【摘要】隨著全球FTTx網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的持續(xù)升溫，10G PON作為其中的帶寬升級(jí)技術(shù)方案一直都是行業(yè)的熱點(diǎn)話題。然而10G PON方案整體成本依然較高，如何以低成本方式建設(shè)具備良好演進(jìn)能力的10G PON網(wǎng)絡(luò)是業(yè)界面臨的難題。本文研究了運(yùn)營(yíng)商的營(yíng)銷帶寬需求、實(shí)際業(yè)務(wù)帶寬需求以及10G PON產(chǎn)業(yè)鏈的狀態(tài)及變化趨勢(shì)等，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性角度探討了在當(dāng)前產(chǎn)業(yè)狀態(tài)下如何建設(shè)10G PON網(wǎng)絡(luò)這一課題。

【關(guān)鍵詞】技術(shù)經(jīng)濟(jì)性PON寬帶

1需求

寬帶接入產(chǎn)業(yè)過(guò)去20年的發(fā)展表明，推動(dòng)接入網(wǎng)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力來(lái)自兩大方面，其一是持續(xù)增強(qiáng)的用戶帶寬需求，其二是來(lái)自運(yùn)營(yíng)商間日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)所需的營(yíng)銷帶寬需求?？蛻舻木W(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展異常迅速，從普通上網(wǎng)、視頻、高清到現(xiàn)在無(wú)所不在的各種多媒體應(yīng)用，把業(yè)務(wù)帶寬需求從K級(jí)別迅速推高至M級(jí)別甚至更高。而運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)更是帶寬發(fā)展的催化劑，運(yùn)營(yíng)商所需的營(yíng)銷帶寬需求也極大的超前了用戶業(yè)務(wù)帶寬需求，需要提供10M甚至100M帶寬能力需求。

2解決方案

接入網(wǎng)是運(yùn)營(yíng)商提供業(yè)務(wù)帶寬及營(yíng)銷帶寬的能力關(guān)鍵環(huán)節(jié)。10G PON技術(shù)用于FTTx接入網(wǎng)的建設(shè)，它包括10G GPON以及10G EPON。本文不探討兩種技術(shù)制式的差別，僅從運(yùn)營(yíng)商的建網(wǎng)需求以及產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展情況來(lái)研究10G PON解決方案的需求以及建設(shè)節(jié)奏。10G PON相對(duì)于GPON或者EPON，可以提供4倍或者10倍的下行帶寬能力，那么，它是否就是運(yùn)營(yíng)商接入網(wǎng)絡(luò)的最佳方案呢？

2.1技術(shù)必要性

解決方案的技術(shù)方向是否正確及部署節(jié)奏是否合理跟其具體的應(yīng)用場(chǎng)景強(qiáng)相關(guān)。作為接入網(wǎng)的一種技術(shù)，10G PON可應(yīng)用于FTTH或者FTTB/C。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)FTTH主流建網(wǎng)技術(shù)為GPON，分光比一般在1:64，考慮FTTH的實(shí)裝率以及帶寬收斂模型，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)可以滿足相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的業(yè)務(wù)需求。根據(jù)德國(guó)電信的測(cè)算，假設(shè)Triple Play業(yè)務(wù)以50%復(fù)合年度增長(zhǎng)率發(fā)展，GPON FTTH網(wǎng)絡(luò)也能夠滿足到2017的業(yè)務(wù)帶寬需求。

2.2帶寬需求性

而國(guó)內(nèi)FTTB/C則采用EPON作為上行，用戶側(cè)接口則為L(zhǎng)AN或者ADSL；在一個(gè)EPON端口下，一般規(guī)劃128至512個(gè)用戶。這樣的組網(wǎng)模型什么情況下在網(wǎng)絡(luò)的哪個(gè)部分會(huì)產(chǎn)生帶寬瓶頸？讓我們從業(yè)務(wù)帶寬以及營(yíng)銷帶寬兩個(gè)角度來(lái)進(jìn)行分析。

