中國移動千兆寬帶接入方案探討

摘 要：截至2017年底，中國移動家庭客戶達到1.09億，然而2018年，在堅持“提速、提質、定向”的網絡目標及家庭寬帶用戶凈增2100萬的市場經營目標面前，中國移動目前主要采用的GPON技術及FTTH、FTTO及FTTB的接入方式，難以承載大量高帶寬用戶，因此本文主要探討10G PON及ONT網絡在現網中的應用方式。

關鍵詞：10G PON技術；ONT網絡；合波器

中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A

1 部署10G PON的意義

1.1 國家政策影響

隨著信息化社會的到來，寬帶作為最重要的基礎設施與公共服務之一，與經濟社會發展有著直接聯系。

在2017年的全國兩會上，國務院總理李克強曾經在政府工作報告中提出今年全國網絡提速降費要邁出更大步伐，目前各運營商已全部取消手機國內長途和漫游費，后期還要大幅降低中小企業互聯網專線接入資費，降低國際長途電話費。推動“互聯網+”深入發展，促進數字經濟加快成長。

電信寬帶作為國家信息化的重要基礎設施，是承載各種信息化應用的重要載體。近幾年來，隨著網絡提速降費舉措的持續推進，對推動我國經濟升級、促進創業就業、拉動消費、便利和豐富群眾生活，發揮了積極作用。

1.2 市場競爭激烈

目前家庭客戶市場競爭異常激烈，除了傳統的三大運營商外，還有廣電、長城、方正等等一批相對較小的運營商也都將家庭客戶作為主要爭搶的方向。中國聯通更是推出了178元套餐（包括下行500M/上行20M寬帶接入，手機不限量）。

在此形式下，中國移動在家庭寬帶方面，應以千兆寬帶接入打開新的局面。目前10GPON逐漸成為PON網絡的主流技術。中國聯通10G PON進入全面部署階段，已經明確了寬帶接入網的提速方案：以1GPON FTTH為主，10GPON FTTB補充，發達區域小規模部署1GPON FTTH。中國電信10G PON解決方案已進行規模商用。

同時，面對目前大量的物聯網用戶以及即將到來的5G用戶，中國移動現網的GPON網絡已經難以承載。

鑒于上述因素，中國移動應加快10G PON部署，以此提升用戶體驗，為用戶提供更加快速、穩定、流暢的網絡環境，打造更加優質的網絡資源，深化移動品牌，挖掘潛在市場。

2 10G PON技術選擇

目前10G PON主要有10G EPON及10G GPON兩種技術，同時10G PON又存在對稱和非對稱兩種標準，目前對稱標準尚不具備，如表1所示，非對稱10G GPON上下行帶寬比1∶4；非對稱10G EPON上下行帶寬比1∶8；10G GPON非對稱上行帶寬是10G EPON非對稱型的兩倍；10G EPON最大有效帶寬比10G GPON低10%；而且中國移動現網采用的幾乎都是GPON技術，因此無論從技術平滑演進，還是從設備升級節省投資考慮，10G GPON技術無疑是中國移動的最佳選擇。

具體各項技術參數請見表1。

3 接入方案對比

由于寬帶接入需滿足不同用戶的需求，因此GPON和10G PON混合組網成了目前的主流技術，混合組網通過對GPON和10G PON光模塊所發出的光進行合波，使兩組波在一根光纖上傳播，從而達到利舊現有光纖和分光器的目的?；旌辖M網主要有外置合波器和內置合波器兩種方案。

3.1 外置合波器

在OLT設備上新增10G GPON單板，通過外置WDM1r合波（安裝在OLT或ODF機柜），通過外置合波器，將GPON PON口同10G PON PON口光模塊耦合。將光模塊耦合后實現兩個光模塊發的光在一根光纖上傳播，可實現單芯光纖最大下行帶寬為12.5G。單個合波器可支持16個分光器同時工作。同時由于網絡中增加了合波器，既增加了插損，又增加了故障點，如圖1所示。

ONT網絡如圖2所示，用戶接入數量由現網分光器決定。

外置合波器引入后，可有效利用現有ONT網絡中的光纖及分光器資源，保護投資，同時其組網方式也相對靈活，可任意組合同一機房內的GPON PON口和10G PON PON口，同時該方案也是目前主流設備廠商主推的組網方案，技術相對成熟。

但外置合波器也存在一些劣勢，結合10GGPON技術可知，中國移動目前大多使用的GPON光模塊是CLASSC+，其光功率預算為32dB，而10GGPON目前僅能提供N2a光模塊，其光功率預算為31dB，減少1dB，按照目前每公里光纖0.3dB衰耗計算，減少1dB將直接導致傳輸距離縮短3km，而外置合波器后，合波器還要在此基礎上再引入1.5dB衰減，將導致傳輸距離大大縮短，這樣原有OTN網絡中，將有一大部分用戶無法開通，只能通過降低分光比，通過增加纖芯、分光器及新的PON口來改造現網OTN網絡來保證原有用戶開通，因此引入外置合波器后并沒有節省投資。

