乡镇宽带接入方案探讨

谢晖

（福州大学物理与信息工程学院，福建福州350108；福州海峡职业技术学院，福建福州350014）

目前宽带接入技术包括有线和无线接入技术两种。有线接入技术主要分为光纤接入与铜线接入两种，其中铜线接入技术在各大运营商中较为主流的是xDSL与LAN接入方式，而光纤接入技术主要的两大类分别是：点到点（P2P）有源光网络和点到多点（P2MP）无源光网络（PON）；无线接入技术有Wimax、WiFi等等。相对于有线接入方式，无线接入方式无需进行末端布线，在成本上有较大优势。对于乡镇地区，运营商目前主要致力于使用有线接入方式 (PON+LAN)为主、PON+WLAN无线铺设方式为辅来推进乡镇宽带网络建设。

一、网络模型搭建

假设某省某运营商城域数据网网络结构如下：省级机房放置核心路由器，市级机房放置SR(全业务路由器)和BRAS(宽带远程接入服务器)，县级机房放置L2(二层交换机)和CE(客户端路由器)设备。城域数据网已延伸至县级机房，因此乡镇客户的宽带接入仅需解决由县级机房至用户端之间的电路传送，此部分电路传送解决方案又细分两个部分：县级机房至乡镇电路解决方案、乡镇基站至用户电路解决方案。

二、宽带需求调查分析

经该运营商市场部调研，乡镇宽带接入的特点如下：

（1）宽带接入对象：主要针对乡镇的普通家庭、个体商铺、工厂企业、政府机关等不同用户。

（2）业务类型：乡镇宽带业务将以宽带互联网和宽带VPN为主要需求，并通过宽带提供IMS话音业务。

另假设该运营商的优势是拥有较大数量的有源机房——基站，这些有源机房不仅数量多，而且分布较广阔，几乎每个乡镇甚至行政村都建有基站。因此，发展宽带业务应充分发挥其自身优势，以基站为中心进行业务的覆盖，将接入局端设备设置在乡镇基站，之后采用光缆向客户端延伸。

综上所述，拓展乡镇宽带市场，首先应该考虑在人口相对密集、基站资源相对集中、投入成本低、建设干扰小的乡镇沿街主干道来进行。

三、乡镇宽带接入解决方案

乡镇镇区宽带接入解决方案主要分两个部分：县级机房至乡镇电路解决方案、乡镇基站至用户电路解决方案。

（一）乡镇基站至用户电路解决方案

对于乡镇镇区用户，可以采用将OLT设置在乡镇基站，将ONU设置在自营店或友好商铺，再通过五类线或双绞线将信号向用户延伸。主要有以下三种接入方式：PON+LAN（100m内）、PON+DSL（1.5km左右）和P2P+DSL（1.5km左右）。

1.模式 1：PON+LAN（100m内）

针对于低密度客户区域，用户总数为64个，在方圆100m范围内可接入8个用户，则需配置1个1:16分光器，8个8LAN端口ONU，8个室内机柜；针对于相对高密度客户区域，用户总数为128个，在方圆100m范围内可接入16个用户，则需配置1个1:16分光器，8个16LAN端口ONU，8个室内机柜。

2.模式 2：PON+DSL(1.5km左右)

针对于低密度客户区域，用户总数为64个，在方圆140m范围内可接入16个用户，则需配置1个1:16分光器，4个16DSL端口ONU，4个室内机柜； 针对 于相对高密度客户区域，用户总数为128个，在方圆140m范围内可接入32个用户，则需配置1个1:16分光器，4个32DSL端口ONU，4个室内机柜。

3.模式 3：P2P+DSL（1.5km左右）

DSL设备为大密度设备，设置局所少，故采用FTTN（光纤到节点）的方式将设备集中放置在节点机房内。针对于低密度客户区域，用户总数为64个，则需配置1台64端口的DSLAM+AG，1个机房机柜；针对于相对高密度客户区域，用户总数为128个，则需配置1台128端口的DSLAM+AG，1个机房机柜。

