基于Combo技術(shù)的XGPON校園網(wǎng)解決方案

陳勇

摘要：使用XGPON技術(shù)是未來(lái)校園網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。隨著PON帶寬能力提升，使用XGPON覆蓋能力將為智慧校區(qū)提供高帶寬接入的能力，提供4K、直播、云游戲等高帶寬業(yè)務(wù)體驗(yàn);同時(shí)為校區(qū)升級(jí)網(wǎng)絡(luò)承載能力，大范圍提高網(wǎng)絡(luò)高帶寬演技能力;提供全光網(wǎng)覆蓋的能力，提升網(wǎng)絡(luò)安全性;減少銅線接入，降低建設(shè)成本。校園網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)由LAN方式組網(wǎng)向PON組網(wǎng)演進(jìn)。本文從原LAN組網(wǎng)變化出發(fā)，分析了基于Combo技術(shù)的XGPON網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)變化及現(xiàn)網(wǎng)實(shí)施情況。

關(guān)鍵詞：XGPON，combo技術(shù)、千兆網(wǎng)絡(luò)、PON網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

1. 引言

校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是杭州移動(dòng)有線業(yè)務(wù)的重要組成部分。18年底，中國(guó)移動(dòng)校園寬帶“倍增計(jì)劃”發(fā)布儀式在北京舉行，“倍增計(jì)劃”正式啟動(dòng)，標(biāo)志著中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入新的發(fā)展階段。中國(guó)移動(dòng)將通過(guò)一系列措施，致力于提供廣泛覆蓋、優(yōu)惠資費(fèi)、高效穩(wěn)定質(zhì)量的校園寬帶接入服務(wù)，讓學(xué)校“用得上”“用得起”“用得好”。到2020年實(shí)現(xiàn)全國(guó)中小學(xué)校園平均帶寬至少翻一番或達(dá)到百兆以上的目標(biāo)，推動(dòng)教育行業(yè)網(wǎng)絡(luò)水平在全國(guó)各行業(yè)范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位，力爭(zhēng)達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家教育帶寬平均水平。其中重點(diǎn)保障貧困地區(qū)優(yōu)先通網(wǎng)、提速降費(fèi)，“三區(qū)三州”地區(qū)2020年通網(wǎng)率超70%，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬翻番或達(dá)50兆以上，每兆單價(jià)下降50%。通過(guò)LAN組網(wǎng)向GPON組網(wǎng)，再向XGPON組網(wǎng)升級(jí)，采用Combo技術(shù)融合XGPON與PON共存/混插，解決了未來(lái)帶寬升艙時(shí)需要更換存量用戶ONU的難題，實(shí)現(xiàn)了用戶帶寬向千兆帶寬的平滑升級(jí)，有力地提高了寬帶的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2. Combo技術(shù)特點(diǎn)

Combo技術(shù)方案，將GPON和10G GPON光波長(zhǎng)在一個(gè)光模塊內(nèi)進(jìn)行雙通道合波后從同一光口輸出，進(jìn)行10G GPON演進(jìn)時(shí)，只需用Combo PON板卡替換原OLT上的GPON板卡，原GPON板卡上的光纖同步割接到Combo PON板卡上即可實(shí)現(xiàn)GPON和10G GPON的共存。該方案利舊ODN和原有設(shè)備機(jī)框，不需要新增相關(guān)設(shè)備和外置合波等配套設(shè)備，較之外置合波器方案具有機(jī)房空間占用少、網(wǎng)絡(luò)升級(jí)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、業(yè)務(wù)快速開(kāi)通、不影響現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)、整體投資少等優(yōu)點(diǎn)。

Combo PON即GPON和10G GPON的聯(lián)合體，利用兩種技術(shù)采用不同的承載波長(zhǎng)，在一個(gè)光模塊內(nèi)將兩種波長(zhǎng)合波實(shí)現(xiàn)GPON和10G GPON光信號(hào)的獨(dú)立發(fā)送和接收處理，兼容現(xiàn)有GPON網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的同時(shí)按需提供高帶寬業(yè)務(wù)，利舊現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和ODN，避免現(xiàn)網(wǎng)資源的改動(dòng)和額外的機(jī)房空間占用，根據(jù)業(yè)務(wù)套餐升級(jí)按需更換用戶側(cè)ONU終端，實(shí)現(xiàn)高帶寬業(yè)務(wù)的快速平滑升級(jí)。

3. 校園網(wǎng)的解決方案

傳統(tǒng)校園網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)中，采用LAN方式組網(wǎng)，即校園網(wǎng)學(xué)生用戶有線方式接入樓道交換機(jī)。樓道交換機(jī)匯聚至樓宇、核心交換機(jī)，上聯(lián)至BRAS設(shè)備，進(jìn)行業(yè)務(wù)認(rèn)證、接入互聯(lián)網(wǎng)。LAN方式組網(wǎng)中，交換機(jī)分三層組網(wǎng)，各自使用光纖連接。因設(shè)備數(shù)量眾多，故障率較高，且僅能提供百兆端口，帶寬升級(jí)能力差，且因交換機(jī)廠家眾多，維護(hù)難度高。

