PON在陜西移動的應用策略

周 偉（中國移動通信集團設計院有限公司陜西分公司，陜西 西安 710077）

0 前言

隨著寬帶業務應用多元化及帶寬需求的不斷提升，近年來全球已掀起了光纖接入（FTTx）熱潮。美國、日本等的一些著名運營商已開始大規模建設光纖接入網。隨著國內運營商和設備廠家共同推進的FTTH試點項目在武漢、杭州、北京等地的展開，以千兆無源光網絡（GPON）技術為代表的FTTH/FTTB應用已從試驗階段進入了試商用階段。作為寬帶接入的最新技術，GPON將為運營商的全面轉型提供有力的支撐。

1 PON簡介

1.1 基本概念

PON起始于前端的光線路終端（OLT），終止于光節點的光網絡單元（ONU）。PON采用樹形、星形拓撲結構，多個ONU共享1路光纖和前端OLT的回傳光模塊。下行采用TDM方式，信號以廣播式下發（即一發多收）；上行采用TDMA方式，各個ONU或光節點共用1根光纖回傳，前端只有1個回傳光模塊，各個ONU單元輪流發送（即多發一收），以實現光纖和回傳光模塊資源的共享。

1.2 組網模式與選擇

目前PON有2種組網模式，一是由IEEE 802.3ah工作組制定的以太網無源光網絡（EPON）標準，二是由ITU/FSAN制定的GPON標準。

GPON和EPON模式有如下共同特點。

a）高接入帶寬。GPON下/上行速率為 2.5/1.25 Gbit/s，EPON 下/上行速率均為 1.25 Gbit/s，都能滿足未來各種寬帶業務的接入帶寬需求。

b）節省光纖資源。都采用點到多點（P2MP）廣播式的樹形拓撲結構，局端1根光纖可分支到32/64個ONU設備，極大地節省了光纖資源。特別是在地域廣闊或光纖資源受限地區，采用PON技術組網可大大提高光纖資源的利用率。

c）運維管理成本低。只有局端的OLT和用戶側的ONU為有源設備，其間的光分布網絡是性能穩定、體積小巧、成本低廉的無源分光器。分光器無需電源、空調，不占用機房空間，只需安裝在光交接箱或光纜配線架的適當位置即可，符合節能減排的指導思想。

GPON和EPON的技術比較見表1。

相對于EPON技術來說，GPON標準更加完善，更注重于對多業務的支持能力 （如TDM、IP、CATV等），上聯業務接口及下聯用戶接口更為豐富 （如10GE、GE、FE、STM-1、E1、POTS 等）， 可提供 FTTH、FTTB、FTTO、FTTC+LAN（DSLAM）等多種接入方式，具有“源模式TDM”支持能力，能支持傳統的TDM E1業務，可提供移動基站互聯、PBX接入及大客戶E1專線接入，能支持IEEE 1588 v2協議，可提供TD基站時鐘同步及電信級QoS保證。

從應用場景來看，EPON較適合于以IP為主而對TDM業務要求不高的家庭及個人用戶，建設模式以FTTC/FTTB+DSL為主；GPON較適合于對技術要求高的企業及集團用戶。在中國移動機房少、光纖資源緊張的現實條件下，采用以FTTO/FTTH為主的建設模式更能滿足扁平化接入網的建設要求。因此，GPON非常適合于中國移動全業務運營對高端用戶的快速部署要求。移動用戶基站回傳見圖1。

圖1 移動用戶基站回傳

2 GPON的結構與部署

2.1 GPON的結構

GPON的基本網絡結構與PON類似，也是由局端OLT、用戶端ONU、連接這2種設備的由單模光纖和分光器構成的光分配網絡 （ODN）及網管系統組成。GPON結構示意見圖2。

2.2 GPON的部署

2.2.1 OLT

OLT的覆蓋范圍一般為5~10 km2。OLT通常采用以下3種安裝方式。

a）安裝在中心機房。該方式的優點是覆蓋范圍大、便于操作管理，較適合于用戶較少或需集中管理的應用場景。

b）安裝在現城域網匯聚機房。該方式的優點是覆蓋范圍適中、便于操作管理，能同時兼顧容量和資源。

表1 GPON和EPON的技術比較

圖2 GPON結構示意

c）安裝在戶外機房或小區機房。該方式的優點是節省光纖，缺點是覆蓋范圍較小、管理維護困難、需解決供電問題。一般不建議采用該方式。

OLT安裝位置的選擇主要取決于實際應用場景：采用FTTB組網方式時，每個ONU覆蓋8~16個用戶，每個PON口至少可帶512個用戶。鑒于每個PON口覆蓋用戶較多，因此OLT的安裝位置應首選中心機房或城域網匯聚交換機房，以充分發揮GPON傳輸距離遠和集中維護的優勢，減少機房建設、維護及設備費用；采用FTTH/FTTO組網方式時，每個PON口覆蓋64~128個用戶。鑒于每個PON口覆蓋用戶較少，因此OLT的安裝位置應首選基站機房，可為用戶提供百兆到桌面的優質服務，但應避免安裝在搬遷頻繁的基站機房內，以減少機房建設投資；對于用戶密度高、數量在千戶以上的大型住宅小區，則建議將OLT安裝在小區綜合機房內。