结论：用户越密集网络建设成本越低，在用户密集程度相同的情况下，“模式1：PON+LAN”价格最低，因此乡镇至用户电路建议采用PON+LAN方式接入。

（二）县级机房至乡镇电路解决方案

1.组网结构选择

根据技术的不同有多种选择，大体来说其组网结构主要分三种：环形、链形、星型。由于环形结构对光纤消耗较小，且安全性较高，目前大都采用环形为主。

2.整环用户容量计算

设整环接入乡镇用户总数为X，带宽使用参数如下：每用户HIS(高速输入业务)带宽为1M；HSI并发比1:3，带宽平均利用率1/2；大客户/普通用户比0.5%，平均带宽8M；整环带宽轻载比1.3；则右边等式可成立：

当环网带宽为1GE时，X=3716户，其中大客户为19户；当环网带宽为10GE时，X=37160户，其中大客户为190户。

3.环网节点数选择

估算一个镇的人口数为30000人，若按1户3人计算，一个镇共有用户10000户，若按业务渗透率为25%估算，则一个镇大约可发展用户2500线。

按上述环网用户容量可知：当环网带宽为1GE时，一个环只能接入1~2个镇的用户；当环网带宽为10GE时，一个环可以接入约14个镇的用户。设2个临近乡镇共用一端设备，则一个环网上节点数量约为5~7个，考虑线路因素，以下方案比较按照一个环5个节点，接入10个镇的设置业务模型进行分析。

4.技术方案选择

由于乡镇至用户采用PON+LAN方式接入，则县级机房至乡镇的GE颗粒电路主要有以下三种传送方案：

图1 县级机房至乡镇的GE颗粒电路传送方案图

（1）方案1：交换机环

特点：其管理维护特性以及网络可靠性较PTN和OTN差，且在传送VOIP信号时会产生时延。

配置：设一个环五个节点，每2个镇共用一端交换机设备，则：当环网用户数少于3700线时，组GE环网，配置24*GE接口交换机；当环网用户数大于3700线时，组10GE环网，配置2*10GE+24*GE接口交换机。

（2）方案 2：PTN

特点：其业务扩展性最佳，但今后乡镇进行3G基站建设时，同样也需要采用PTN设备来进行3G基站业务传送组网，因此，采用PTN设备组网可以同时满足3G业务和数据业务的传送需求。

配置：由于PTN的设置可为今后3G基站业务的传送做准备，PTN的实施方式有以下两种：第一，与交换机环方案一样，设一个环五个节点，每2个镇共用一端交换机设备，则：当环网用户数少于3700线时，组GE环网，配置4*GE接口PTN设备；当环网用户数大于3700线时，组10GE环网，配置2*10GE+2*GE接口PTN设备；若使用该方式组网，在今后承载3G基站业务时需进行网络结构调整。第二，由于每个乡镇都有3G基站，都需要采用PTN进行传送，因此该方案相当于提前进行乡镇PTN网络的建设。设置每个镇都放置PTN设备一端，组成GE接入环；且平均每6个镇设置一个汇聚层10GPTN节点。

（3）方案 3：OTN

特点：其带宽提供能力最强，但只能传送大颗粒数据业务，且今后不能进行3G基站业务的传送。

配置：组40波以上的OTN环，每个节点上下2波，配置4块2*GE的OTU板。

结论：根据以上分析，按业务渗透率约为3.7%进行估算，网络建设方案选择如下：当网络初期，每乡镇用户数≤370时，可使用“方案1：交换机环”组GE环解决数据业务传送问题；当370≤每乡镇用户数≤700且乡镇开始进行3G基站覆盖时，采用“方案2：PTN——方式（2）”新建PTN网络同时满足3G基站和数据业务需求；随着网络规模的进一步扩大每乡镇用户数≥700，PTN网络容量不足以满足带宽需求时，采用“方案3：OTN”新建OTN网络，将数据业务转移到OTN层面进行承载，原有PTN网络用于3G基站业务传送。

综上所述，用户至乡镇基站的小颗粒用户电路采用PON+LAN方式接入；而县中心至乡镇基站的网络建设方案则根据各地市不同的用户数量，选择交换机环、PTN或者OTN技术进行组网。

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