EPON設備組網方式與寬帶提速

陳國春

摘 要：文章主要根據福建省EPON建設面臨的寬帶提速等新變化，提出了如何在不花錢或少花錢的情況下，充分挖掘設備的潛力，做好EPON設備的統籌規劃，并提出具體可行的建設辦法。

關鍵詞：寬帶提速；EPON組網；EPON改造

2010年2月，中國電信發布了“十二五”重頭規劃“寬帶中國·光網城市”，福建電信投入了大量的資金，大力推進EPON建設，通過四年的努力，完成了以FTTH為主導，以EPON為輔助的光寬帶網絡。今年，福建電信再度發力，對全省寬帶網絡進行提速，并首先把高價值用戶寬帶速率提高至50M及100M。在宏偉的藍圖下，有個問題已無法回避，即現有的EPON網絡，能否勝任如此的寬帶提速？提速后，用戶能否有更好的感知？因此，研究EPON設備組網方式與寬帶提速，變得極為必要。

1 EPON設備的組網方式

EPON系統由局端設備OLT、終端設備ONU以及ODN和網絡管理子系統組成。在已建網絡中，終端設備ONU主要是指華為的5616、5620設備和中興的9806、F822設備，終端用戶連接到ONU有兩種方式：一種是用戶→ADSL貓→銅纜→ONU（5616，及9806的語音、數據板）；另一種是用戶→五類線（數據與語音分開）→ONU（5620，及F822），然后ONU通過光纖連接到OBD（光分路器），與OLT的PON口相連，再接入到電信的傳輸系統。因語音通信所占用的帶寬較小，相對于數據傳輸，可以忽略不計，文章主要討論OLT以下部分的數據通信的帶寬問題。

2 EPON設備組網方式遇到的挑戰

FTTH技術日趨成熟，建設成本下降較大，已逐步占主導地位。從技術趨勢看，近些年，全球光網通信技術快速發展，光網部署的成本門檻顯著下降，光纖入戶業務的用戶規模快速擴大，已擁有性價比優勢。特別是FTTH先天具備的速率優勢，把EPON設備退網擺上了日程。

EPON設備構建成本較高，設備利用率普遍較低。EPON設備廠家已放棄大規模生產，中興及華為對旗下的9806及5616設備，只有少量生產，用于維護客戶關系。同時，受移動通信工程的影響，語音用戶數量不升反降，造成板件的利用率不斷下降。

EPON設備無法滿足電信的提速要求。中興及華為對旗下的單臺9806及5616設備，設計吞吐量約為1Gbps，單用戶寬帶，因受銅纜長度及品質約速，即使在銅纜不大于500米時，速率上限為20M，而在實際使用中，大部分速率只能達到設計值的一半，已無法滿足電信的提速要求。

EPON的耗電量高，保有成本大，不符合“節能減排”戰略需求。單臺EPON，滿載時，其額定電流為1.3A（中興F822設備），可以算出，其額定功率為286W（實際使用中并沒滿載，為方便計算，按200W計），每個接入點按3臺EPON設備估算，其年用電量費用為0.2KW*24小時*3臺*365天*0.96元/度=5046元。各EPON點房子租金，以每月200元為例，年成本為2400元。因此，每保留一個EPON點的成本，年均費用在7000元以上。

設備噪音大，維護成本高，備品備件消耗大。EPON設備噪音大，維護人員經常出入，給出租戶的生活，出租意愿不高。設備點經常被要求遷移，而遷移的成本特別高，影響電信和租戶之間的感情。再者，EPON機房環境較差，高灰塵、潮濕等，嚴重威脅設備壽命，夏季高溫引起的頻繁掉線等，直接影響用戶的感知，再加上各租戶家的地阻很難達到防雷要求，設備燒毀更是常有的事，維護成本高，備品備件消耗大。

3 EPON設備兩種組網方式的瓶頸及解決辦法

兩種組網方式，都存在較大的瓶頸問題，假設每個分光器上裝有兩個純數據通信的滿配ONU設備，這些用戶同時在線（即華為256戶，中興192戶同時在線），同時，為讓用戶有比較好的感知，數據并發系數取0.5（用戶稍感有點擁擠），我們對其分析與解決如下。

