戶進行提速，推進10G PON技術的應用。這一技術的有效應用，使運營商能夠為每一個用戶提供千兆甚至千兆以上的寬帶接入服務，并對各類軟件的帶寬需求進行有效滿足[3]。

二、小區千兆寬帶演進思路

2.1 EPON建設千兆小區演進思路

EPON網絡標準由IEEE提出，該技術上下行對稱，傳輸速率均為1.25Gbps。目前我國應用EPON技術的小區，分光比通常情況下為1：32，這也就意味著在并發率和實占率均不大于60%時，使用1：32分光比的小區帶寬能大于100Mbps。然而在普及百兆、邁向千兆的今天，EPON技術不能滿足用戶對100Mbps～1Gbps的帶寬需求，具備迫切的帶寬升級需求。

10G EPON絕大部分繼承了EPON的標準，擴大了802.3ah標準中關于EPON的上下行帶寬，有非對稱以及對稱的10G EPON兩種模式，對稱模式的10G EPON上下行速率均達到均為10Gbps。另外，10G EPON標準有很好的兼容性，10G EPON的ONU可以與EPON的ONU共同使用一個ODN，在一定程度上對運營商的投入進行了保護。

目前，我國的10G EPON的OLT設備的成本使用并沒有很高，完全可以滿足我國進行大規模部署的所需的要求，并且這一設備能夠對EPON設備的終端進行有效適配，因此在EPON 區域的千兆小區內部，可以針對10G EPON的OLT設備進行有效部署[4]。運營商可以通過對現網進行改造或是通過新建的方式，使10G EPON能夠同時容納EPON類型的ONU。在這一過程中，EPON與10G EPON的ONU共同存在于同一個ODN是主要的應用場景，具體的工程部署策略為針對10G EPON業務板卡進行有效地增設，如果需要進行改造，那么就將原EPON口向10G EPON口進行有效割接，對于新建設的小區需要針對ODN進行有效鋪設，通過這些方式，基本上就能夠滿足我國居民對于小區寬帶帶寬的需求。

2.2 GPON建設千兆小區演進思路

GPON技術是基于ITU-TG.984.x標準，具有非對稱行性，其上下行傳輸速率分別為1.25Gbps和2.5Gbps。目前我國應用GPON技術的小區，分光比通常情況下為1：64，這也就意味著在并發率和實占率均不大于60%時，使用1：64分光比的小區帶寬能大于100Mbps。GPON技術同樣不能滿足用戶對千兆網的帶寬需求，也具備迫切的帶寬升級需求。

基于對現有光纖網絡的充分保護，10GPON的ODN完全沿用GPON的網絡拓撲，重利用現有GPON網絡的光纖、分路器等，其上下行傳輸速率分別為2.5Gbps和10Gbps。相較于10G EPON的平滑升級方式，由于XGPON與GPON的上線行波長不同，需在局端設備外置合波器（WDMr1），對上/下行方向的工作信號進行合波/分波，實現XGPON與GPON的兼容。各大設備廠商為簡化GPON的帶寬升級，推出了COMBO PON解決方案，將GPON、XGPON及合波器件集成于同一板卡內，實現單端口GPON、XGPON共存。一方面規避了WDMr1器件在光鏈路上的衰耗，另外也有效節省了機房空間，有效降低了運營商實現千兆入戶的建設成本。因此COMBO PON也成為各大運營商千兆寬帶網絡升級的首選方案。在XGPON網絡升級改造期間，ODN一直保持不變，而后期用戶可以以自己的要求對其進行終端升級，以體驗到更高更快的寬帶速率。

三、依托千兆寬帶實現智能化家庭生活

目前，三大基礎電信運營商正在積極推進千兆網部署與創新，已在20多個省份頒布了千兆網絡使用套餐并且聯手整個產業鏈進行了大量的業務創新。千兆寬帶網絡在帶寬、用戶的體驗以及聯接容量等三個方面都有了快速發展，主要為以下幾種智能化家庭生活提供了技術支撐。