2.2.1寬帶上網(wǎng)的帶寬需求

用戶上網(wǎng)的帶寬需求關(guān)乎用戶體驗(yàn)，用戶體驗(yàn)的一個(gè)核心標(biāo)準(zhǔn)就是“快”，業(yè)界對(duì)此已經(jīng)有較深入的研究。比如，華為公司提出未來(lái)超寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是一個(gè)“零等待”網(wǎng)絡(luò)，速度快到讓用戶感覺(jué)不到有網(wǎng)絡(luò)的存在。而受限于端到端系統(tǒng)的制約，當(dāng)前及未來(lái)一段時(shí)期，寬帶上網(wǎng)需要多大帶寬才能較好的滿足用戶體驗(yàn)？對(duì)此，Google SPDY項(xiàng)目做了詳細(xì)的研究，其結(jié)果表明，受限于Internet主要協(xié)議的性能限制、服務(wù)器的排隊(duì)機(jī)制等因素，當(dāng)接入帶寬達(dá)到8Mbps之后，再增加帶寬，對(duì)于用戶的上網(wǎng)速度體驗(yàn)改善基本是微乎其微。

2.2.2視頻業(yè)務(wù)的帶寬需求

視頻業(yè)務(wù)主要包括OTT以及IPTV兩類。OTT所占業(yè)務(wù)帶寬一般已在寬帶上網(wǎng)的帶寬中考慮，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)需要重點(diǎn)保證的是其經(jīng)營(yíng)的IPTV視頻業(yè)務(wù)帶寬。根據(jù)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，IPTV視頻將從當(dāng)前標(biāo)清＋高清頻道逐步過(guò)渡至全高清，以及未來(lái)逐步引入3D頻道。按表1假設(shè)計(jì)算，2012年至2016年IPTV用戶平均視頻帶寬需求將從3.25Mbps逐步提高到12Mbps。

2.2.3接入網(wǎng)絡(luò)的帶寬瓶頸

以EPON FTTB網(wǎng)絡(luò)為藍(lán)本分析，假設(shè)一個(gè)PON口下掛256個(gè)用戶，在2012至2016的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，寬帶實(shí)裝率從35%逐步提升至65%，寬帶上網(wǎng)的帶寬需求從4M逐步提升到8M；在寬帶用戶中開通IPTV業(yè)務(wù)套餐的用戶比例從30%提升至70%。話音業(yè)務(wù)所占帶寬較小，因而總體帶寬計(jì)算中將其忽略?；谝陨霞僭O(shè)，得出FTTB網(wǎng)絡(luò)用戶峰值帶寬需求（不計(jì)算用戶并發(fā)收斂比）趨勢(shì)，在用戶實(shí)裝率達(dá)到55%，IPTV套餐比例達(dá)50%時(shí)，會(huì)出現(xiàn)EPON帶寬瓶頸。

2.2.4運(yùn)營(yíng)商營(yíng)銷帶寬需求驅(qū)動(dòng)ADSL2+升級(jí)改造

運(yùn)營(yíng)商的營(yíng)銷帶寬需求取決于其所在的市場(chǎng)環(huán)境，各不相同。最近的一個(gè)例子是Google Fiber項(xiàng)目，它既提供1G的寬帶套餐，也有5M的基本連接業(yè)務(wù)。在國(guó)內(nèi)，寬帶提速也是普遍的市場(chǎng)趨勢(shì)，特別是東部沿海省份，市場(chǎng)營(yíng)銷帶寬一浪高過(guò)一浪。營(yíng)銷帶寬對(duì)于網(wǎng)絡(luò)接入帶寬能力有要求。當(dāng)營(yíng)銷帶寬高于20M時(shí)，基于ADSL2+的FTTx就需要升級(jí)改造，而基于LAN的FTTB以及基于VDSL的FTTB網(wǎng)絡(luò)則可以滿足100Mbps的營(yíng)銷帶寬需求（其中VDSL2帶寬能力易受串?dāng)_噪聲干擾，需要啟動(dòng)Vector技術(shù)方能穩(wěn)定支持100Mbps的接入）。

