千兆宽带网络低成本快速部署方案研究

孙 辉

（北京中网华通设计咨询有限公司，北京 100070）

0 引 言

国务院提出到2020年“宽带中国”战略目标全面实现，建成高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施。工信部要求运营商加大开展“双G双提”，推动固定宽带和移动宽带双双迈入千兆（G比特）时代。联通集团全面推出千兆智慧宽带，要求重点城市具备千兆接入能力，通过自建和社会化合作等多种方式满足市场需求。

满足千兆接入可通过多种覆盖方式，为做好最优的覆盖方式选择，本文通过多维度分析每种接入方式的综合造价，根据实际建设情况选择合适建设方式，降低建设成本。

1 实现千兆网络技术手段

联通集团已明确采用10G PON技术实现千兆网络覆盖，目前集团已经完成XG-PON、Combo PON的集采。某省联通现有网络以GPON为主，需进行升级改造。考虑到千兆宽带推广之初，受资费、终端价格、市场策略以及客户需求等因素影响，200M以下GPON业务与10G PON千兆业务一定时期内存在共存的局面。兼顾GPON用户的同时，快速推进千兆网络覆盖的技术手段主要包括Combo PON方式、GPON+XGPON独立纤芯方式以及GPON+XGPON+外置合波方式[1]。3种技术手段分析对比如下。

1.1 Combo PON方式

Combo PON即GPON和XGPON的联合体，利用两种技术采用不同的承载波长，在一个光模块内将GPON和10G PON网络两种波长合波，实现GPON和10G PON光信号的独立发送和接收处理，兼容现有GPON网络业务的同时按需提供高带宽业务。优势是灵活性强，可同时满足GPON和10G PON不同阶段的业务需求，客户侧只需更换设备即可实现高带宽业务的快速平滑升级[2]。另外现网设备和ODN可利旧，可重用现有网络设备和ODN系统，避免资源浪费。但造价高，大规模部署时投资压力大。Combo PON板价格是GPON板的6.96倍，是XGPON板的2.32倍。

1.2 GPON+XGPON独立纤芯方式

该模式采用GPON+XGPON两套ODN网络系统，双网覆盖来满足用户不同宽带接入需求。两套ODN需要独立的两套纤芯系统，GPON网络采用GPON光猫满足200M以下业务需求，XGPON网络满足200M以上的千兆业务支撑需求。优势是GPON和XGPON业务板卡相对于Combo PON板卡更为便宜，已有GPON设备的机房通过新增XGPON设备即可满足用户千兆需求。但需要新的独立纤芯满足XGPON网络，现网ODN网络需预留足够的纤芯资源，若没有预留纤芯，则需新建光缆资源，从而增加部分投资[3]。

1.3 GPON+XGPON+外置合波方式

GPON+XGPON+外置合波基于波分复用原理实现GPON与XGPON共纤平滑升级，OLT新增GPON和XGPON单板，通过外置模块合波满足10G PON和GPON端口。优势是提高了纤芯利用率，增大了单纤承载的总带宽，可通过合波同时提供10G PON和GPON口，满足不同带宽产品业务需求。但会引入损耗，造成ODN损耗增加，引入两个活接头造成1 dB插损，且施工复杂，管理维护困难，机房空间占用大，施工和布线复杂。

2 千兆宽带ODN网络建设场景分类

千兆光纤宽带ODN网络目前建设场景主要为分为新国标小区和非新国标小区。其中，新国标小区运营商将光缆布放至开发商的设备间，安装一级分光器，通过跳纤与开发商的入户皮线光缆相连，实现宽带入户，分新建和改造两种场景。非新国标小区场景主要指未按光纤到户新国标标准建设的宽带项目，一般采用1∶64的二级分光模式进行建设，主干光缆、一二级分光器间的配线光缆均由运营商负责建设，也分新建和改造两种场景[4]。

3 千兆覆盖模型选取

考虑市场策略、资费、千兆终端成本以及市场需求等因素，设定两年间演进过渡阶段。在演进过渡阶段，GPON支撑的200M以下业务还存在较大的需求空间，GPON、XGPON需求共存。两年后，XGPON需求极有可能成为绝对主流，GPON网络全面被XGPON网络替换退网[5]。

某省联通小区宽带端口数量分布如图1所示，通过对某省联通目前11237个存量项目的集合分析，宽带接入小区用户在768户以内的小区占比为94.5%，按联通目标市场占有率94%的项目建设端口数小于768个。可以推算，本次模型选取可按2000户小区、分光比为1∶32、主干光缆芯数为24芯、接入距离为1 km进行测算。当主干光缆为24芯，总分光比最小按1∶32计算。

图1 某省联通小区宽带端口数量分布

4 不同场景下千兆网络部署策略

4.1 新国标小区新建千兆网络

考虑到ONU-OLT衰耗问题，一级光分按1∶32进行配置，主干光缆采用24芯光缆，最大能满足2 560户新国标小区的纤芯需求。

4.1.1 建设模式分析

（1）Combo PON建设模式。主要建设内容包括主干光缆、Combo PON板以及一级光分器投资。初期建设需要1块Combo PON板，1 km24芯主干，1台1∶32的一级分光器，投资2.71×104元。稳定期建设需要8块Combo PON板，24芯主干1 km，24台1∶32的一级分光器，投资7.16×104元。