3.1智能化家庭

智能化家庭所需要的業務類型是4K高清視頻、家庭Wi-Fi組網、家庭共享存儲、各種各樣的傳感器和對于家電進行控制等方面。將一個家庭開通5個服務業務為示例，對于速度的要求大概需要370Mbps以上，對于連接進入的時間間隔要控制在20ms-40ms之間。

3.2游戲體驗

對于主機方面一系列的游戲，比如對于較為流行的MOBA類方面的游戲，是可以通過多人同時在線進行的戰術類競技性的游戲，這類游戲大部分利用以幀同步為中心進行的計算方法，這類是在競技性方面比較強的游戲，對于時間間隔有著一些需求，延遲的時間是要低于50ms。而正在使用的客戶端與服務器的網絡出現延遲并且已經超過100ms的時候，這也將會開始出現不斷進行卡頓的現象，而當延遲的時間已經超過了250ms時，這時玩家正在運行的游戲操作會被制造出較多的影響，會使正在進行的游戲無法正常公平的運行。

然而，MMO游戲作為一種適合多人在線并且可以一起進行操作的網絡游戲，它一般使用的是狀態同步的計算方法，這類游戲主要是以對屬性進行養成和通過玩游戲不斷的獲取裝備，同時，這類游戲也有著一定的競技性，但是，它對于時間延續方面的要求，是要低于MOBA類游戲。

3.3在線教育

基于對在線教育的高質量和穩定性，虛擬課堂上大量的流媒體數據傳輸，課堂互動等教育行為的需求，使用千兆寬帶網絡才能更好保障在線教育的體驗。

3.4遠程醫療

在網絡要求方面，遠程醫療系統對于服務方面可以將其分為實時（在線）方式和非實時（離線）方式。而實時方式是指可以在條件允許下或具有緊急情況時才能使用的一種模式，可以使緊急的患者能夠及時的得到救治，但是所面臨的花費等方面還是比較高的，而且操作起來難度相對而言比較大;然而，非實時方式是指將尋求醫療服務幫助的需求方的資料隨時可以傳送到服務的提供方，并且等待提供方進行相關的處理，而在大醫院里的專家們可以根據患者所進行提供的病情情況或者病案及時的做出相對應的診斷結果，與此同時，也可以應用到醫療相關的咨詢、培訓以及教育等方面。

對于使用實時的高清畫面的音視頻進行回傳時，對于上下行網絡的速率就是以200Mbps為起點;而遠程內的窺鏡以及遠程的超聲波等這些新時代的實時的診療手段的要求是從網絡端到端的網絡時延的其要求是小于10ms。

3.5 Cloud VR

不同的VR業務體驗，對于網絡的要求也有差異，其中出現的帶寬以及時延是其中的關鍵指標。而針對與強交互的VR業務，其中對時延和帶寬是關鍵指標?；旧系钠鸩诫A段就大概需要100Mbps帶寬以及20ms時延的支持，未來有可能就需要大于500Mbps～1Gbps帶寬和10ms時延支持。

四、結束語

總而言之，在我國針對千兆寬帶進行建設的過程中，必須要針對建設中可能存在的問題進行有效考慮，使每一項建設內容都切實有效的發揮作用，避免在盲目地進行建設。通過對建設過程的研究，采取更有效的措施來提升我國網絡運營商對千兆寬帶進行普及的速度，同時對運營商的通訊技術進行有效地提升。因此，我國運營商應當抓住這一機會，對自身通信技術進行升級，并對我國的寬帶帶寬進行拓展，使我國能夠盡快完成千兆寬帶的普及，使更多國民都能夠有效應用千兆寬帶技術。

參? 考? 文? 獻

[1]雷芳， 王玉磊， 李云霞. 面向千兆寬帶的PON網絡演進策略研究[J]. 通信電源技術， 2020， v.37;No.196（04）：215-216.

[2] 侯冰俏，婁超. 千兆寬帶局端設備部署思路探究[J]. 產業科技創新， 2020， v.2;No.49（13）：48-49.

[3]黃徽， 呂樺. 基于寬帶中國示范小區的寬帶提速研究[J]. 移動通信， 2016， 040（023）：93-98.

[4]李勝， 雷景智. 基于千兆級應用的智能家庭寬帶網絡部署研究[J]. 江蘇通信， 2018， 034（002）：29-33.