千兆宽带网络建设策略研究

杨建聪

摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，随着新兴业务不断涌现，千兆宽带进入加速发展阶段。在保护既有投资的情况下建设千兆网络，值得深入探讨。本文分析千兆宽带业务需求，结合宽带网络现状，论述了在充分利旧现网资源的情况下开通千兆宽带业务的升级、改造方案。

关键词：千兆宽带;10GPON;ODN

引言

针对宽带业务向大带宽、大视频方向的趋势，文章首先从IP（互联网协议）城域网、宽带接入网、末梢侧三个层级系统分析宽带网络现状，其次从核心网、接入网、末梢段三个层级对宽带网络质量的关键问题进行评估，最后探讨核心网带宽动态管控、接入网网络结构优化、网络隐患解决、末梢侧综合整治等措施，将宽带网络打造成精品网络。

1全球加速布局千兆宽带网络

宽带发展水平已经成为评估国家综合国力的一个重要指标，大力发展宽带已经成为全球的共识。据世界银行对66个高收入国家和160个中低收入国家的研究，宽带用户普及率每提升10%带动经济发展1.38个百分点。欧盟统计数据表明，宽带能够帮助制造业提高5%的劳动生产率，帮助服务业提高10%的劳动生产率。中国信息通信研究院的研究显示，在我国，固定宽带普及率每提高10%，经济增长提升1.8%。截至2016年底，全球已有超过150个国家通过了国家宽带计划，为ICT市场发展和宽带基础设施部署创建了有利环境。2012年4月，韩国政府发布“GigaKorea战略”，首次提出发展千兆宽带网络，预计至2020年达到100%的千兆宽带覆盖。

2千兆宽带网络建设策略研究

2.110GPON的接入技术

GPON技术可用户开通千兆用户，但不支持大规模的千兆應用，10GPON应运而生。10GPON可分为10GEPON和10GGPON技术。10GEPON技术由EPON演进而来，10GEPON口下可同时下带EPON终端和10GEPON终端，支持上下行对称10Gbit/s的传输速率和下行10Gbit/s、上行1.25Gbit/s的非对称传输速率。对称的10GEPONOLT向下兼容现有EPON终端以及对称/非对称10GEPON终端。10GGPON技术则由GPON演进而来，又分为上下行非对称的XG-PON技术和上下行对称的XGS-PON技术;XG-PON可提供下行l0Gbit/s、上行2.5Gbit/s的传输速率，XGS-PON上下行速率均为l0Gbit/s，XGS-PON端口可同时接入XG-PON和XGS-PON的终端。为了满足同一PON数下同时接入GPON终端（普通带宽用户）和XG-PON终端（高带宽用户）的需求，制定了GPON和XG（S）-PON合一的ComboPON光模块标准，在一个光模块内将两种波长进行合波。在对具备能力的现网设备进行10GGPON升级时，可用ComboPON板卡替换原OLT上的GPON板卡，原用户割接至ComboPON板卡上即可实现GPON和10GGPON的共存。

2.2用户终端问题

影响用户大带宽接入能力的用户端因素主要有光接入终端、网线、用户路由器、用户网卡等。光接入终端中SFU设备仅有百兆接口，HGU设备可支持千兆接口。考虑实际损耗，SFU设备测速最多只能到90M左右，实际不具备100M接入能力。用户要开通100M及以上带宽时，必须使用HGU设备。现网HGU设备数量21.52万，占总用户数的35%，SFU设备数量约占总用户数的65%。至18年12月，本地网100M和200M用户在全部宽带用户中占比已达74.42%，即实际上约有占全部宽带用户30%的用户已开通百兆及以上带宽，但由于光接入终端原因无法达到签约速率，影响用户感知。用户端连接光接入终端的网线基本为仅支持百兆的5类线，要开通100M及以上带宽时，应更换为支持千兆的6类线。用户路由器基本为仅支持百兆的单频路由器，要开通100M及以上带宽时，应更换为支持千兆的双频路由器。用户网卡基本为百兆网卡，应更换为千兆网卡。

2.3智能家庭网关结构及功能

家庭网关作为家庭网络到互联网的流量入口和运营商固网业务的落地设备，它能够在多个设备之间通过有线或无线技术共享网络接入，并能为用户提供存储、媒体共享和VoIP等多种业务。主要实现以下几方面的功能：（1）远程访问和控制：可以远程访问家庭网络应用。（2）智能连网：智能连网设备能通过无线通信技术接入家庭网络，并与家庭中的其他设备实现资源共享和协同，也可以经家庭网络访问外部网络。（3）智能家居：家电和家居设施实现智能化，可设置权限通过家庭网络或互联网实现访问与控制。（4）应用智能化：对用户而言，实现各种内容或应用的访问和使用;对运营商而言，实现对家庭网络安装、管理、升级和业务发放的智能化。

2.410GPON升级、改造方案

升级10GGPON系统需要考虑ODN光通道衰耗余量、机房空间和OSS系统改造、设备价格等因素，当前10GGPON系统有外置合波器（WDM1r）、GPON/10GGPON合一（COMBO）板卡两种升级方式。（1）外置合波器方式：该方案对现网的OSS系统改造和影响较小，适合机房空间较为富余的场景，当链路衰耗余量大于3dB时，可直接改造升级。当衰耗余量不足3dB时，应升级光模块。该方案在GPONOLT新增XG-PON板卡，机房内新增WD-M1r，XG-PON端口跳接至WDM1r的XG-PON连接口，GPON口跳接至WDM1r的GPON连接口，WDM1r的公共端口跳接至原有的GPONOLT下联端口，实现同一PON树下GPON和XG-PON终端的兼容。1）外置合波器方式的优势在于可利旧现有GPON板卡，ONU/ONT按需升级，原GPON配置数据不变，设备管理、OSS业务发放和运维简单。2）外置合波器方式的缺点在于引入WDM1r增加插损1.5dB，可能对原GPON用户造成影响，新增的WDM1r和XG-PON板卡占用槽位和机房空间。（2）GPON/XG-PON光模块合一方式：不需要新增外置合波器，适用于机房空间紧张，无安装新增OLT及合波器设备的场景。采用8口GPON/XG-PON合一板卡（COMBO板）替代原来的GPON板卡，将原有GPONOLT下联业务割接至新增的COM-BO。1）合一光模块方式的优势在于不需要占用额外的WDM1r和XG-PON板卡空间，插损相对外置合波器方式小。2）合一光模块方式缺点主要是光模块成本高。2.5网络协同，加速有线与无线，接入与城域协同发展FTTH具备高速、稳定的技术特征，主要适合满足政企及家庭用户的固定或有限范围内移动的高带宽接入需求;而4G和未来5G移动网则具有移动、高速的特征，可满足用户随时随地以较高带宽体验移动互联网业务的需求。对于运营商来说，充分利用好FTTH和4G的各自优势，针对特殊的用户应用场景，建立“FTTH+4G”的融合宽带网络，实现优势互补，不仅能够节省较有限的建设投资，更能提升建设速度。

结语

新一代信息基础设施正成为全球价值链的驱动力，对促进经济、社会发展具有重大意义。加快建设千兆宽带网络是运营商提高竞争力的重要手段，同时应结合网络现状和业务需求，合理规划千兆宽带网络。

参考文献

[1]国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会.GB/T37081-2018.接入网技术要求10Gbit/s以太网无源光网络（10GEPON）[S].北京：中国标准出版社，2018.

[2]中华人民共和国工业和信息化部.YD5206-2014宽带光纤接入工程设计规范[S].北京：北京邮电大学出版社，2014.