同時使用外置合波器后，兩個光模塊接入的用戶數同之前一個光模塊開通的用戶數一樣，由此導致光模塊利用率降至之前的一半。

引入外置合波器后，原有的OTN網絡中引入了新的器件，增加了新的故障隱患。

單個外置合波器3U高，并且每個合波器僅能支持16個分光器，即單個OLT需要配置8個外置合波器方能滿足需求。目前千兆客戶較多的一二線發達城市OLT機房空間尤為珍貴，大量部署外置合波器浪費了大量空間。

因此，簡單來說，引入外置合波器后，其優缺點如下：

優點：

（1）組網靈活，可跨板、跨框合波。

（2）方案成熟，可規模商用。

缺點：

（1）引入1.5dB插損，傳輸距離縮短。

（2）需要安裝安裝空間。

（3）降低PON口利用率。

（4）增加了故障點。

選擇建議：機房有安裝空間，光功率預算余量較大（>3dB）的GPON提速改造項目方可使用外置合波器來進行提速。

3.2 內置合波器

COMBO PON方案，采用8口合一單GPON、10G PON、合波器集成在光模塊內。將GPON光模塊、10G PON光模塊以及WDM1r器件三合一，集合成一個Combo光模塊。一個Combo PON端口是10G PON和GPON合一端口，雖然使用一根光纖鏈路，但內部實際對應兩個物理通道。下行兩路單獨的MAC進行處理后，送到光模塊進行合波然后發送到ONU，10G PON ONU則接收10G PON的信號，GPON ONU接收GPON的信號。上行10G PON和GPON采用不同的波長，在光模塊內部進行分波，然后送到不同的MAC通道進行處理，如圖3所示。

將光器件集成在一個光模塊中，既節省了空間，又消除了1.5 dB的光功率衰耗，是后期混合組網的最佳選擇。該方案是目前各主流設備廠商的主打產品，但由于該方案技術復雜，目前成本較高，單PON口較普通10G GPON PON價格相差1200多元，投資較大，同時由于技術尚不成熟，難以大規模商用。

優點：

（1）未引入差損。

（2）升級模式和10G EPON類似無需占用額外的安裝空間。

缺點：光模塊復雜，目前產能低，成本高。

3.3 單獨組網

單獨組網及通過新增分光器，獨立組成10G PON網絡。目前外置合波器和內置合波器都屬于在現網分光器基礎上進行的混合組網，達到節省分光器至OLT纖芯的目的，由于現階段中國移動大部分省份已完成FTTH覆蓋的小區的用戶平均接入滲透率不超過20%，而分光器上聯至OLT設備的纖芯大都按照35%～50%配置，纖芯資源較充足，因此本文建議采用單獨組網方案，即利用現有的空余纖芯單獨新建10G PON網絡，具體方案圖4所示。

單獨組網方案建立在現有光纖資源充足基礎上，僅增加分光器即可，目前單個1∶64分光器價格約300元左右，單個PON口價格同COMBO PON相比節省900元。

優點：

（1）未引入差損。

（2）光纖為現網空余光纖。

（3）無需額外安裝空間。

缺點：光纖緊張區域難以實施。

選擇建議：千兆用戶需求較大，光纖資源較豐富區域。

結語

隨著光纖技術的逐步成熟，光纖成本逐漸下降，部署大芯數光纜已經成為當前光纖物理網建設的趨勢，中國移動近幾年固網建設步伐逐漸加大，現網存在大量空余光纖資源，因此在10G PON部署時應充分加以利用，相反機房安裝空間、用電量及選址日益成為困擾傳輸網發展的瓶頸，單獨組網方案既充分利用了空余光纖資源，避免了光纖資源“用則通，不用則廢”的情況，又節省了機房空間、用電量及投資，是目前中國移動快速部署千兆寬帶網絡的首選方案，待COMBO PON技術成熟，成本下降后可采用COMBO PON方案進行組網。

參考文獻

[1]中國移動通信集團公司.中國移動家庭寬帶網絡規劃建設指導意見（2017版）[S].

[2] 中國移動通信集團公司.中國移動家庭寬帶末端覆蓋及接入場景建設方案（2017版）[S].

[3] 中國移動通信集團公司.中國移動綜合業務接入區建設指導意見（2017版）[S].

[4] 中國移動通信集團公司.中國移動有線寬帶PON網絡建設要求（2017版）[S].

[5] 中國移動通信集團公司.中國移動傳送網基礎資源建設指導意見（2017版）[S].

[6]粟新漢，劉炎東.中國移動天津公司2018年全業務接入網光纜建設一期工程.中國移動通信集團設計院有限公司： 編號[2018HLCT0093-001]. 2018年.

[7]http：//www.tumtec.com/news/news_view_100.html.廣州市博光通信科技有限公司. PON網絡基本結構及FTTH基本工作原理. （2013-06-14）.

[8] http：//www.cww.net.cn/web/news/channel/articleinfo.action？id=C38C68C9DE654B3FBB5415313C9CF01C.刁興玲.從中國電信招標看PON發展趨勢：10G PON逐漸成為主流. （2017-03-20）.

[9]https：//max.book118.com/html/2017/0108/81476325.shtm.華為公司. 10G PON技術基礎.（2018-04-9）.

[10]https：//wenku.baidu.com/view/d1d9d991aeaad1f346933f8c.html.武漢烽火網絡有限責任公司. PON技術、成本分析.（2015-3）.