寧伯強(qiáng)

（中國(guó)廣電云南網(wǎng)絡(luò)有限公司曲靖市分公司，云南 曲靖 655000）

0 引言

作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，接入網(wǎng)是連接用戶與骨干網(wǎng)的關(guān)鍵途徑。在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用愈發(fā)豐富、功能不斷增強(qiáng)的情況下，接入網(wǎng)的性能對(duì)用戶網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)效果的影響越來(lái)越明顯。改造接入網(wǎng)，優(yōu)化用戶與骨干網(wǎng)的連接，是提升網(wǎng)絡(luò)用戶體驗(yàn)的現(xiàn)實(shí)需要?；诖耍稄V播電視和網(wǎng)絡(luò)視聽“十四五”發(fā)展規(guī)劃》中除了明確提出加快完成骨干網(wǎng)絡(luò)云化、光纖化、網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）化改造，還提出推進(jìn)有線網(wǎng)絡(luò)雙向化、寬帶化改造及終端智能化升級(jí)，建設(shè)改造機(jī)房等相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的內(nèi)容[1]。近年來(lái)，接入網(wǎng)改造的實(shí)踐表明，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有成本低、高帶寬、適用于遠(yuǎn)距離傳輸、可靠性高、擴(kuò)展性好等優(yōu)勢(shì)，在提升接入網(wǎng)的性能方面具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

1 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是以光纖為傳輸介質(zhì)，利用光波傳送信號(hào)的接入網(wǎng)技術(shù)。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的最長(zhǎng)傳輸距離為20 km。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1 所示。通過(guò)圖1 可以看出，該網(wǎng)絡(luò)主要由光線路終端、光分配網(wǎng)和光網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成。其中：光線路終端屬于光電一體化設(shè)備，主要為接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與本地交換機(jī)之間的接口；光分配網(wǎng)通常由饋線光纜、光分路器、配線光纜以及入戶光纜等組成，主要為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的光線路終端與光網(wǎng)絡(luò)單元提供光傳輸手段的支持，并對(duì)光信號(hào)功率進(jìn)行分配；光網(wǎng)絡(luò)單元是位于光分配網(wǎng)用戶側(cè)的部件，主要為光接入網(wǎng)提供接口，并對(duì)光信號(hào)進(jìn)行處理。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中的光分配網(wǎng)由光分路器等無(wú)源器件組成，不含有源電子器件和電源，需要借助無(wú)源分光技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的分配[2]。因此，無(wú)源分光技術(shù)成為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的核心。在信號(hào)傳輸方面，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)主要采用單纖雙向信號(hào)傳輸方式，下行使用地面數(shù)字網(wǎng)廣播方式，上行使用時(shí)分多址廣播方式。

圖1 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有以下幾方面的特點(diǎn)。第一，高帶寬能力。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供比傳統(tǒng)銅纜更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以支持高達(dá)10 Gb·s-1甚至更高的速率，足以滿足高速互聯(lián)網(wǎng)、視頻會(huì)議、在線教育等方面的應(yīng)用需求。第二，傳輸距離遠(yuǎn)。由于光纖的低衰減特性，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠支持長(zhǎng)距離的傳輸，一般可達(dá)20 km 或更遠(yuǎn)，這對(duì)于覆蓋廣泛區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)布局非常有利。第三，節(jié)能和環(huán)保。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中的元件不需要外部電源，大大減少了能源消耗，符合環(huán)保和節(jié)能的要求。第四，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復(fù)雜性降低。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，減少了需要維護(hù)的有源設(shè)備數(shù)量，從而降低了維護(hù)的復(fù)雜性。第五，易于升級(jí)和擴(kuò)展。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)和擴(kuò)展變得更加容易。隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以通過(guò)更換光線路終端、光網(wǎng)絡(luò)單元的部分設(shè)備來(lái)提升整個(gè)系統(tǒng)的性能和容量。第六，可靠性高。由于使用的是無(wú)源組件，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比有源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有更高的可靠性，它們不太可能因電源故障或類似問(wèn)題而出現(xiàn)故障。第七，支持多種服務(wù)。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠同時(shí)支持多種服務(wù)，如數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻，從而成為理想的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)[3]。

