基于10G PON的普遍100M接入方案的研究和探讨

刘海军华为公司中国区运营商MKT与解决方案销售部高级营销经理

基于10G PON的普遍100M接入方案的研究和探讨

刘海军华为公司中国区运营商MKT与解决方案销售部高级营销经理

普遍100M接入服务将在未来3年普及。通过研究普遍100M接入的带宽模型，探讨对PON网络的技术要求，确定以10G PON为基础的接入网升级方案，为运营商统一规划普遍100M接入网络奠定了基础。

普遍100M接入 10GPON ODN共存

1 引言

随着“互联网+”产业创新的推进及“宽带中国”的深入落实，2015年国务院在提速降费指导意见中提出了100M普遍接入的能力要求及进度要求。中国电信、中国联通等运营商结合自身宽带业务发展规划，提出了百兆宽带新标准，计划在未来2～3年快速、规模的发展100M宽带用户。预计到2017年底，100M宽带将成为市场普及的宽带业务。

针对100M普遍接入需求，固定接入网需要提前升级网络能力，在接入网主流技术PON系统上支持普遍100M接入能力。

2 普遍100M接入面临的两大挑战

2015年“宽带中国”战略有了新内涵和新要求。根据2015年5月16日国办发【2015】41号《关于加快高速宽带网络建设推进网络提速降费的指导意见》的要求：到2017年底，全国所有设区市城区和大部分非设区市城区家庭具备100Mbit/s光纤接入能力，直辖市、省会城市等主要城市宽带用户平均接入速率超过30Mbit/s，其他设区市城区和非设区市城区宽带用户平均接入速率达到20Mbit/s。该指导意见简要地阐述了“普遍100M接入”的两个技术要求：

（1）针对单个家庭宽带用户，要求入户段线路具备100Mbit/s管道能力。41号文提倡光纤接入，而根据运营商实际情况，五类线入户同样满足100Mbit/s管道能力要求，可作为100Mbit/s管道的重要补充方式。

（2）针对PON系统，要求忙时平均接入速率达到30Mbit/s及以上。在部分宽带发达省份运营商的100M宽带业务规划中，要求PON系统达到20～30M的忙时平均接入速率，与41号文要求相互印证。以四川电信为例，四川电信基于4K视频业务（每路标准4K视频的规划带宽为45Mbit/s）规模应用的宽带业务规划中，预计2017年底PON系统忙时平均接入速率将达到22Mbit/s以上。

普遍100M接入要求已经明晰，现阶段中国宽带接入能力是什么情况？工业和信息化部2015年7月16日发布的《2015年6月份通信业经济运行情况》报告中指出：截至2015年6月底，中国互联网宽带接入端口数量达4.45亿个，互联网宽带接入用户总数达到2.07亿户。其中：

（1）xDSL端口总数1.31亿个，LAN端口总数1.04亿个，FTTH/0端口达到2.1亿个。

（2）xDSL用户数达到7346万户，占比35%；LAN用户数达到4347万户，占比21%；光纤接入FTTH/0用户数达到9007万户，占比44%。

从以上数据可以看到，固定接入网支持普遍100M接入面临两大挑战：

（1）现网xDSL端口不具备100M管道能力

现网FTTH/O端口及LAN端口均具备100M管道能力，但XDSL端口中约有90%为ADSL/ADSL2+，最高速率为20Mbit/s，不具备100M管道能力，不满足“普遍100M接入”的技术要求。

（2）部分场景下PON系统不具备普遍100M接入能力

PON（Passive Optical Network，无源光纤网络）技术是P2MP（Point to Multipoint）技术，现网PON系统在部分接入场景的收敛比过大，不具备普遍100M接入能力。以EPON系统为例，单EPON端口可用带宽为900Mbit/s，当下挂用户数超过30户，忙时平均接入速率将小于30Mbit/s，不满足“普遍100M接入”的技术要求。

