EPON设备组网方式与宽带提速

陈国春

摘 要：文章主要根据福建省EPON建设面临的宽带提速等新变化，提出了如何在不花钱或少花钱的情况下，充分挖掘设备的潜力，做好EPON设备的统筹规划，并提出具体可行的建设办法。

关键词：宽带提速；EPON组网；EPON改造

2010年2月，中国电信发布了“十二五”重头规划“宽带中国·光网城市”，福建电信投入了大量的资金，大力推进EPON建设，通过四年的努力，完成了以FTTH为主导，以EPON为辅助的光宽带网络。今年，福建电信再度发力，对全省宽带网络进行提速，并首先把高价值用户宽带速率提高至50M及100M。在宏伟的蓝图下，有个问题已无法回避，即现有的EPON网络，能否胜任如此的宽带提速？提速后，用户能否有更好的感知？因此，研究EPON设备组网方式与宽带提速，变得极为必要。

1 EPON设备的组网方式

EPON系统由局端设备OLT、终端设备ONU以及ODN和网络管理子系统组成。在已建网络中，终端设备ONU主要是指华为的5616、5620设备和中兴的9806、F822设备，终端用户连接到ONU有两种方式：一种是用户→ADSL猫→铜缆→ONU（5616，及9806的语音、数据板）；另一种是用户→五类线（数据与语音分开）→ONU（5620，及F822），然后ONU通过光纤连接到OBD（光分路器），与OLT的PON口相连，再接入到电信的传输系统。因语音通信所占用的带宽较小，相对于数据传输，可以忽略不计，文章主要讨论OLT以下部分的数据通信的带宽问题。

2 EPON设备组网方式遇到的挑战

FTTH技术日趋成熟，建设成本下降较大，已逐步占主导地位。从技术趋势看，近些年，全球光网通信技术快速发展，光网部署的成本门槛显著下降，光纤入户业务的用户规模快速扩大，已拥有性价比优势。特别是FTTH先天具备的速率优势，把EPON设备退网摆上了日程。

EPON设备构建成本较高，设备利用率普遍较低。EPON设备厂家已放弃大规模生产，中兴及华为对旗下的9806及5616设备，只有少量生产，用于维护客户关系。同时，受移动通信工程的影响，语音用户数量不升反降，造成板件的利用率不断下降。

EPON设备无法滿足电信的提速要求。中兴及华为对旗下的单台9806及5616设备，设计吞吐量约为1Gbps，单用户宽带，因受铜缆长度及品质约速，即使在铜缆不大于500米时，速率上限为20M，而在实际使用中，大部分速率只能达到设计值的一半，已无法满足电信的提速要求。

EPON的耗电量高，保有成本大，不符合“节能减排”战略需求。单台EPON，满载时，其额定电流为1.3A（中兴F822设备），可以算出，其额定功率为286W（实际使用中并没满载，为方便计算，按200W计），每个接入点按3台EPON设备估算，其年用电量费用为0.2KW*24小时*3台*365天*0.96元/度=5046元。各EPON点房子租金，以每月200元为例，年成本为2400元。因此，每保留一个EPON点的成本，年均费用在7000元以上。

设备噪音大，维护成本高，备品备件消耗大。EPON设备噪音大，维护人员经常出入，给出租户的生活，出租意愿不高。设备点经常被要求迁移，而迁移的成本特别高，影响电信和租户之间的感情。再者，EPON机房环境较差，高灰尘、潮湿等，严重威胁设备寿命，夏季高温引起的频繁掉线等，直接影响用户的感知，再加上各租户家的地阻很难达到防雷要求，设备烧毁更是常有的事，维护成本高，备品备件消耗大。

3 EPON设备两种组网方式的瓶颈及解决办法

两种组网方式，都存在较大的瓶颈问题，假设每个分光器上装有两个纯数据通信的满配ONU设备，这些用户同时在线（即华为256户，中兴192户同时在线），同时，为让用户有比较好的感知，数据并发系数取0.5（用户稍感有点拥挤），我们对其分析与解决如下。

3.1 ONU与铜缆的接入模式

此模式大量存在于农村。首先，因铜缆的制约，其用户速率无法突破20M bps， 单台 EPON设备满配时，中兴为96户，华为128户，以中兴为例，不考虑铜缆长度的制约因素，每个用户的理论带宽=1G（PON口的速率）/0.5/2/96=10.41M bps 对应地，华为7.81M bps，离30M bps远着。何况，农村的接入网点（经常1-2个接入点合用一个分光器）用户数远超300户宽带，这样的网络结构，宽带提速至12Mbps以上，只能是一种欺骗行为。

3.2 ONU与五类线的接入模式

此模式大都以小区和工厂为主。因五类线可承载的速率近1G bps，其对ONU不会构成瓶颈，仍以每个PON口带2台ONU设备，每台ONU带24个宽带口为例，其每个用户的理论带宽=1G（PON口的速率）/0.5系数/2台/24口=41.67M bps，即每个PON口（或分光器）所承载的满配用户，其速率为41.67M bps，在实际应用上，我们的每个PON口（或分光器）所承载的ONU数量大约为5-12台，其同时在线的用户数达96户（4台满载）时，速率下降至20Mbps左右，盲目提高速率，将是以牺牲更多用户的感知为代价。

3.3 以20Mbps 速率为基础，每个PON口（或分光器）所负载的用户数

负载的用户数=1000M/0.5系数/20M=100户，即每个PON口，同时在线的用户数，不能大于100户。

3.4 解决办法

在经济允许的条件下，全部改为FTTH，投资太大，时间上不一定允许。为适应宽带提速要求，让用户上网有比较好的体验，就是在现有网络上动一点小手术。针对两种模式，解决方案如下。

（1）ONU与铜缆的模式，其目标就是把速率提到ONU的速率上限，即20M，其解决办法可分为三种步骤：a.把铜缆的长度压缩到500米以内，才能提供20Mbps的带宽，这是EPON设备对铜缆线路的要求。b.因高清用户的带宽要求为12M bps， 若速率只提速到12M bps，单个PON口，所能承载的同时在线用户数为167户，铜缆长度可放宽至1公里，对网络改造要求将会大大降低。c.每台设备最好是宽带板与语音板搭配，即只装两块宽带板，其余装语音板，可减轻设备背板处理数据的压力。d.每个PON口（或分光器）负载的20Mbps用户数，其同时在线量不要超过100户。根据实际应用，每个接入点，要占用1-2个PON口，确保用户有良好的感知。

（2）ONU与五类线的接入模式。此模块为宽带提速的重点区域，理论上，可为用户提供1G的速率。通过前面的计算分析可知，当为用户提供50M bps时，其所承载的同时在线用户数为40户，即每个PON口（或分光器）承载的满负荷ONU，不到两台中兴F822或华为5620。还好，我们的ONU设备利用率没这个高，但为让用户有良好的感知，每个PON口的负载，是无论如何，不超过8台，以端口利用率50%为例，仅可放宽至4台，在工程建设及设计时，最好控制在4台以内。

4 结束语

随着宽带提速的不断演进，大量的EPON设备将不得不退出历史舞台。因此对今后的EPON网络建设方式及提速改造，提出以下建议：（1）对ONU与铜缆的接入模式，在各用户平均速率为20Mbps以下时，可按文章方式改造。超过20M bps则必须用FTTH改造。（2）而ONU与五类线的接入模式，为保证今后的宽带提速，新建或改建的小区，必须保证每个PON下挂的ONU数量低于4台，为宽带提速至50M做准备，而在现阶段宽带为20Mbps及以下，最高也不可超过8台。