2 接入網(wǎng)改造中無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

在目前的接入網(wǎng)改造中，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以其較好的應(yīng)用性能和較低的使用成本而成為重點(diǎn)應(yīng)用的技術(shù)。考慮到接入網(wǎng)改造涉及用戶接入方式和接入網(wǎng)本身對(duì)應(yīng)的屬性兩種情況，分別從兩個(gè)方面介紹無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在接入網(wǎng)改造中的應(yīng)用。

2.1 在用戶接入方式改造中的應(yīng)用

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在用戶接入骨干網(wǎng)改造中的應(yīng)用實(shí)際上體現(xiàn)為光纖入戶的方式，具體來(lái)說(shuō)包括5 類應(yīng)用。

2.1.1 在光纖到交接箱改造中的應(yīng)用

接入網(wǎng)改造中的光纖到交接箱改造主要是提高原有銅纜網(wǎng)絡(luò)的性能，主要適用于銅纜長(zhǎng)度小于1.5 km 的城市和郊區(qū)。光纖到交接箱的改造主要通過(guò)光纖對(duì)銅纜的替換，將光纖延伸至最近的電纜交接箱，使得銅纜長(zhǎng)度能夠縮短至1.5 km 以內(nèi)。在改造中，位于交接箱處的光信號(hào)通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)終端轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再通過(guò)現(xiàn)有的銅纜傳輸至用戶家中。這種改造中，將無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高帶寬優(yōu)勢(shì)融入交接箱，可以為用戶提供高達(dá)100 Mb·s-1的帶寬[4]。

2.1.2 在光纖到樓宇/分線盒中改造中的應(yīng)用

光纖到樓宇/分線盒改造主要是對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)或者商業(yè)區(qū)原本使用的配線電纜長(zhǎng)度超過(guò)1.5 km 的接入網(wǎng)進(jìn)行改造，這種改造是將光纖從服務(wù)提供商局端直接延伸到樓宇入口或街邊的分線盒。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在改造中的應(yīng)用主要體現(xiàn)為在樓宇或者分線盒的節(jié)點(diǎn)處，光信號(hào)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過(guò)現(xiàn)有的銅纜或其他介質(zhì)傳輸?shù)接脩舳恕Ｔ诮尤刖W(wǎng)改造中，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)是能夠提供較高的帶寬，同時(shí)允許服務(wù)提供商在不侵入用戶家庭的情況下升級(jí)網(wǎng)絡(luò)[5]。

2.1.3 在光纖到公司/辦公室改造中的應(yīng)用

光纖到公司/辦公室的改造主要是針對(duì)中小型商業(yè)用戶的需求進(jìn)行的接入網(wǎng)改造，適用于商業(yè)場(chǎng)所和場(chǎng)景。在這種接入網(wǎng)改造中，光纖直接從服務(wù)提供商局端延伸至公司或辦公室內(nèi)部，其中無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要用于公司或者辦公室光纖的配置。在這種應(yīng)用場(chǎng)景下，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為接入網(wǎng)提供了極高的網(wǎng)絡(luò)性能和靈活性，使得接入網(wǎng)可以滿足商業(yè)環(huán)境中對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸和通信多樣性的需求。

2.1.4 在光纖到樓宇改造中的應(yīng)用

光纖到樓宇改造是對(duì)普通住宅小區(qū)接入網(wǎng)進(jìn)行的改造。這種方式是將光纖延伸至住宅樓宇內(nèi)部，在樓宇的主要入口處通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)終端將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再通過(guò)銅纜或其他介質(zhì)分發(fā)至各個(gè)住戶。這種改造吸收了無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速傳輸?shù)哪芰?yōu)勢(shì)，并且維護(hù)成本比較低，滿足了用戶對(duì)較低網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)的需求。

2.1.5 在光纖到戶改造中的應(yīng)用

光纖到用戶改造是為了滿足高檔住宅小區(qū)用戶需求而進(jìn)行的接入網(wǎng)改造。在光纖到戶的改造中，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要輔助將光纖直接從服務(wù)提供商局端延伸至每個(gè)家庭用戶的住所，為用戶提供個(gè)性化和高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這種改造不僅為用戶提供了最高標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，也為每個(gè)用戶提供了獨(dú)立的光網(wǎng)絡(luò)終端，保證了最佳的網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)質(zhì)量。