2.2.2 ONU

根據不同業務場景，ONU部署有FTTB（ONU安裝在樓道）+DSL、FTTB+WLAN、FTTH （ONU 安裝在用戶家庭）和FTTO（ONU安裝在辦公室）等模式。

a）FTTB+DSL、FTTB+LAN。該模式主要適用于已有駐地網銅線資源，需重新布放光纜和布放電纜困難的小區場景。因中國移動在這方面不具備和原傳統固網運營商的競爭優勢，故原則上不建議采用該模式。

b）FTTB+LAN。該模式主要適用于新建個人用戶有線寬帶接入和語音接入，但其建設和運營成本較高。

c）FTTB+WLAN。隨著WLAN的不斷發展，用布放AP來實現Wi-Fi接入已成為城市商業區等公眾場合寬帶接入的重要手段。該模式不受限于固網銅線或五類線資源的可用性，且易實現、低成本、快速部署。隨時隨地的無縫接入已成為用戶普遍的寬帶接入訴求，符合于中國移動切入寬帶接入領域的建設思路。

d）FTTH。該模式主要適用于高檔別墅及公寓，可支持VoIP語音、寬帶上網、高清電視、CATV、可視通信等綜合業務接入，入戶成本較高。但因該區域用戶對建設投資和業務資費的可承受度相對較高，故該模式符合于中國移動重點發展高端家庭市場的建設策略。

e）FTTO。該模式主要適用于單個或多個商業集團客戶共享1套ONU的應用場景，用于各種類型的辦公室，可支持VoIP、寬帶上網、高清電視、可視通信、TDM專線等綜合業務接入。企業用戶的ARPU值遠高于家庭及個人用戶，屬價值客戶。作為中國移動的長遠發展戰略，可以以企業用戶接入作為切入市場的“敲門磚”，再逐步滲透到一般家庭市場，以作為固定移動融合的建設策略。

2.2.3 系統光鏈路的ODN設計

在GPON規劃中，ODN屬光纜線路部分，包括大芯數主干光纜和配線光纜環及環上所帶的光交接箱。ODN一般采用1級（不超過2級）分光，分光器可安裝在基站、光交接箱、小區機房或樓宇設備間。ODN應按FTTH/光纖到樓層（FTTF）的長遠目標來規劃，并同時滿足近期FTTO、FTTB的建設需要。

分光器是GPON不可缺少的無源光纖分支器件。作為連接局端OLT和用戶端ONU的無源設備，分光器把由饋線光纖輸入的光信號按功率分配到若干輸出的用戶線光纖上。GPON的最大邏輯距離為69 km，分光器一般有 1∶16、1∶32 及 1∶64 等 3 種分支比，GPON應支持的最大光纖距離差最少應為20 km。

分光器不需外部能源，僅需要入射光束，但會增加光功率損耗。這主要是由其對入射光進行分光，分割了輸入（下行）功率造成的。光路損耗的理論計算公式為：ONU接收側光功率＝OLT發射光功率-光路損耗；光路損耗=所有分光器插損值之和+光纖長度×0.4+熔纖點數目×0.1+法蘭盤個數×0.2。

3 建設案例

西安市高新花園別墅區利用GPON技術為用戶實現寬帶接入。該區分為7個小區，共有各型別墅56套，其中:A型11套、B型6套、C型7套、D型8套、E型9套、F型8套、G型7套，另有高層及多層樓盤13棟，單元住戶380戶。

3.1 設計方案

高層及多層用戶采用FTTB+LAN接入方式，業務模型為組播TV+VOD+高速寬帶+VoIP，下行效率為94%，經計算單個PON口即可滿足用戶接入。單個PON口高速率用戶數計算見表2。

表2 單個PON口高速率用戶數計算

在滿足1 939 Mbit/s-3.47 Mbit/s×用戶數≥0的條件下，單個PON最大接入用戶數=（2 339-300-100）/（4×33%+（3×50%+10×50%）×30%+0.2×100%）=558（個用戶）。

別墅小區用戶采用FTTH接入方式，分光比按1∶64考慮，每個用戶實際下行帶寬可達36 Mbit/s。

3.2 設備配置方案

a）OLT設備。OLT安裝在高新移動樞紐樓中心機房，光纜線路長度為5 km，在小區物業信息機房的ODF上進行光纖跳接后到達小區內的各個光纖終端盒。初期設計2個PON光接口，配置1個1∶64分光器和2個1∶32分光器。其中：1∶64分光器用于別墅區用戶接入，1∶32分光器用于覆蓋高層及多層樓盤用戶。

b）ONU設備。在13棟高層及多層樓盤地下車庫的綜合管理機房內各設置1臺ONU（共13臺），通過FE電接口接入小區內局域網，完成用戶寬帶數據業務的共享接入；在別墅區每戶安裝1臺ONU（共56臺），為每個用戶提供4×FE+2×POTS接入。高新花園GPON示意見圖3。

圖3 高新花園GPON示意

4 結束語

全球各大運營商正在將PON作為一種提升高速寬帶技術的應用和一種長期基礎設施的選擇。中國移動必須盡快部署固定寬帶接入網絡。GPON技術無疑能使缺少固網資源的中國移動具備寬帶市場的競爭實力，可以更好地滿足開展全業務的運營需求，為集團客戶和家庭用戶提供高質量的寬帶接入。