基于PTN 匯聚設備解決連片山區OLT上聯組網策略研究

［白龍飛 薛其林 孫磊 高恩廣 崔超］

1 引言

近幾年，中國移動在個人toC 和政企toB 市場不斷深耕，面對家庭客戶數字化、智能化需求日趨旺盛，面向智慧家庭的toH 市場也在重點布局。PON 網絡依然是智慧家庭、數字家庭發展的重要支撐。但連片山區、偏遠地區受制于經濟發展和網絡配置不均衡等因素影響，網絡承載能力相對不足，隨著鄉村振興戰略的不斷推進，直播帶貨、網絡營銷對網絡的需求不斷增加，PON網絡急需優化提升，特別是網絡安全需要進一步優化。本文將通過對連片山區OLT 上行建設模式進行分類分析，提出一種基于PTN 匯聚設備的上聯解決方案，為建設單位及運營商提供更好的建設思路及方案參考。

2 連片山區有線寬帶接入架構

2.1 有線寬帶總體接入架構

有線寬帶接入指用戶網絡接口與相關的業務節點接口之間，全程以光纖作為傳輸媒質，或者以光纖作為主干傳輸媒質、以金屬線或者無線作為用戶末端傳輸媒質的一種接入承載方式。有線寬帶接入包括FTTH（fiber to the home，光纖到戶）、FTTO（fiber to the office，光纖到辦公室）、FTTB/C（fiber to the building/curb，光纖到大樓/路邊）、FTTCab（fiber to the cabinet，光纖到交換箱）等典型應用類型，通稱為FTTx[1]。有線寬帶接入網基本概念如圖1 所示。

圖1 有線寬帶接入網基本概念

有線寬帶接入主要以PON（passive optical network，無源光纖網絡）技術承載，分為EPON（ethernet passive optical network，以太無源光網絡）和GPON（gigabit passive optical network，吉比特無源光網絡）兩種方式。目前多采用GPON 方式作為技術承載。有線寬帶接入網主要由OLT（光線路終端）、ODN（光分配網）、ONU/ONT（光網絡單元）等組成。有線接入網光纜分為主干接入光纜、末端接入光纜和引入光纜[2]。

2.2 連片山區有線寬帶接入光纜網結構

連片山區寬帶業務接入較為分散，用戶不集中，隨著經濟發展和網絡建設的深入推進，為保障客戶的帶寬，提升客戶感知，OLT 設備從建網初期主要集中在鄉鎮，轉變為向客戶較為集中區域進一步延伸。由于連片山區，村莊集中度相較于平原地區過于稀疏，光纜路由也受制于山脈走向，施工、維護難度和成本均較高。其有線寬帶接入光纜網結構如圖2 所示。

圖2 連片山區寬帶接入光纜網結構（示意）

3 基于PTN 匯聚設備的OLT 上聯組網策略

3.1 場景特點及現有方案問題分析

OLT 上聯方式一般分為兩種：連接匯聚交換機再上聯BRAS 或直連BRAS，上行一般選擇兩條物理路由，分別上聯兩個不同的BRAS。針對以上上聯方式，傳輸一般提供裸光纖或波分方式，但連片山區受路由影響極為明顯，針對于已下沉客戶相對集中區域的OLT 而言，上行至BRAS 路由，主要有如下幾個方面的問題。

（1）雙路由上聯條件受地形因素影響往往不具備，單路由情況較為普遍。

（2）光纜路由安全問題突出，特別是雨季山區極易因暴雨引起的山洪、泥石流、滑坡等情況造成光纜受損，導致服務中斷。

（3）縣-鄉波分波道和端口配置與不斷下沉的OLT需求矛盾越發突出，部分區域承載能力明顯不足，擴容投資較大。

（4）連片山區距離城區一般較遠，裸光纖上聯路徑較長，鋪設成本較高，纖芯資源利用率需進一步提升。

3.2 基于PTN 匯聚設備的OLT 上聯組網策略

OTN 和裸纖方案仍然是OLT 上聯的主要方式，但在連片山區，環境因素和投資效益，對推進OLT 下沉提高用戶感知以及PON 網絡安全性都造成了一定影響，本文提出的基于PTN 匯聚設備的上聯方案，主要解決投資效益與客戶感知和網絡安全的矛盾問題。

近幾年PTN 設備更新換代的頻率不斷加快，部分匯聚層PTN 設備已完成了歷史使命，存在空載、輕載、封存等情況，設備本身的性能雖不能滿足4G/5G 基站、大顆粒政企業務需求，但在連片山區，利用PTN 網絡的基本特性，將因升級換代而退網的匯聚層PTN 設備的子架、板卡、光模塊等資源，創新性的利舊應用到偏遠山區的OLT 設備上行鏈路擴容等場景中，為OLT 提供上聯GE端口,提供環網保護,依然可以發揮巨大作用。該方法具有整合已有傳輸資源，提高資源使用效率，低成本滿足業務發展需求的優勢。

該方案可充分發揮PTN 網絡特有的MSTP 及TUNNEL保護機制優勢，使OLT 上行鏈路得到PTN 網絡提供的主備1:1 保護，加強了OLT 上行鏈路的安全性，提升了用戶感知，如圖3 所示。

圖3 PTN 匯聚設備承載OLT 上聯技術原理圖

3.3 案例

本案例位于某地南部山區的A 機房、B 機房內OLT設備，承載用戶較少，上行帶寬為GE，改造前為裸光纖單路由上聯至Z 機房匯聚交換機。OLT 上行鏈路無保護，經過架空桿路長距離傳輸。多次因市政施工、自然災害導致OLT 上行阻斷，嚴重影響客戶感知。后期因業務發展，周邊村鎮陸續下沉OLT 設備，已有光纜線路無法滿足新增OLT 設備上行需求，若擴容建設光纜線路資源，投資約為73 萬元。

為解決位于某地南部山區的OLT 設備上聯問題，依照本策略，分別在A、B、C 三處機房內利舊原有退網的PTN 匯聚設備，組建OLT 專用環路，如圖4 所示。A 內的PTN 匯聚設備將周邊多個Ge 顆粒的OLT 上行業務收斂為大顆粒業務，只用2 條光纜纖芯便回傳至Z 機房匯聚交換機，從而實現了減少了纖芯使用量，避免了低回報的成本投入。

圖4 案例網絡結構示意圖

同時，改造完成后OLT 設備的上聯鏈路也具備了PTN 網絡依托于環形組網而提供的1:1的保護功能，即若C 機房至B 機房的設備間光纜中斷，PTN 網絡可將業務倒換至備用路由，通過A 機房將垛莊的OLT 上行業務轉發至Z 機房匯聚交換機，OLT 上行鏈路不會因為一處光纜中斷而導致業務阻斷。

本案例共擴容PTN 匯聚設備子架：3 架、擴容單板：24 塊、擴容GE 鏈路：23 個，由于全部為利舊，與兩種傳統方案擴容對比節約成本240 萬人民幣。

4 總結

該方案主要將現有退網設備與網絡實際需求進行結合，對現有資源進行了充分挖掘，支撐了連片山區有線寬帶網絡的質量提升，改善用戶感知起到了良好的作用。

但由于本方案中PTN 匯聚設備需要雙路由上行，對于最末端OLT 仍不能全程解決路由安全問題，需要不斷優化路由結構，加大設備覆蓋力度，逐步減少連片山區OLT 上聯路由保護問題。