地市家庭宽带业务承载网络优化分析

张艳雷，赵彩云

（中国移动通信集团河南有限公司洛阳分公司，河南 洛阳 471000）

在宽带中国大战略的指引下，宽带网络作为新时期经济社会发展的战略性公共基础设施，正加速向经济社会各个领域全面渗透，积极推进全光网建设是当前大势所趋。各电信企业结合网络协定电视（Internet Protocol Television，IPTV）等高带宽业务推广，深入开展宽带免费提速行动，加速用户向20M和50M以上迁转。目前地市宽带网络主要通过无源光接入系统（Gigabit-Capable PON，GPON）承载，汇聚至BRAS后再传送到更上一层网络。随着宽带业务的飞速发展，网络承载层面的压力越来越大[1]。

1 现状分析

对于地市家庭宽带业务，本文从市场发展策略、用户构成分析以及网络结构方面来分析当前形势下承载网络面临的问题[2]。

1.1 市场策略

为了提升用户体验，（1）停售20M带宽，实现50M起步，100M主推，1000M引领；（2）丰富了优家套餐内容，实现了客户全覆盖；（3）深入开展宽带免费提速专项行动，对低速率客户免费提速50M。

1.2 用户分析

当前用户构成如下：地市全区20M（不含）以下用户，占比54%；50M（不含）以下用户，占比91%；50M及以上用户9%，100M及以上用户4%。

免费提速后，用户构成发生变化：地市全区基本无20M以下用户；20M用户占比35%；50M用户占比54%；50M及以上用户65%，100M及以上用户11%。

1.3 网络结构分析

地市宽带接入网络主要包含光网络单元（Optical Network Unit，ONU）、光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、宽带远程接入服务器（Broadband Remote Access Server，BRAS）等；在现有网络结构下，用户提速或增长主要影响OLT，BRAS上下行流量及带宽。

短期内所有存量用户提速至20M级以上且56%以上用户提速至50M及以上，中期内90%以上用户提升至50M或100M；同时增量用户每月按3%增速增长。用户提速和数量增加必然会带来流量的增长。

2 BRAS问题分析及应对

2.1 BRAS现状分析

受BRAS设备BSFU业务单板限制，单台BRAS最多接入OLT能力为63，各县区节点存在新建OLT接入压力。其中市区A节点BRAS最高达到91.3%，其他县区BRAS上行链路峰值利用率均达到60%以上。随着宽带提速工程的进一步推进，上行链路流量压力加剧将成为常态[3]。

2.2 BRAS优化方案

各县区采用双BRAS配置。在县局两个核心机房部署BRAS，缓解单点BRAS接入压力。市区考虑BRAS补点优化，降低单BRAS接入用户。升级BRAS设备，提高单BRAS业务接入能力和承载能力。

2.3 BRAS上行解决方案

目前市区BRAS上行均采用光缆承载，县区BRAS节点上行采用现有80×10G市到县WDM系统进行承载。BRAS上行可采用3种方案进行承载。

（1）对现有的80×10G WDM系统进行扩容，BRAS上行电路仍采用10GE电路进行承载。每个节点至两核心局分别考虑扩容8条10GE电路。工程设备部分投资为726.2万元。（2）对现有市到县波分系统进行改造升级为80×10G/100G系统，BRAS上行电路采用100GE电路进行承载。每个节点至两核心局分别考虑扩容1条100GE电路。工程设备部分投资为1381.2万元。（3）新建市到县100G波分系统，BRAS上行电路采用100GE电路进行承载。每个节点至两核心局分别考虑扩容1条100GE电路。工程设备部分投资为1 150.7万元。

2.4 BRAS上行解决方案对比分析

BRAS上行解决方案对比分析如表1所示。

3 OLT问题分析及应对

从网络结构上来看，OLT作为PON网络的重要网络单元，其上行连接BRAS，下行连接ODN网络并延伸至ONU单元。

3.1 OLT上行存在问题分析及应对

OLT上行承载于裸纤、PTN网络、OTN网络之上。随着上行流量的增长，OLT上行面临着两方面的压力，PTN承载网络的压力和OLT上行带宽流量激增的压力。

OLT上行由PTN网络承载，带来PTN接入及汇聚网络流量双高，对移动业务带来冲击。由于PTN网络自身容量的限制，由PTN网络承载的单OLT上行带宽最大不超过2×GE（保护条件下1×GE），一个接入环上承载多个OLT的共享GE带宽，目前约有170个接入环承载有OLT业务[4]。

针对OLT上行通过PTN接入层承载的情况，考虑引入OTN专注OLT宽带承载，PTN承载移动业务为主，OTN承载宽带和大颗粒专线业务，缓解PTN网络压力。通过OTN下沉、裸纤通道将OLT上行流量从PTN环网中逐步剥离，上行链路以裸纤和OTN方式上联。

表1 BRAS上行解决方案对比分析

全区PON口利用率约为70%。OLT上行存在流量压力[5]。OLT上行宽带根据情况需进行N×GE、10GE升级。OLT上联峰值×带宽利用率超50%时启动扩容。OLT峰值流量大于700M时，采用2×GE上联；当流量大于2G时，采用4×GE或10GE上联；带宽流量超过4G时，直接扩容为2×10GE链路上联BRAS。在资源受限的情况下，考虑市区及县城通过裸纤直接扩容为2×10GE链路。乡镇OLT通过县乡OTN系统承载，可以考虑采用2×GE上联，扩容采用4×GE、6×GE、8×GE或10GE上联。

3.2 OLT下行存在问题分析及应对

OLT下行从PON口通过分光器到达ONU网络单元。在PON口速率不变的情况下，分光器分光比越大，单用户有效带宽越低。用户为100M时，分光比最大不应超过64。光纤到楼（Fiber to The Building，FTTB）设备约420台，约4 100户。该部分用户提速至50M或更高速率时，会遇到瓶颈。

对于100M以内FTTH用户，控制分光比在64以下。分光比在超过64，通过PON口分裂，继续缩小分光比，短期内可达到进一步提速目的。对于FTTB用户，考虑将FTTB改造成为FTTH ，解决网络瓶颈。根据公司发展策略，引入10G-PON，单PON口速率增至10GE，满足用户更高带宽需要，彻底解决FTTB用户提速瓶颈[6]。

4 结语

本文主要结合地市家庭宽带承载网络新形势下面临的问题，并结合网络实际情况，对网络各节点业务逐层分析并给出了应对思路，在家庭宽带业务承载优化方面有一定借鉴意义。