鄉鎮寬帶接入方案探討

謝暉

（福州大學物理與信息工程學院，福建福州350108；福州海峽職業技術學院，福建福州350014）

目前寬帶接入技術包括有線和無線接入技術兩種。有線接入技術主要分為光纖接入與銅線接入兩種，其中銅線接入技術在各大運營商中較為主流的是xDSL與LAN接入方式，而光纖接入技術主要的兩大類分別是：點到點（P2P）有源光網絡和點到多點（P2MP）無源光網絡（PON）；無線接入技術有Wimax、WiFi等等。相對于有線接入方式，無線接入方式無需進行末端布線，在成本上有較大優勢。對于鄉鎮地區，運營商目前主要致力于使用有線接入方式 (PON+LAN)為主、PON+WLAN無線鋪設方式為輔來推進鄉鎮寬帶網絡建設。

一、網絡模型搭建

假設某省某運營商城域數據網網絡結構如下：省級機房放置核心路由器，市級機房放置SR(全業務路由器)和BRAS(寬帶遠程接入服務器)，縣級機房放置L2(二層交換機)和CE(客戶端路由器)設備。城域數據網已延伸至縣級機房，因此鄉鎮客戶的寬帶接入僅需解決由縣級機房至用戶端之間的電路傳送，此部分電路傳送解決方案又細分兩個部分：縣級機房至鄉鎮電路解決方案、鄉鎮基站至用戶電路解決方案。

二、寬帶需求調查分析

經該運營商市場部調研，鄉鎮寬帶接入的特點如下：

（1）寬帶接入對象：主要針對鄉鎮的普通家庭、個體商鋪、工廠企業、政府機關等不同用戶。

（2）業務類型：鄉鎮寬帶業務將以寬帶互聯網和寬帶VPN為主要需求，并通過寬帶提供IMS話音業務。

另假設該運營商的優勢是擁有較大數量的有源機房——基站，這些有源機房不僅數量多，而且分布較廣闊，幾乎每個鄉鎮甚至行政村都建有基站。因此，發展寬帶業務應充分發揮其自身優勢，以基站為中心進行業務的覆蓋，將接入局端設備設置在鄉鎮基站，之后采用光纜向客戶端延伸。

綜上所述，拓展鄉鎮寬帶市場，首先應該考慮在人口相對密集、基站資源相對集中、投入成本低、建設干擾小的鄉鎮沿街主干道來進行。

三、鄉鎮寬帶接入解決方案

鄉鎮鎮區寬帶接入解決方案主要分兩個部分：縣級機房至鄉鎮電路解決方案、鄉鎮基站至用戶電路解決方案。

（一）鄉鎮基站至用戶電路解決方案

對于鄉鎮鎮區用戶，可以采用將OLT設置在鄉鎮基站，將ONU設置在自營店或友好商鋪，再通過五類線或雙絞線將信號向用戶延伸。主要有以下三種接入方式：PON+LAN（100m內）、PON+DSL（1.5km左右）和P2P+DSL（1.5km左右）。

1.模式 1：PON+LAN（100m內）

針對于低密度客戶區域，用戶總數為64個，在方圓100m范圍內可接入8個用戶，則需配置1個1:16分光器，8個8LAN端口ONU，8個室內機柜；針對于相對高密度客戶區域，用戶總數為128個，在方圓100m范圍內可接入16個用戶，則需配置1個1:16分光器，8個16LAN端口ONU，8個室內機柜。

2.模式 2：PON+DSL(1.5km左右)

針對于低密度客戶區域，用戶總數為64個，在方圓140m范圍內可接入16個用戶，則需配置1個1:16分光器，4個16DSL端口ONU，4個室內機柜； 針對 于相對高密度客戶區域，用戶總數為128個，在方圓140m范圍內可接入32個用戶，則需配置1個1:16分光器，4個32DSL端口ONU，4個室內機柜。

3.模式 3：P2P+DSL（1.5km左右）

DSL設備為大密度設備，設置局所少，故采用FTTN（光纖到節點）的方式將設備集中放置在節點機房內。針對于低密度客戶區域，用戶總數為64個，則需配置1臺64端口的DSLAM+AG，1個機房機柜；針對于相對高密度客戶區域，用戶總數為128個，則需配置1臺128端口的DSLAM+AG，1個機房機柜。

