千兆寬帶網絡低成本快速部署方案研究

孫 輝

（北京中網華通設計咨詢有限公司，北京 100070）

0 引 言

國務院提出到2020年“寬帶中國”戰略目標全面實現，建成高速、移動、安全、泛在的新一代信息基礎設施。工信部要求運營商加大開展“雙G雙提”，推動固定寬帶和移動寬帶雙雙邁入千兆（G比特）時代。聯通集團全面推出千兆智慧寬帶，要求重點城市具備千兆接入能力，通過自建和社會化合作等多種方式滿足市場需求。

滿足千兆接入可通過多種覆蓋方式，為做好最優的覆蓋方式選擇，本文通過多維度分析每種接入方式的綜合造價，根據實際建設情況選擇合適建設方式，降低建設成本。

1 實現千兆網絡技術手段

聯通集團已明確采用10G PON技術實現千兆網絡覆蓋，目前集團已經完成XG-PON、Combo PON的集采。某省聯通現有網絡以GPON為主，需進行升級改造。考慮到千兆寬帶推廣之初，受資費、終端價格、市場策略以及客戶需求等因素影響，200M以下GPON業務與10G PON千兆業務一定時期內存在共存的局面。兼顧GPON用戶的同時，快速推進千兆網絡覆蓋的技術手段主要包括Combo PON方式、GPON+XGPON獨立纖芯方式以及GPON+XGPON+外置合波方式[1]。3種技術手段分析對比如下。

1.1 Combo PON方式

Combo PON即GPON和XGPON的聯合體，利用兩種技術采用不同的承載波長，在一個光模塊內將GPON和10G PON網絡兩種波長合波，實現GPON和10G PON光信號的獨立發送和接收處理，兼容現有GPON網絡業務的同時按需提供高帶寬業務。優勢是靈活性強，可同時滿足GPON和10G PON不同階段的業務需求，客戶側只需更換設備即可實現高帶寬業務的快速平滑升級[2]。另外現網設備和ODN可利舊，可重用現有網絡設備和ODN系統，避免資源浪費。但造價高，大規模部署時投資壓力大。Combo PON板價格是GPON板的6.96倍，是XGPON板的2.32倍。

1.2 GPON+XGPON獨立纖芯方式

該模式采用GPON+XGPON兩套ODN網絡系統，雙網覆蓋來滿足用戶不同寬帶接入需求。兩套ODN需要獨立的兩套纖芯系統，GPON網絡采用GPON光貓滿足200M以下業務需求，XGPON網絡滿足200M以上的千兆業務支撐需求。優勢是GPON和XGPON業務板卡相對于Combo PON板卡更為便宜，已有GPON設備的機房通過新增XGPON設備即可滿足用戶千兆需求。但需要新的獨立纖芯滿足XGPON網絡，現網ODN網絡需預留足夠的纖芯資源，若沒有預留纖芯，則需新建光纜資源，從而增加部分投資[3]。

1.3 GPON+XGPON+外置合波方式

GPON+XGPON+外置合波基于波分復用原理實現GPON與XGPON共纖平滑升級，OLT新增GPON和XGPON單板，通過外置模塊合波滿足10G PON和GPON端口。優勢是提高了纖芯利用率，增大了單纖承載的總帶寬，可通過合波同時提供10G PON和GPON口，滿足不同帶寬產品業務需求。但會引入損耗，造成ODN損耗增加，引入兩個活接頭造成1 dB插損，且施工復雜，管理維護困難，機房空間占用大，施工和布線復雜。

2 千兆寬帶ODN網絡建設場景分類

千兆光纖寬帶ODN網絡目前建設場景主要為分為新國標小區和非新國標小區。其中，新國標小區運營商將光纜布放至開發商的設備間，安裝一級分光器，通過跳纖與開發商的入戶皮線光纜相連，實現寬帶入戶，分新建和改造兩種場景。非新國標小區場景主要指未按光纖到戶新國標標準建設的寬帶項目，一般采用1∶64的二級分光模式進行建設，主干光纜、一二級分光器間的配線光纜均由運營商負責建設，也分新建和改造兩種場景[4]。

3 千兆覆蓋模型選取

考慮市場策略、資費、千兆終端成本以及市場需求等因素，設定兩年間演進過渡階段。在演進過渡階段，GPON支撐的200M以下業務還存在較大的需求空間，GPON、XGPON需求共存。兩年后，XGPON需求極有可能成為絕對主流，GPON網絡全面被XGPON網絡替換退網[5]。

某省聯通小區寬帶端口數量分布如圖1所示，通過對某省聯通目前11237個存量項目的集合分析，寬帶接入小區用戶在768戶以內的小區占比為94.5%，按聯通目標市場占有率94%的項目建設端口數小于768個。可以推算，本次模型選取可按2000戶小區、分光比為1∶32、主干光纜芯數為24芯、接入距離為1 km進行測算。當主干光纜為24芯，總分光比最小按1∶32計算。

圖1 某省聯通小區寬帶端口數量分布

4 不同場景下千兆網絡部署策略

4.1 新國標小區新建千兆網絡

考慮到ONU-OLT衰耗問題，一級光分按1∶32進行配置，主干光纜采用24芯光纜，最大能滿足2 560戶新國標小區的纖芯需求。

4.1.1 建設模式分析

（1）Combo PON建設模式。主要建設內容包括主干光纜、Combo PON板以及一級光分器投資。初期建設需要1塊Combo PON板，1 km24芯主干，1臺1∶32的一級分光器，投資2.71×104元。穩定期建設需要8塊Combo PON板，24芯主干1 km，24臺1∶32的一級分光器，投資7.16×104元。

