中国移动千兆宽带接入方案探讨

摘 要：截至2017年底，中国移动家庭客户达到1.09亿，然而2018年，在坚持“提速、提质、定向”的网络目标及家庭宽带用户净增2100万的市场经营目标面前，中国移动目前主要采用的GPON技术及FTTH、FTTO及FTTB的接入方式，难以承载大量高带宽用户，因此本文主要探讨10G PON及ONT网络在现网中的应用方式。

关键词：10G PON技术；ONT网络；合波器

中图分类号：TP393 文献标志码：A

1 部署10G PON的意义

1.1 国家政策影响

随着信息化社会的到来，宽带作为最重要的基础设施与公共服务之一，与经济社会发展有着直接联系。

在2017年的全国两会上，国务院总理李克强曾经在政府工作报告中提出今年全国网络提速降費要迈出更大步伐，目前各运营商已全部取消手机国内长途和漫游费，后期还要大幅降低中小企业互联网专线接入资费，降低国际长途电话费。推动“互联网+”深入发展，促进数字经济加快成长。

电信宽带作为国家信息化的重要基础设施，是承载各种信息化应用的重要载体。近几年来，随着网络提速降费举措的持续推进，对推动我国经济升级、促进创业就业、拉动消费、便利和丰富群众生活，发挥了积极作用。

1.2 市场竞争激烈

目前家庭客户市场竞争异常激烈，除了传统的三大运营商外，还有广电、长城、方正等等一批相对较小的运营商也都将家庭客户作为主要争抢的方向。中国联通更是推出了178元套餐（包括下行500M/上行20M宽带接入，手机不限量）。

在此形式下，中国移动在家庭宽带方面，应以千兆宽带接入打开新的局面。目前10GPON逐渐成为PON网络的主流技术。中国联通10G PON进入全面部署阶段，已经明确了宽带接入网的提速方案：以1GPON FTTH为主，10GPON FTTB补充，发达区域小规模部署1GPON FTTH。中国电信10G PON解决方案已进行规模商用。

同时，面对目前大量的物联网用户以及即将到来的5G用户，中国移动现网的GPON网络已经难以承载。

鉴于上述因素，中国移动应加快10G PON部署，以此提升用户体验，为用户提供更加快速、稳定、流畅的网络环境，打造更加优质的网络资源，深化移动品牌，挖掘潜在市场。

2 10G PON技术选择

目前10G PON主要有10G EPON及10G GPON两种技术，同时10G PON又存在对称和非对称两种标准，目前对称标准尚不具备，如表1所示，非对称10G GPON上下行带宽比1∶4；非对称10G EPON上下行带宽比1∶8；10G GPON非对称上行带宽是10G EPON非对称型的两倍；10G EPON最大有效带宽比10G GPON低10%；而且中国移动现网采用的几乎都是GPON技术，因此无论从技术平滑演进，还是从设备升级节省投资考虑，10G GPON技术无疑是中国移动的最佳选择。

具体各项技术参数请见表1。

3 接入方案对比

由于宽带接入需满足不同用户的需求，因此GPON和10G PON混合组网成了目前的主流技术，混合组网通过对GPON和10G PON光模块所发出的光进行合波，使两组波在一根光纤上传播，从而达到利旧现有光纤和分光器的目的。混合组网主要有外置合波器和内置合波器两种方案。

3.1 外置合波器

在OLT设备上新增10G GPON单板，通过外置WDM1r合波（安装在OLT或ODF机柜），通过外置合波器，将GPON PON口同10G PON PON口光模块耦合。将光模块耦合后实现两个光模块发的光在一根光纤上传播，可实现单芯光纤最大下行带宽为12.5G。单个合波器可支持16个分光器同时工作。同时由于网络中增加了合波器，既增加了插损，又增加了故障点，如图1所示。

ONT网络如图2所示，用户接入数量由现网分光器决定。

外置合波器引入后，可有效利用现有ONT网络中的光纤及分光器资源，保护投资，同时其组网方式也相对灵活，可任意组合同一机房内的GPON PON口和10G PON PON口，同时该方案也是目前主流设备厂商主推的组网方案，技术相对成熟。