部分校園網(wǎng)后使用GPON技術(shù)，按校園網(wǎng)覆蓋特點(diǎn)，選用GPONFTTB模式進(jìn)行覆蓋，提升傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)整體容量，具備了網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的基礎(chǔ)。

采用基于Combo技術(shù)的XGPON覆蓋升級(jí)方案實(shí)施后，將原有校園LAN接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體替換，由原有核心交換機(jī)-樓宇交換機(jī)-樓道交換機(jī)全部改為XGPON接入網(wǎng)即OLT（Combo端口）-POS-XGPON ONU，將原有超五類線全部替換為六類線。通過(guò)Combo技術(shù)，配合學(xué)校宿舍改造進(jìn)度，暑期對(duì)學(xué)校裝修宿舍進(jìn)行XGPON升級(jí)，對(duì)于不改造宿舍，仍采用GPON覆蓋，相互兼容平滑升級(jí)。

一般場(chǎng)景學(xué)校中心機(jī)房側(cè)（或移動(dòng)機(jī)房）新增XGPON OLT設(shè)備，直接下聯(lián)在原核心交換機(jī)下（如校方無(wú)內(nèi)網(wǎng)訪問(wèn)等需求，OLT也可直連校園網(wǎng)BRAS）。原匯聚交換機(jī)（樓宇交換機(jī)）一般每幢宿舍樓有一或數(shù)臺(tái)，安裝在宿舍樓機(jī)房或過(guò)道網(wǎng)絡(luò)箱內(nèi)，可用1：4分光器替換。原接入交換機(jī)（樓道交換機(jī)）一般每層宿舍樓有數(shù)臺(tái)，用XGPON 24口B類ONU替換。

2019年，實(shí)施區(qū)域內(nèi)某高校XGPON覆蓋升級(jí)，完成高校千兆網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。該高校宿舍區(qū)共計(jì)40幢樓宇，其中本科宿舍區(qū)34幢樓宇、5221個(gè)房間、22752信息點(diǎn);研究生宿舍區(qū)6幢樓宇、1584個(gè)房間、3168信息點(diǎn)。原校區(qū)網(wǎng)絡(luò)采用LAN方式接入。核心交換機(jī)、樓宇交換機(jī)、樓道交換之間采用千兆光路連接。原有樓道交換機(jī)1088臺(tái)，樓宇交換機(jī)64臺(tái)，核心交換機(jī)一臺(tái)，BRAS一臺(tái)。校園網(wǎng)開(kāi)戶用戶達(dá)到12000人，活躍用戶9000人。

采用XGPON接入模式、樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于因?qū)W生上網(wǎng)時(shí)間相對(duì)集中，上線并發(fā)率（最大值）按80%測(cè)算。為確保用戶接入速率達(dá)到200M，采用1：8光分路器，24口ONU接入。為提高網(wǎng)絡(luò)安全性將每臺(tái)OLT關(guān)聯(lián)用戶數(shù)控制在3500人，因此配置3臺(tái)OLT。Combo板卡22塊，1：8光分路器174只，樓道XGPON ONU1181臺(tái)。核心交換機(jī)和BRAS設(shè)備利舊;原有網(wǎng)絡(luò)箱利舊，以及原有樓層之間光纜和走線槽利舊。本項(xiàng)目實(shí)施后，該校學(xué)生宿舍寬帶接入速率已具備1000M能力，學(xué)生寬帶上網(wǎng)速度大幅提升，極大地提升了校園市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)了校園市場(chǎng)的發(fā)展。2020年、2021年分別對(duì)宿舍改造、擴(kuò)建部分進(jìn)行XGPON覆蓋擴(kuò)容，擴(kuò)容項(xiàng)目設(shè)計(jì)、測(cè)算簡(jiǎn)單，擴(kuò)容投入少，施工簡(jiǎn)易。

4. 結(jié)束語(yǔ)

XGPON技術(shù)是接入網(wǎng)發(fā)展升級(jí)的趨勢(shì)，基于Combo技術(shù)的演進(jìn)，一方面可以解決目前GPON、XGPON兼容的問(wèn)題，另一方面可以在校園用戶密集場(chǎng)景下，快速利舊原有網(wǎng)絡(luò)組件，簡(jiǎn)易升級(jí)千兆網(wǎng)絡(luò)帶寬，降低時(shí)延、增大帶寬、保障數(shù)據(jù)安全性，提高用戶體驗(yàn)感知。方案對(duì)后續(xù)50GPON甚至更高帶寬網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，具有延續(xù)和兼容性。