徐正國(guó)

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司山東分公司，濟(jì)南 250101）

1 引言

2017年中國(guó)移動(dòng)提出有線寬帶要以“百兆能力，千兆示范”為目標(biāo)進(jìn)行建設(shè)，滿足網(wǎng)絡(luò)提速、業(yè)務(wù)協(xié)同和技術(shù)演進(jìn)需求。隨著中國(guó)移動(dòng)“大連接”戰(zhàn)略的落地實(shí)施，有線寬帶用戶發(fā)展迅猛，未來百兆甚至千兆用戶需求越來越旺盛，現(xiàn)有FTTH接入網(wǎng)絡(luò)不能完全支撐高帶寬的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，帶寬的擴(kuò)容升級(jí)迫在眉睫。

當(dāng)前中國(guó)移動(dòng)有線寬帶覆蓋主要基于GPON的FTTH模式為主，OLT下行至用戶可滿足帶寬升級(jí)到100 Mbit/s的要求，但未來2年后難以滿足以200～1 000 Mbit/s為主的業(yè)務(wù)需求。本文分析了兩種FTTH場(chǎng)景下提速改造的方案，包括降低分光比方案和升級(jí)10 GPON方案。兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，工程實(shí)施中應(yīng)根據(jù)覆蓋站點(diǎn)的帶寬需求及資源情況，采用適合的升級(jí)改造方案。

2 FTTH提速需求分析

OLT下行可提供帶寬測(cè)算方法具體見公式（1）。

由公式（1）可以看出，OLT下行至用戶的帶寬主要取決于業(yè)務(wù)帶寬、端口占用率、并發(fā)比和占空比。GPON單PON口下行有效帶寬2.35 Gbit/s，10 GPON下行有效帶寬為8.66 Gbit/s。以家庭寬帶發(fā)展較好省份為例，2017年端口占用率為50%，后續(xù)將逐步上升，預(yù)計(jì)2021年達(dá)到70%（為啟動(dòng)端口擴(kuò)容閾值），用戶上網(wǎng)行為的并發(fā)比取定為50%，占空比取定60%。根據(jù)公式（1）測(cè)算得出表1結(jié)論。

按照表1測(cè)算模型計(jì)算，在實(shí)際所需帶寬大于實(shí)際最大下行帶寬情況下，需要提速改造。2019年前現(xiàn)網(wǎng)采用FTTH建設(shè)的有線寬帶，OLT下行至用戶可滿足100 Mbit/s業(yè)務(wù)為主的接入需求，用戶可充分享受標(biāo)清/高清電視、高速上網(wǎng)和4K業(yè)務(wù)等高帶寬業(yè)務(wù)。當(dāng)2020年20%以上用戶帶寬需求超過200 Mbit/s時(shí)，現(xiàn)網(wǎng)GPON最大分光比降為32方可滿足用戶帶寬需求；至2021年，即使降低分光比為32，GPON也不能滿足用戶帶寬需求，但10 GPON完全能夠滿足。因此，2020年開始，需針對(duì)潛在帶寬需求旺盛的高價(jià)值小區(qū)，采用降低分光比或升級(jí)10 GPON進(jìn)行FTTH提速改造。

表1 單PON口下行帶寬測(cè)算模型

圖1 降低分光比方案

3 FTTH提速改造方案

3.1 降低分光比方案

從分析得出，200～1 000 Mbit/s業(yè)務(wù)帶寬占比在35%～65%之間的小區(qū)，當(dāng)最大分光比降低為32時(shí)，2020年可以滿足用戶帶寬需求?，F(xiàn)網(wǎng)FTTH接入站點(diǎn)主要采用二級(jí)分光1×4+1×16或1×8+1×8組合方式，如果最大分光比降低到32，只能將一級(jí)1×4或1×8分光器分別改造為1×2和1×4的分光器。

如圖1所示，對(duì)于已建高層FTTH場(chǎng)景，小區(qū)光交中為1×4分光器作為一級(jí)分光器，每個(gè)單元4個(gè)32芯分纖箱，每分纖箱中安裝1臺(tái)1×16二級(jí)分光器。該站點(diǎn)為高價(jià)值小區(qū)，用戶以200 Mbit/s帶寬需求為主，不能滿足用戶需求，需要提速改造。本方案將原來光纜交接箱中1×4分光器替換為多臺(tái)1×2分光器。

該方案快速簡(jiǎn)單，但需要新增分光器上聯(lián)PON口的光纜纖芯，且存在未來繼續(xù)升級(jí)為10 GPON的風(fēng)險(xiǎn)，因此本方案適用于以下兩種場(chǎng)景：

（1）中等潛力發(fā)展小區(qū)，未來3～5年內(nèi)仍然以200 Mbit/s業(yè)務(wù)為主，200～1 000 Mbit/s帶寬業(yè)務(wù)占比不超過65%的小區(qū)。