但外置合波器也存在一些劣势，结合10GGPON技术可知，中国移动目前大多使用的GPON光模块是CLASSC+，其光功率预算为32dB，而10GGPON目前仅能提供N2a光模块，其光功率预算为31dB，减少1dB，按照目前每公里光纤0.3dB衰耗计算，减少1dB将直接导致传输距离缩短3km，而外置合波器后，合波器还要在此基础上再引入1.5dB衰减，将导致传输距离大大缩短，这样原有OTN网络中，将有一大部分用户无法开通，只能通过降低分光比，通过增加纤芯、分光器及新的PON口来改造现网OTN网络来保证原有用户开通，因此引入外置合波器后并没有节省投资。

同时使用外置合波器后，两个光模块接入的用户数同之前一个光模块开通的用户数一样，由此导致光模块利用率降至之前的一半。

引入外置合波器后，原有的OTN网络中引入了新的器件，增加了新的故障隐患。

单个外置合波器3U高，并且每个合波器仅能支持16个分光器，即单个OLT需要配置8个外置合波器方能满足需求。目前千兆客户较多的一二线发达城市OLT机房空间尤为珍贵，大量部署外置合波器浪费了大量空间。

因此，简单来说，引入外置合波器后，其优缺点如下：

优点：

（1）组网灵活，可跨板、跨框合波。

（2）方案成熟，可规模商用。

缺点：

（1）引入1.5dB插损，传输距离缩短。

（2）需要安装安装空间。

（3）降低PON口利用率。

（4）增加了故障点。

选择建议：机房有安装空间，光功率预算余量较大（>3dB）的GPON提速改造项目方可使用外置合波器来进行提速。

3.2 内置合波器

COMBO PON方案，采用8口合一单GPON、10G PON、合波器集成在光模块内。将GPON光模块、10G PON光模块以及WDM1r器件三合一，集合成一个Combo光模块。一个Combo PON端口是10G PON和GPON合一端口，虽然使用一根光纤链路，但内部实际对应两个物理通道。下行两路单独的MAC进行处理后，送到光模块进行合波然后发送到ONU，10G PON ONU则接收10G PON的信号，GPON ONU接收GPON的信号。上行10G PON和GPON采用不同的波长，在光模块内部进行分波，然后送到不同的MAC通道进行处理，如图3所示。

将光器件集成在一个光模块中，既节省了空间，又消除了1.5 dB的光功率衰耗，是后期混合组网的最佳选择。该方案是目前各主流设备厂商的主打产品，但由于该方案技术复杂，目前成本较高，单PON口较普通10G GPON PON价格相差1200多元，投资较大，同时由于技术尚不成熟，难以大规模商用。

优点：

（1）未引入差损。

（2）升级模式和10G EPON类似无需占用额外的安装空间。

缺点：光模块复杂，目前产能低，成本高。

3.3 单独组网

单独组网及通过新增分光器，独立组成10G PON网络。目前外置合波器和内置合波器都属于在现网分光器基础上进行的混合组网，达到节省分光器至OLT纤芯的目的，由于现阶段中国移动大部分省份已完成FTTH覆盖的小区的用户平均接入渗透率不超过20%，而分光器上联至OLT设备的纤芯大都按照35%～50%配置，纤芯资源较充足，因此本文建议采用单独组网方案，即利用现有的空余纤芯单独新建10G PON网络，具体方案图4所示。

单独组网方案建立在现有光纤资源充足基础上，仅增加分光器即可，目前单个1∶64分光器价格约300元左右，单个PON口价格同COMBO PON相比节省900元。

优点：

（1）未引入差损。

（2）光纤为现网空余光纤。

（3）无需额外安装空间。

缺点：光纤紧张区域难以实施。

选择建议：千兆用户需求较大，光纤资源较丰富区域。

结语

随着光纤技术的逐步成熟，光纤成本逐渐下降，部署大芯数光缆已经成为当前光纤物理网建设的趋势，中国移动近几年固网建设步伐逐渐加大，现网存在大量空余光纤资源，因此在10G PON部署时应充分加以利用，相反机房安装空间、用电量及选址日益成为困扰传输网发展的瓶颈，单独组网方案既充分利用了空余光纤资源，避免了光纤资源“用则通，不用则废”的情况，又节省了机房空间、用电量及投资，是目前中国移动快速部署千兆宽带网络的首选方案，待COMBO PON技术成熟，成本下降后可采用COMBO PON方案进行组网。

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