結論：用戶越密集網絡建設成本越低，在用戶密集程度相同的情況下，“模式1：PON+LAN”價格最低，因此鄉鎮至用戶電路建議采用PON+LAN方式接入。

（二）縣級機房至鄉鎮電路解決方案

1.組網結構選擇

根據技術的不同有多種選擇，大體來說其組網結構主要分三種：環形、鏈形、星型。由于環形結構對光纖消耗較小，且安全性較高，目前大都采用環形為主。

2.整環用戶容量計算

設整環接入鄉鎮用戶總數為X，帶寬使用參數如下：每用戶HIS(高速輸入業務)帶寬為1M；HSI并發比1:3，帶寬平均利用率1/2；大客戶/普通用戶比0.5%，平均帶寬8M；整環帶寬輕載比1.3；則右邊等式可成立：

當環網帶寬為1GE時，X=3716戶，其中大客戶為19戶；當環網帶寬為10GE時，X=37160戶，其中大客戶為190戶。

3.環網節點數選擇

估算一個鎮的人口數為30000人，若按1戶3人計算，一個鎮共有用戶10000戶，若按業務滲透率為25%估算，則一個鎮大約可發展用戶2500線。

按上述環網用戶容量可知：當環網帶寬為1GE時，一個環只能接入1~2個鎮的用戶；當環網帶寬為10GE時，一個環可以接入約14個鎮的用戶。設2個臨近鄉鎮共用一端設備，則一個環網上節點數量約為5~7個，考慮線路因素，以下方案比較按照一個環5個節點，接入10個鎮的設置業務模型進行分析。

4.技術方案選擇

由于鄉鎮至用戶采用PON+LAN方式接入，則縣級機房至鄉鎮的GE顆粒電路主要有以下三種傳送方案：

圖1 縣級機房至鄉鎮的GE顆粒電路傳送方案圖

（1）方案1：交換機環

特點：其管理維護特性以及網絡可靠性較PTN和OTN差，且在傳送VOIP信號時會產生時延。

配置：設一個環五個節點，每2個鎮共用一端交換機設備，則：當環網用戶數少于3700線時，組GE環網，配置24*GE接口交換機；當環網用戶數大于3700線時，組10GE環網，配置2*10GE+24*GE接口交換機。

（2）方案 2：PTN

特點：其業務擴展性最佳，但今后鄉鎮進行3G基站建設時，同樣也需要采用PTN設備來進行3G基站業務傳送組網，因此，采用PTN設備組網可以同時滿足3G業務和數據業務的傳送需求。

配置：由于PTN的設置可為今后3G基站業務的傳送做準備，PTN的實施方式有以下兩種：第一，與交換機環方案一樣，設一個環五個節點，每2個鎮共用一端交換機設備，則：當環網用戶數少于3700線時，組GE環網，配置4*GE接口PTN設備；當環網用戶數大于3700線時，組10GE環網，配置2*10GE+2*GE接口PTN設備；若使用該方式組網，在今后承載3G基站業務時需進行網絡結構調整。第二，由于每個鄉鎮都有3G基站，都需要采用PTN進行傳送，因此該方案相當于提前進行鄉鎮PTN網絡的建設。設置每個鎮都放置PTN設備一端，組成GE接入環；且平均每6個鎮設置一個匯聚層10GPTN節點。

（3）方案 3：OTN

特點：其帶寬提供能力最強，但只能傳送大顆粒數據業務，且今后不能進行3G基站業務的傳送。

配置：組40波以上的OTN環，每個節點上下2波，配置4塊2*GE的OTU板。

結論：根據以上分析，按業務滲透率約為3.7%進行估算，網絡建設方案選擇如下：當網絡初期，每鄉鎮用戶數≤370時，可使用“方案1：交換機環”組GE環解決數據業務傳送問題；當370≤每鄉鎮用戶數≤700且鄉鎮開始進行3G基站覆蓋時，采用“方案2：PTN——方式（2）”新建PTN網絡同時滿足3G基站和數據業務需求；隨著網絡規模的進一步擴大每鄉鎮用戶數≥700，PTN網絡容量不足以滿足帶寬需求時，采用“方案3：OTN”新建OTN網絡，將數據業務轉移到OTN層面進行承載，原有PTN網絡用于3G基站業務傳送。

綜上所述，用戶至鄉鎮基站的小顆粒用戶電路采用PON+LAN方式接入；而縣中心至鄉鎮基站的網絡建設方案則根據各地市不同的用戶數量，選擇交換機環、PTN或者OTN技術進行組網。

[1]朱道平.大力發展農村寬帶業務加快新農村信息化建設[J].中國新通信，2007，（1）.

[2]韓榮，葉劍飛.GPON技術構建鄉鎮寬帶接入網[J].有線電視技術，2005，（2）.

[3]張璐石.沈陽網通村村通寬帶工程方案設計與實施[D].吉林大學碩士論文，2010.