2.2 在接入網(wǎng)業(yè)務(wù)屬性改造中的應(yīng)用

2.2.1 在降低業(yè)務(wù)成本和提升服務(wù)能力方面的應(yīng)用

用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)的關(guān)注和對(duì)接入網(wǎng)性能的關(guān)注，使得接入網(wǎng)中的廣電業(yè)務(wù)成本降低和服務(wù)能力提升成為接入網(wǎng)改造中的重要關(guān)注點(diǎn)，而無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用就是針對(duì)這些方面的應(yīng)用開展的。在廣電業(yè)務(wù)成本降低方面，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要用于減少布線和維護(hù)成本。例如，通過(guò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以打造共享的光纖基礎(chǔ)設(shè)施，這樣既可以提供高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，又可以傳輸電視信號(hào)。在服務(wù)能力提升方面，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)為三重播放服務(wù)，即利用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)來(lái)支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻等服務(wù)內(nèi)容的集成，為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)、電話以及電視信號(hào)等方面的綜合服務(wù)[6]。

2.2.2 在增強(qiáng)信號(hào)處理能力和透明性方面的應(yīng)用

在接入網(wǎng)業(yè)務(wù)性能改造中，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通常被用來(lái)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)處理能力和網(wǎng)絡(luò)處理信號(hào)過(guò)程的透明性。例如，借助無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以透明地處理各種速率和制式的信號(hào)，并支持從低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁咚倩ヂ?lián)網(wǎng)接入的各種服務(wù)。同時(shí)，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠處理不同的數(shù)據(jù)速率，滿足從基本的寬帶需求到高速數(shù)據(jù)中心連接的不同需求。在具體改造中，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)顯著增加了接入網(wǎng)的容量，通過(guò)單一光纖提供每秒高達(dá)數(shù)十甚至上百GB 的帶寬，滿足越來(lái)越多用戶和設(shè)備的連接需求。

2.2.3 在服務(wù)質(zhì)量和IP 集成方面的應(yīng)用

服務(wù)質(zhì)量指數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)Σ煌愋偷牧髁窟M(jìn)行區(qū)分管理，以確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)性能。IP 集成是將傳統(tǒng)的非IP 技術(shù)（如電話網(wǎng)絡(luò)和視頻廣播）與IP 網(wǎng)絡(luò)融合，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在接入網(wǎng)改造中，服務(wù)質(zhì)量主要強(qiáng)調(diào)的是接入網(wǎng)對(duì)關(guān)鍵應(yīng)用的支持性能，以及流量管理和優(yōu)先級(jí)控制等方面的屬性，而IP 集成主要是對(duì)統(tǒng)一通信平臺(tái)和新服務(wù)部署等方面的關(guān)注[7]。在服務(wù)質(zhì)量關(guān)注方面，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要應(yīng)用于優(yōu)先級(jí)服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）的保障，即無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以為不同的服務(wù)提供不同級(jí)別的服務(wù)質(zhì)量。例如，實(shí)時(shí)視頻傳輸或關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用，可以保證更高的帶寬和更低的延遲。而在IP 集成中，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的繼承，即無(wú)縫集成到基于IP 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，為各種基于IP 的應(yīng)用提供強(qiáng)大的后端支持。

3 結(jié)語(yǔ)

接入網(wǎng)改造是我國(guó)“十四五”時(shí)期網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重點(diǎn)內(nèi)容。在接入網(wǎng)改造中，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅具有明顯的優(yōu)勢(shì)，還有著廣泛的應(yīng)用空間，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)為帶寬能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、節(jié)能和環(huán)保、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)降低、易于升級(jí)和擴(kuò)展、可靠性高以及支持多種服務(wù)等。在應(yīng)用方面，主要體現(xiàn)在用戶接入方式改造和接入網(wǎng)業(yè)務(wù)屬性改造。目前，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在接入網(wǎng)改造中的應(yīng)用尚處于探索深化階段，一些領(lǐng)域的應(yīng)用仍然存在不足。例如，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力提升、服務(wù)質(zhì)量控制以及IP 集成等方面的應(yīng)用尚沒(méi)有成熟的模式，需要進(jìn)一步研究分析。