3 基于10G PON的普遍100M接入解决方案

（1）100M管道能力升级方案

现网xDSL端口需改造入户段线路及接入网系统设备，以支持100Mbit/s管道能力。具体的改造方案有：

●将入户段双绞线长度改造至300m以内，将ADSL/ADSL2+端口改造为VDSL2Vectoring端口（见表1）。

表1 铜线技术300m距离下速率

●将入户段线路从双绞线改造为五类线（或超五类线），将ADSL/ADSL2+端口改造为LAN端口（FE端口或GE端口）。

●将入户段线路从双绞线改造为光纤，将ADSL/ ADSL2+端口改造为EPON或者GPON端口。

（2）PON系统普遍100M接入能力升级方案

按“普遍100M接入”的技术要求（即“忙时用户平均接入速率30Mbit/s”）评估，现网EPON系统和GPON系统在部分场景无法支持普遍100M接入。

从表2可见，EPONFTTH在1:64分光比场景以及FTTB场景下都不支持普遍100M接入，需要升级PON系统能力。具体升级方案为：

●EPONFTTH1:64分光比场景，升级10GEPON或分光器裂化为1:32

升级10G EPON的具体操作方案为：EPON单板更换为10GEPON单板。原有ODN网络保持不变，无需改造。由于10G EPON向下兼容EPON，因此EPON ONT和10G EPON ONT可在同一ODN下共存。EPON ONT按需更换为10G EPON ONT。现网FTTH场景PON系统OLT设备下带用户数约1000～2000户，OLT设备上行带宽按需从1～4×GE端口升级为N×10GE端口（N≤6），确保OLT上行峰值带宽无收敛（见图1）。

10G EPON具有向下兼容EPON的特性，EPON ONT与10GEPONONT可以共ODN混合组网，降低了升级方案的工程实施复杂度，运营商据此特性可快速、高效、规模地升级10GEPON网络能力。不过，OLT升级到10GEPON后，10GPON端口下EPONONT并不能共享10G下行带宽（实际为9000Mbit/s），仍共享1G下行带宽（实际为900Mbit/s）。因此，我们要求EPON升级10G EPON后单个10G EPON端口下挂EPON ONT的数量≤30个，才能满足“普遍100M接入”的技术要求，即“PON系统忙时平均接入速率30Mbit/s”。

分光器裂化的具体操作方案为：将1:64分光器调整为2个1: 32分光器，分光器至OLT新建或新占用1条光纤，新占用OLT1个EPON端口。EPONONT不变。现网FTTH场景PON系统OLT设备下带用户总数约1000～2000户，OLT设备上行带宽按需从1～4×GE端口升级到N×10GE端口（N≤6），确保OLT上行峰值带宽无收敛（见图2）。

●FTTB场景，升级为10G PON。其中EPON FTTH升级为10G EPON FTTB，GPON FTTB升级为10GGPONFTTB

具体操作方案为（以EPON为例）：EPON单板更换

表2 PON系统普遍100m接入用户数评估

图1 EPON FTTH1：64分光场景升级10GEPON

图2 EPON FTTH1：64分光场景裂化为1：32分光

以4K视频为主的大带宽业务应用，运营商的良性宽带竞争，“宽带中国”的深入落实，诸多因素将在未来3年共同促进和推动普遍100M接入快速、规模的普及。宽带提速，网络先行，接入网主流技术PON系统需要提前升级，以10G PON为基础，系统提供普遍100M接入能力。

目前，基于10G PON的普遍100M接入解决方案已在中国得到大量应用。近两年来江苏电信、浙江电信、四川电信、福建电信等省份运营商采用10G PON FTTB升级方案在高端小区、校园网、工业园区光网等场景提供了普遍100M接入服务。2015年517世界电信日前后，上海电信、四川电信、江苏电信等省份运营商纷纷发布10G EPON FTTH示范项目，在高端小区、中小企业等场景提供普遍100M接入以及千兆接入服务。由于10G PON提供5倍于GPON及为10GEPON单板。原有ODN网络保持不变，无需改造。

EPON MXU一次性更换为10G EPON MXU。10G EPON/10G GPON端口下行可用带宽约为9000Mbit/s，因此改造后单10GEPON/10GGPON端口下带MXU用户端口不超过300个。现网FTTB场景PON系统OLT设备下带用户总数约2000～4000户，OLT设备上行带宽按需从1～4×GE端口升级到N×10GE端口（N≤12），确保OLT上行峰值带宽无收敛（见图3）。

图3 FTTB场景升级10GPON FTTB（以EPON为例）

4 结束语

10倍于EPON的超大带宽升级方案，不改动ODN网络，可快速、高效地提供普遍100M接入服务，得到众多客户的高度认可。10GPON解决方案将助力接入网轻松应对普遍100M接入的挑战。

1 张鹏.FTTx PON技术与应用.人民邮电出版社.2010,4

2 国务院办公厅[2015]41号.关于加快高速宽带网络建设推进网络提速降费的指导意见

3 工信部.2015年6月份通信业经济运行情况

Universal Service of 100MAccess Based on 10G PON

Universal service of 100M access will become popular in recent years.Based on the study of bandwidth model of universal 100M access,this paper analyses the demand for PON’s network and establishes updating solution of 10G PON.

universal 100M access,10G PON,coexisted in ODN

2015-08-15）