（2）GPON+XGPON建设模式。主要涉及新建主干光缆、GPON+XGPON板以及一级光分投资。初期建设需要1块GPON板，1块XGPON板，1 km24芯主干，两台1∶32的一级分光器，投资2.42×104元。稳定期建设需要两块GPON板，3块XGPON板，24芯主干1 km，24台1∶32的一级分光器，投资5.85×104元。

4.1.2 方案选择

GPON+XGPON模式相较于Combo PON模式，无论是初期工程投入，还是千兆业务稳定期，从TCO角度考虑，投资均较低。新国标（一级分光）新建场景建议选择GPON+XGPON模式，对于高价值小区，市场部全面推广千兆的可直接采用XGPON建设，一步到位。

4.2 非新国标小区新建千兆网络

分光比按1∶64二级光分进行配置，主干光缆采用24芯光缆最大可提供1 536个末端端口，按照湖南联通30%薄覆盖原则，最大能满足5 000户小区的纤芯需求，足以涵盖大部分小区的。

4.2.1 建设模式分析

（1）Combo PON建设模式。新建主干光缆、Combo PON、一级光分、配线光缆、二级分光投资。主要建设规模及投资如下，Combo PON模式和现有GPON新建小区（自建项目）建设方式一致，一级分光器至二级分光器配线光缆的纤芯需求按1+1（1主1备）进行建设，投资1.536×105元。

（2）GPON+XGPON建设模式。在千兆网络演进阶段需建设两套独立的ODN网络系统来满足用户不同宽带接入需求。主要建设规模及投资如下，网络建设内容主要包括新建主干光缆（使用24芯）、OLT机房新增GPON板以及XGPON板，分别用于GPON和XGPON接入的独立一级光分、配线纤芯以及二级分光投资，投资1.688×105元。

4.2.2 方案选择

Combo PON模式为一次性投资，建设初期与稳定期投资一样。项目进入稳定后，GPON+XGPON模式全生命周期成本将高于Combo PON模式。无论是从TCO角度，还是从维护便利性角度，对于非新国标（二级分光）新建场景建议采用Combo PON模式进行建设[6]。

4.3 存量网络千兆改造-新国标小区

该场景指前期项目采用一级分光方式覆盖的新国标小区，现进行千兆网络覆盖。

4.3.1 建设模式分析

（1）Combo PON建设模式。新国标改造小区，Combo PON覆盖可利旧原有主干、配线光缆纤芯，只需替换Combo PON板，仅涉及Combo PON投资。

（2）GPON+XGPON建设模式。当主干纤芯富余时，OLT机房层面只需增加XGPON板，在小区设备间增加XGPON一级分光器。当主干无纤芯富余时，需重新布放主干光缆。

4.3.2 方案选择

主干剩余纤芯充足时推荐使用GPON+XGPON改造方式；主干无剩余纤芯，可低成本新建时优先考虑扩容主干纤芯，采用GPON+XGPON模式改造；主干无剩余纤芯，建设困难时建议按Combo PON模式改造。

4.4 存量网络千兆改造-非新国标小区

该场景指前期项目采用二级分光方式覆盖的非新国标小区，现进行千兆网络覆盖。

4.4.1 建设模式分析

（1）Combo PON建设模式。可利旧原有ODN系统，只需在OLT机房使用Combo PON板1∶1替换原有GPON板卡，用户侧根据用户带宽需求选用光猫，不需要考虑主干纤芯问题。

（2）GPON+XGPON建设模式。GPON+XGPON模式改造是否能利旧原有ODN系统，主要需考虑主干光缆及配线光缆是否有空余纤芯。

4.4.2 方案选择

当主干纤芯及配线冷备纤芯有空余时，采取GPON+XGPON覆盖，节省工程投资。当主干光缆纤芯资源不足时，虽然GPON+XGPON模式TCO较Combo PON较低，但综合考虑光缆建设难度和日常维护等情况，仍建议采用Combo PON模式改造。

5 结 论

从工程建设角度和工程投资角度对比分析新国标小区新建、非新国标小区新建、新国标小区改造以及非新国标小区改造4种场景的Combo PON建设模式与GPON+XGPON建设模式。新国标小区场景下，在均满足业务接入的前提下遵循综合对比、成本最优的原则，GPON+XGPON建设模式在工程建设周期及工程施工难度较Combo PON建设模式并无太大区别，在工程投资上低于Combo PON建设模式。在非新国标小区场景下，GPON+XGPON建设模式在工程建设周期和工程建设条件要高于Combo PON建设模式，且根据市场千兆用户发展情况，项目达到稳定期需持续进行XGPON网络的动态扩容。在工程投资上，GPON+XGPON建设模式在项目建设初期投资低于Combo PON建设模式，但项目到达稳定期后，XGPON网络的动态扩容的总投资将高于Combo PON建设模式。