（2）原有上聯(lián)OLT主干光纜纖芯完全滿足本次降低分光比后分光器上聯(lián)需求，或原有上聯(lián)OLT主干光纜纖芯不足，但原有管線路由距離OLT機(jī)房較近，可以新敷設(shè)上聯(lián)主干光纜情況。

圖2 升級(jí)10 GPON方案

3.2 升級(jí)10 GPON方案

當(dāng)200～1 000 Mbit/s業(yè)務(wù)帶寬占比超過65%，最大分光比為32也不能滿足帶寬需求的小區(qū)，只能采用升級(jí)10 GPON方案。如圖2所示，對(duì)于上述FTTH高層場(chǎng)景，每個(gè)單元分纖箱較多，上聯(lián)主干光纜及配線光纜、入戶皮線光纜無需變動(dòng)，將OLT設(shè)備原有PON單板更換為10 GPON單板，或新增10 GPON單板，用戶ONT更換10 GPON的ONT設(shè)備，改造為10 GPON 接入。

該方案完全利舊原有ODN光纜，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，適應(yīng)PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)方向，主要擴(kuò)容OLT側(cè)10 GPON板和更換用戶多媒體箱內(nèi)ONT。由于ONT的更換需征詢用戶同意，存在一定難度，建議評(píng)估站點(diǎn)發(fā)展?jié)摿?，?018年接入率較低或新建覆蓋時(shí)，提前升級(jí)為10 GPON。使用該方案前提條件如下：

（1）未來3～5年內(nèi)以500 Mbit/s以上業(yè)務(wù)為主的高價(jià)值小區(qū)或無法實(shí)施降低分光比方案的站點(diǎn)。

（2）因需更換用戶側(cè)ONT，當(dāng)前接入率不大，但發(fā)展?jié)摿^大的小區(qū)，提前布局升級(jí)。

3.3 提速方案分析

以1棟124戶FTTH建設(shè)場(chǎng)景為例，降低分光比方案需新增一級(jí)分光器1臺(tái)、新建主干光纜場(chǎng)景需新增約450 m 24芯光纜；升級(jí)10 GPON方案需新增10 GPON單板，ODN網(wǎng)絡(luò)投資無變化。兩種方案對(duì)比如表2所示。

通過對(duì)上述2種場(chǎng)景方案的戶均工程建設(shè)成本對(duì)比分析可得出，降低分光比、主干利舊場(chǎng)景方案投資最低；主干新建場(chǎng)景方案投資較高；升級(jí)10 GPON成本最高。

3.4 方案小結(jié)

假定降低分光比和升級(jí)10 GPON都滿足帶寬業(yè)務(wù)需求，從戶均建設(shè)成本、工程實(shí)施難易度、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)及裝維難易度方面綜合對(duì)比分析，結(jié)果如表3所示。

根據(jù)以上分析，F(xiàn)TTH提速改造方案需根據(jù)站點(diǎn)用戶帶寬需求和站點(diǎn)資源情況進(jìn)行選擇，選用方案原則如下：

（1）未來5年200 Mbit/s以上帶寬需求比例不超過35%，上聯(lián)主干纖芯充足或可布放主干光纜的站點(diǎn)，優(yōu)先降低分光比方案。

表2 兩種提速方案戶均工程建設(shè)成本對(duì)比分析（元）

表3 兩種提速方案綜合對(duì)比分析

（2）200 Mbit/s以上帶寬需求比例超過35%，發(fā)展?jié)摿^大的站點(diǎn)或降低分光比方案無法實(shí)施情況下，選用升級(jí)10 GPON方案。建議2018年建設(shè)或擴(kuò)容時(shí)評(píng)估站點(diǎn)未來業(yè)務(wù)發(fā)展?jié)摿Γ瑵摿^大站點(diǎn)直接部署10 GPON。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文研究了兩種FTTH場(chǎng)景的提速改造方案。降低分光比方案特點(diǎn)是快速簡(jiǎn)單，需要新增本次降低分光比后分光器上聯(lián)PON口的光纜纖芯，適合中等發(fā)展?jié)摿φ军c(diǎn)。升級(jí)10 GPON方案相對(duì)簡(jiǎn)單，適應(yīng)PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)方法，并且對(duì)現(xiàn)網(wǎng)ODN改造較少，適合于帶寬需求旺盛、發(fā)展?jié)摿^大的站點(diǎn)。兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，工程實(shí)施中需根據(jù)發(fā)展前景和現(xiàn)網(wǎng)情況，采用適合的方案進(jìn)行升級(jí)改造。

本文所提策略能夠有效指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)商在面對(duì)用戶流量高增長(zhǎng)的形勢(shì)下即時(shí)調(diào)整FTTH的接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。