然而，這種營(yíng)銷帶寬在網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)較高的收斂比。在FTTB/C組網(wǎng)中，相對(duì)于業(yè)務(wù)需求帶寬，營(yíng)銷帶寬并不會(huì)首先使xPON口產(chǎn)生帶寬瓶頸。因而，我們從10G PON網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃角度來(lái)看，關(guān)鍵是分析業(yè)務(wù)需求帶寬對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的壓力。

2.3技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈準(zhǔn)備度

產(chǎn)業(yè)鏈的準(zhǔn)備度是選擇技術(shù)方案方向以及判斷部署節(jié)奏的關(guān)鍵依據(jù)。10G PON的上游產(chǎn)業(yè)鏈中，芯片及光模塊環(huán)節(jié)尤為關(guān)鍵。

10G PON芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)了清晰的三個(gè)階段：產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期、產(chǎn)業(yè)整合期、融合發(fā)展期。產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期從2009至2011，這兩年出現(xiàn)一撥10G PON芯片先行者，芯片廠家推出第一批10G PON芯片。然而，產(chǎn)業(yè)鏈很快也就因而迎來(lái)整合期，收購(gòu)整合使得10G PON芯片的商用進(jìn)程延后，但好處是讓關(guān)鍵芯片廠家都具備了xPON及10G xPON的能力。芯片廠家完成整合之后，主流芯片廠家如博通、高通等，其路標(biāo)中的芯片方案都是具備xPON及10G xPON的能力。

在光模塊產(chǎn)業(yè)方面，經(jīng)過(guò)2年的準(zhǔn)備，已經(jīng)有多家光模塊廠家具備10G PON光模塊的量產(chǎn)能力。但是受限于上游的10G PON光芯片、激光器等核心部件的供給，以及10G PON光模塊用量較少等因素，目前及可預(yù)見(jiàn)的一段時(shí)間之內(nèi)，10G PON光模塊的價(jià)格將在xPON光模塊的5至10倍。在10G PON規(guī)模部署啟動(dòng)之后，10G PON光模塊有較強(qiáng)的降價(jià)預(yù)期和較大的降幅空間。

3困境與破局

綜合來(lái)看，一方面，10G PON方案成本高，商用困難；另一方面，EPON FTTB網(wǎng)絡(luò)存在潛在的帶寬瓶頸，新建設(shè)或未來(lái)存量提速改造有采用10G PON的需求。

怎樣才能夠以最合理的方式來(lái)破解這一困局？筆者認(rèn)為，設(shè)備商及運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該充分利用產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)的關(guān)鍵特點(diǎn)，開發(fā)和部署具備良好前后向兼容的10G PON網(wǎng)絡(luò)。具體為利用融合芯片的能力，開發(fā)光模塊可插拔的FTTB設(shè)備，通過(guò)裝備不同的光模塊實(shí)現(xiàn)EPON、GPON、10G EPON、10G GPON上行接口的切換，保證系統(tǒng)能夠靈活、平滑的從xPON升級(jí)到10G xPON。

這種方案有業(yè)界主流芯片廠家支撐，是未來(lái)解決方案的主流。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可以先行部署xPON FTTB，規(guī)避了技術(shù)路線的選擇風(fēng)險(xiǎn)，未來(lái)可根據(jù)需要升級(jí)至10G GPON或者10G EPON。同時(shí)，從前面的分析可以知道xPON出現(xiàn)業(yè)務(wù)帶寬瓶頸時(shí)，10G PON光模塊因產(chǎn)業(yè)成熟而有大幅的成本下降，運(yùn)營(yíng)商因而可以節(jié)約10G PON建網(wǎng)投資。這種具備良好前后向兼容的10G PON技術(shù)方案在幫助運(yùn)營(yíng)商在技術(shù)方案選擇和部署投資上，都有一舉多得之處。

表1IPTV用戶帶寬需求分析