（2）GPON+XGPON建設模式。主要涉及新建主干光纜、GPON+XGPON板以及一級光分投資。初期建設需要1塊GPON板，1塊XGPON板，1 km24芯主干，兩臺1∶32的一級分光器，投資2.42×104元。穩定期建設需要兩塊GPON板，3塊XGPON板，24芯主干1 km，24臺1∶32的一級分光器，投資5.85×104元。

4.1.2 方案選擇

GPON+XGPON模式相較于Combo PON模式，無論是初期工程投入，還是千兆業務穩定期，從TCO角度考慮，投資均較低。新國標（一級分光）新建場景建議選擇GPON+XGPON模式，對于高價值小區，市場部全面推廣千兆的可直接采用XGPON建設，一步到位。

4.2 非新國標小區新建千兆網絡

分光比按1∶64二級光分進行配置，主干光纜采用24芯光纜最大可提供1 536個末端端口，按照湖南聯通30%薄覆蓋原則，最大能滿足5 000戶小區的纖芯需求，足以涵蓋大部分小區的。

4.2.1 建設模式分析

（1）Combo PON建設模式。新建主干光纜、Combo PON、一級光分、配線光纜、二級分光投資。主要建設規模及投資如下，Combo PON模式和現有GPON新建小區（自建項目）建設方式一致，一級分光器至二級分光器配線光纜的纖芯需求按1+1（1主1備）進行建設，投資1.536×105元。

（2）GPON+XGPON建設模式。在千兆網絡演進階段需建設兩套獨立的ODN網絡系統來滿足用戶不同寬帶接入需求。主要建設規模及投資如下，網絡建設內容主要包括新建主干光纜（使用24芯）、OLT機房新增GPON板以及XGPON板，分別用于GPON和XGPON接入的獨立一級光分、配線纖芯以及二級分光投資，投資1.688×105元。

4.2.2 方案選擇

Combo PON模式為一次性投資，建設初期與穩定期投資一樣。項目進入穩定后，GPON+XGPON模式全生命周期成本將高于Combo PON模式。無論是從TCO角度，還是從維護便利性角度，對于非新國標（二級分光）新建場景建議采用Combo PON模式進行建設[6]。

4.3 存量網絡千兆改造-新國標小區

該場景指前期項目采用一級分光方式覆蓋的新國標小區，現進行千兆網絡覆蓋。

4.3.1 建設模式分析

（1）Combo PON建設模式。新國標改造小區，Combo PON覆蓋可利舊原有主干、配線光纜纖芯，只需替換Combo PON板，僅涉及Combo PON投資。

（2）GPON+XGPON建設模式。當主干纖芯富余時，OLT機房層面只需增加XGPON板，在小區設備間增加XGPON一級分光器。當主干無纖芯富余時，需重新布放主干光纜。

4.3.2 方案選擇

主干剩余纖芯充足時推薦使用GPON+XGPON改造方式；主干無剩余纖芯，可低成本新建時優先考慮擴容主干纖芯，采用GPON+XGPON模式改造；主干無剩余纖芯，建設困難時建議按Combo PON模式改造。

4.4 存量網絡千兆改造-非新國標小區

該場景指前期項目采用二級分光方式覆蓋的非新國標小區，現進行千兆網絡覆蓋。

4.4.1 建設模式分析

（1）Combo PON建設模式。可利舊原有ODN系統，只需在OLT機房使用Combo PON板1∶1替換原有GPON板卡，用戶側根據用戶帶寬需求選用光貓，不需要考慮主干纖芯問題。

（2）GPON+XGPON建設模式。GPON+XGPON模式改造是否能利舊原有ODN系統，主要需考慮主干光纜及配線光纜是否有空余纖芯。

4.4.2 方案選擇

當主干纖芯及配線冷備纖芯有空余時，采取GPON+XGPON覆蓋，節省工程投資。當主干光纜纖芯資源不足時，雖然GPON+XGPON模式TCO較Combo PON較低，但綜合考慮光纜建設難度和日常維護等情況，仍建議采用Combo PON模式改造。

5 結 論

從工程建設角度和工程投資角度對比分析新國標小區新建、非新國標小區新建、新國標小區改造以及非新國標小區改造4種場景的Combo PON建設模式與GPON+XGPON建設模式。新國標小區場景下，在均滿足業務接入的前提下遵循綜合對比、成本最優的原則，GPON+XGPON建設模式在工程建設周期及工程施工難度較Combo PON建設模式并無太大區別，在工程投資上低于Combo PON建設模式。在非新國標小區場景下，GPON+XGPON建設模式在工程建設周期和工程建設條件要高于Combo PON建設模式，且根據市場千兆用戶發展情況，項目達到穩定期需持續進行XGPON網絡的動態擴容。在工程投資上，GPON+XGPON建設模式在項目建設初期投資低于Combo PON建設模式，但項目到達穩定期后，XGPON網絡的動態擴容的總投資將高于Combo PON建設模式。