3.1 ONU與銅纜的接入模式

此模式大量存在于農村。首先，因銅纜的制約，其用戶速率無法突破20M bps， 單臺 EPON設備滿配時，中興為96戶，華為128戶，以中興為例，不考慮銅纜長度的制約因素，每個用戶的理論帶寬=1G（PON口的速率）/0.5/2/96=10.41M bps 對應地，華為7.81M bps，離30M bps遠著。何況，農村的接入網點（經常1-2個接入點合用一個分光器）用戶數遠超300戶寬帶，這樣的網絡結構，寬帶提速至12Mbps以上，只能是一種欺騙行為。

3.2 ONU與五類線的接入模式

此模式大都以小區和工廠為主。因五類線可承載的速率近1G bps，其對ONU不會構成瓶頸，仍以每個PON口帶2臺ONU設備，每臺ONU帶24個寬帶口為例，其每個用戶的理論帶寬=1G（PON口的速率）/0.5系數/2臺/24口=41.67M bps，即每個PON口（或分光器）所承載的滿配用戶，其速率為41.67M bps，在實際應用上，我們的每個PON口（或分光器）所承載的ONU數量大約為5-12臺，其同時在線的用戶數達96戶（4臺滿載）時，速率下降至20Mbps左右，盲目提高速率，將是以犧牲更多用戶的感知為代價。

3.3 以20Mbps 速率為基礎，每個PON口（或分光器）所負載的用戶數

負載的用戶數=1000M/0.5系數/20M=100戶，即每個PON口，同時在線的用戶數，不能大于100戶。

3.4 解決辦法

在經濟允許的條件下，全部改為FTTH，投資太大，時間上不一定允許。為適應寬帶提速要求，讓用戶上網有比較好的體驗，就是在現有網絡上動一點小手術。針對兩種模式，解決方案如下。

（1）ONU與銅纜的模式，其目標就是把速率提到ONU的速率上限，即20M，其解決辦法可分為三種步驟：a.把銅纜的長度壓縮到500米以內，才能提供20Mbps的帶寬，這是EPON設備對銅纜線路的要求。b.因高清用戶的帶寬要求為12M bps， 若速率只提速到12M bps，單個PON口，所能承載的同時在線用戶數為167戶，銅纜長度可放寬至1公里，對網絡改造要求將會大大降低。c.每臺設備最好是寬帶板與語音板搭配，即只裝兩塊寬帶板，其余裝語音板，可減輕設備背板處理數據的壓力。d.每個PON口（或分光器）負載的20Mbps用戶數，其同時在線量不要超過100戶。根據實際應用，每個接入點，要占用1-2個PON口，確保用戶有良好的感知。

（2）ONU與五類線的接入模式。此模塊為寬帶提速的重點區域，理論上，可為用戶提供1G的速率。通過前面的計算分析可知，當為用戶提供50M bps時，其所承載的同時在線用戶數為40戶，即每個PON口（或分光器）承載的滿負荷ONU，不到兩臺中興F822或華為5620。還好，我們的ONU設備利用率沒這個高，但為讓用戶有良好的感知，每個PON口的負載，是無論如何，不超過8臺，以端口利用率50%為例，僅可放寬至4臺，在工程建設及設計時，最好控制在4臺以內。

4 結束語

隨著寬帶提速的不斷演進，大量的EPON設備將不得不退出歷史舞臺。因此對今后的EPON網絡建設方式及提速改造，提出以下建議：（1）對ONU與銅纜的接入模式，在各用戶平均速率為20Mbps以下時，可按文章方式改造。超過20M bps則必須用FTTH改造。（2）而ONU與五類線的接入模式，為保證今后的寬帶提速，新建或改建的小區，必須保證每個PON下掛的ONU數量低于4臺，為寬帶提速至50M做準備，而在現階段寬帶為20Mbps及以下，最高也不可超過8臺。