小區寬帶千兆升級思路探究

韓良子

摘要：在我國進入21世紀快速發展的新時期，世界各國正在經歷著傳統經濟向數字經濟的轉型，信息通信技術（ICT）已成為政策制定者夯實可持續發展基礎，增強國力的共同選擇。促進ICT投資以及部署的六大使能技術包括寬帶、數據中心、云、大數據、物聯網和人工智能，預計將在2025年創造23萬億美元的數字經濟價值。數字經濟的全面爆發使得寬帶網絡的支撐能力日益凸顯，寬帶已成為當前經濟和社會發展中不可或缺的戰略性基礎設施。

關鍵詞：千兆;升級;GPON;EPON

引言

有線接入網絡發展自低頻電纜，經過技術迭代以及接入載體的全面提升，如今已邁入光纖到戶的寬帶PON網絡時代，提供面向用戶接入的速率也提升了近100倍。用戶逐漸不再以基本帶寬為主要消費對象的背景下，當提速降費成常態且運營商逐漸轉型于內容提供商的大格局下，寬帶接入速率、發展用戶規模以及內容提供多樣性需要相互協同、齊頭并進，帶寬存在的意義已經演變成為了滿足更多價值載體的推送和內容交互。一些主流運營商已經開始掀起了以百兆為基礎的PON網絡向下一階段千兆提速的浪潮。

1千兆寬帶建設必要性

1）國家政策推動千兆寬帶發展近年來，政府報告多次提及千兆小區建設，2019年全國工業和信息化工作會議要求重點工作部署“千兆接入、雙G雙提”。同年5月，國務院總理李克強在主持召開國務院常務會議時指出，進一步推進網絡提速降費、增強網絡基礎能力，提出“把加快網絡升級擴容作為擴大有效投資的重要著力點。今年實現光纖到戶接入端口占比超過90%，在300個以上城市部署千兆寬帶接入網絡，推動固定和移動寬帶邁入千兆時代”。2）高帶寬業務加速千兆寬帶商用進程以4K/8K視頻業務、安防監控（高清、4K）、可視通訊、AR/VR為代表的視頻內容業務已經進入井噴期，新增4K電視滲透率超過70%，4K已成為各運營商當前IPTV/OTT機頂盒的標配。隨著AR/VR/MR的技術和應用逐步成熟，CloudVR也將逐步成為視頻業務的發展趨勢，產業界已經構建起了完整的端到端生態體系。

2小區寬帶千兆升級思路探究

2.1演進方案的介紹

早期GPON向10G-GPON演進方案主要是WDM1r（單收波分復用器）方案。WDM1r方案的核心設備是WDM1r機框。WDM1r機框為無源設備，高度為3U，可支持16個WDM1r模塊。此方案需同時部署GPON板卡、10G-GPON板卡和WDM1r機框。局端的GPON和10G-GPON信號先由WDM1r模塊整合至同一根光纖內，再通過ODN（光分配網）到達用戶側，以實現GPON和10G-GPONONU在同一根光纖中的共存。因此，WDM1r方案會加速機房空間、OLT設備槽位空間消耗，還會增加光纖衰耗和故障點，運營商CAPEX（資本開支）和OPEX（運維開支）也隨之提高。當下主流演進方案是ComboPON（雙模無源光網絡）方案。ComboPON方案將GPON光器件、10G-GPON光器件、WDM1r模塊集成在一個光模塊內，光模塊集成度已能滿足單PON板16個PON口的密度需求。同時支持GPON、XG-PON（非對稱10G-GPON）的ComboPON板稱為雙模ComboPON板，同時支持GPON、XG-PON（非對稱10G-GPON）、XGS-PON（對稱10G-GPON）的Com-boPON板稱為三模ComboPON板。ComboPON口帶寬等于GPON和10G-GPON的帶寬之和。由于GPON和10G-GPON上、下行波長相互獨立，上、下行最大速率可達到11.25Gbit/s、12.5Gbit/s。

2.2運營商積極布局

中國電信：中國電信作為國內寬帶第一大運營商，在千兆寬帶建設方面處于領先地位，但存在著EPON區域千兆升級較快，GPON區域千兆升級緩慢的問題，導致GPON技術為主的區域千兆能力落后于友商，存在較大的競爭風險。對此，集團網發部發布了“10GPON網絡部署要求”“千兆示范小區建設要求”“千兆網絡利率要求”等相關指導意見，明確了10GPON建設方案和支持政策。針對200個重點城市推進10GPON網絡建設，其中北京、上海等12個重點城市在2019年底實現城區綜合業務接入局站10GPONOLT全覆蓋，城市區域10GPON端口數量不低于現有E/GPON端口的10%。中國電信積極響應國家網絡強國戰略，加快落實政府工作報告中“關于提速降費，開展城市千兆寬帶入戶示范”的要求，大力推進10GPON網絡建設，在重點城市形成規模千兆覆蓋能力。在部署上，2018年10月，中國電信在上海向全球率先發布了全球千兆第一城。中國移動：中國移動2018年下半年系統性研究制定XG（S）-PON互通技術方案，并啟動XG-PON網關集采互通測試。為了響應國家“提速降費”的政策，中國移動方面表示今年將會積極推進寬帶網絡設備建設及升級改造，確保全國70%的設備具備千兆能力，打造300個千兆城市，覆蓋2億潛在寬帶用戶。目前中國移動已經在多個城市開展千兆寬帶業務，例如：2019年3月，上海移動宣布虹口區建成“全球雙千兆第一區”，計劃三年內實現所有小區的千兆覆蓋，并且推出了對于千兆“新寬帶”在使用保障方面承諾賠付的政策，保障用戶在安裝、使用、維修等階段的便捷使用。中國聯通：2018年中國聯通啟動了在互通條件下的10GPON設備集采測試工作，并配套制定了EPON和GPON分別演進到10GEPON和XG-PON的方案。中國聯通網絡技術研究院家庭互聯網研究中心主任張沛在MWC19上海期間舉辦的千兆論壇上也介紹了聯通10GPON解耦進展。“中國聯通率先啟動了10GPON芯片和終端解耦互通工作。經過半年的合作，聯通與6個芯片合作伙伴完成了10GPON實驗室芯片級解耦;同時聯通與9個終端合作伙伴完成了XGPON和10GEPON千兆智能網關的互通測試工作。”

2.3用戶承載規模的大小對升級割接時長的影響

本次升級時長是對網絡升級成敗與否的關鍵考察指標。本升級方式一般而言，決定升級時長的因素主要有上載數據大小、現場升級操作過程以及存量數據下發等主要環節。根據本次“雙千兆”項目升級過程記錄，單套OLT平均升級時長約為2h，且隨著承載用戶規模的不同，時長也存在差異。相關記錄數據如圖1所示。可見，當用戶規模在500戶、1000戶、1500戶和2000戶以上時，存在不同的時長分布情況。500戶以下時，基本維持在1h左右。在500～1000戶范圍內，升級時長約為2h。在1000～2000戶范圍內，升級時長在2～2.5h之間不等。在2000戶以上時，基本保持2.5h。從整體上看，為一個階躍式先遞增后穩定的趨勢。本文給出了一個4階曲線擬合結果，能夠通過此擬合結果初步估算OLT升級時長。

結語

新一代信息基礎設施正成為全球價值鏈的驅動力，對促進經濟、社會發展具有重大意義。加快建設千兆寬帶網絡是運營商提高競爭力的重要手段，同時應結合網絡現狀和業務需求，合理規劃千兆寬帶網絡。

參考文獻

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