王東，竇永坦，陳亞輝

(1 中國移動通信集團設(shè)計院有限公司山東分公司，濟南 250101；2 中國移動通信集團山東有限公司，濟南 250001)

1 引言

隨著高速上網(wǎng)、高清網(wǎng)絡(luò)電視(HDTV) /標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)、可視電話業(yè)務(wù)、家庭監(jiān)控、3D視頻等業(yè)務(wù)的發(fā)展，家庭寬帶業(yè)務(wù)正向信息娛樂以及數(shù)字化生活服務(wù)等領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，其對帶寬的需求也越來越高。PON（Passive Optical Network，無源光網(wǎng)絡(luò)）是點到多點的光纖接入技術(shù)，能夠為用戶提供高速的帶寬享受[1-2]。目前GPON已在山東廣泛部署。隨著家庭寬帶、皮飛站以及集團客戶業(yè)務(wù)的大力發(fā)展，GPON已無法滿足未來用戶的接入需求（國家寬帶戰(zhàn)略要求：2016-2020年50%的城市家庭用戶達到100 Mbit/s，發(fā)達城市部分家庭用戶可達1 Gbit/s）。XG-PON能夠提供更高的接入速率，支持更大的分路比，覆蓋更多的用戶，是運營商實現(xiàn)寬帶接入提速的熱門技術(shù)。

2 OLT上下行帶寬能力測算

山東移動主要采用GPON技術(shù)，高起點地建設(shè)PON接入網(wǎng)。部署方式以FTTH為主，F(xiàn)TTB＋LAN為輔。有線寬帶、集團客戶、無線基站（皮飛站）通過綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的一二級分纖點最終匯聚到OLT，完成用戶的最后一公里接入。目前全省的OLT主要是GPON級別，XG-PON還處于試點狀態(tài)。分析OLT上下行帶寬能力能夠有效指導(dǎo)運營商何時對網(wǎng)絡(luò)進行升級調(diào)整，為用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)體驗。

山東移動現(xiàn)網(wǎng)家庭寬帶主要采用GPON FTTH方式建設(shè)，每個PON口最多帶64個用戶。公式（1）為OLT下行可提供帶寬測算公式：

由式（1）可以看出，OLT下行至用戶的帶寬主要取決于單PON帶寬、單PON口接入用戶數(shù)和接入率。并發(fā)比：可根據(jù)不同地區(qū)、不同客戶群實際情況進行設(shè)定，可取50%。

表1 現(xiàn)網(wǎng)OLT下行帶寬能力測算

表2 現(xiàn)網(wǎng)OLT上聯(lián)帶寬能力測算

由表1可看出，現(xiàn)網(wǎng)采用FTTH建設(shè)的家寬，OLT下行至用戶可滿足帶寬升級到100 Mbit/s要求，用戶可充分享受高清電視、4 K和高速上網(wǎng)等常見家寬業(yè)務(wù)。對于XG-PON而言，當(dāng)用戶端口占用率較低時，用戶可享受到千兆帶寬接入。

隨著用戶接入帶寬需求的逐步增高，可通過控制單PON口接入用戶數(shù)解決下行帶寬需求：單PON口下掛用戶數(shù)可由64逐步調(diào)整為32。為了滿足更高的接入帶寬需求，可將現(xiàn)有的GE-OLT升級為10GE-OLT。這樣可在不調(diào)整ODN網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提高接近10倍的接入帶寬。

對OLT上聯(lián)的帶寬測算，需要考慮該OLT所有PON口所帶的全部用戶產(chǎn)生的流量。

并發(fā)比：可根據(jù)不同地區(qū)、不同客戶群實際情況進行設(shè)定，可取50%；流量占空比：根據(jù)實測值確定，沒有實測時可按50%考慮；帶寬冗余系數(shù)：一般OLT上聯(lián)可取70%；集團客戶的互聯(lián)網(wǎng)專線可作為50 Mbit/s或100 Mbit/s的家寬用戶測算。無線皮飛站可作為60 Mbit/s家寬用戶測算?？紤]P2P文件傳輸、4K點播等業(yè)務(wù)發(fā)展，以未來用戶的平均上行帶寬逐步增長到1.34 Mbit/s、2 Mbit/s和5 Mbit/s作為測算模型，單臺OLT所能承載的最大用戶數(shù)測算如表2所示。

如表2中所示，隨著接入用戶數(shù)的增長，需要的OLT上聯(lián)端口也逐步增多。由表2中可以看出，當(dāng)OLT剛?cè)刖W(wǎng)時，由于接入用戶數(shù)較少，可配置2×GE上聯(lián)。當(dāng)上聯(lián)帶寬利用率超過70%時，可擴容為4×GE上聯(lián)帶寬。若OLT上聯(lián)帶寬流量超過4 Gbit/s，建議OLT 2×10 Gbit/s直接上聯(lián)CMMet城域網(wǎng)BRAS/SR?；谝陨戏治觯\營商可根據(jù)不同上聯(lián)帶寬的最大承載用戶數(shù)結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)OLT下掛的用戶數(shù)，及時升級調(diào)整OLT的上聯(lián)帶寬，保證用戶的接入體驗。

在現(xiàn)網(wǎng)中，除了增加OLT上聯(lián)端口的方式還有裂化OLT的方式也可滿足用戶日益增長的上聯(lián)帶寬需求。具體在現(xiàn)網(wǎng)中采用哪種方式來實現(xiàn)OLT的上聯(lián)演進，要依據(jù)該OLT所在小區(qū)的信息來分析制定。

(1) 在原OLT機房內(nèi)堆疊1套OLT設(shè)備（上聯(lián)端口速率為GE）。適用場景：區(qū)域內(nèi)未來業(yè)務(wù)發(fā)展有限，增加的OLT設(shè)備（GE上聯(lián)端口）能夠滿足該區(qū)域未來幾年發(fā)展需求；原OLT設(shè)備槽位利用率高（50%以上），PON口利用率較高（如80%以上，保證已配置PON口得到充分使用）；機房空間、電源、光纜資源充足，能夠滿足新增設(shè)備配套條件。

(2) 原OLT設(shè)備更換10GE上聯(lián)板。適用場景：現(xiàn)有機房資源緊張，不具備新增設(shè)備配套條件（充分條件）；原OLT設(shè)備PON口利用率和槽位利用率均較低（上聯(lián)帶寬擴容使PON口資源能夠得到充分利用）。

(3) 在原OLT機房內(nèi)堆疊1套OLT設(shè)備（上聯(lián)端口速率為10 GE）。適用場景：區(qū)域內(nèi)未來業(yè)務(wù)發(fā)展空間大，增加4×GE的上聯(lián)帶寬仍無法滿足未來幾年業(yè)務(wù)需求；原OLT設(shè)備PON口使用率和槽位利用率較高（若在原設(shè)備更換10GE上聯(lián)板，PON口資源將會成為瓶頸）；機房空間、電源、光纜資源充足，能夠滿足新增設(shè)備配套條件。

(4) 將原OLT管轄區(qū)域裂化，新增OLT設(shè)備下沉至新選機房。適用場景：未來業(yè)務(wù)發(fā)展空間大且區(qū)域集中度高；具備OLT下沉的機房、光纜、供電等條件。

3 XG-PON網(wǎng)絡(luò)部署策略

相對于GPON來說，XG-PON可以為用戶提供非對稱（上行2.5 Gbit/s，下行10 Gbit/s）和對稱（上下行10 Gbit/s）兩種接入體驗，其最大分光比可達1:256。GPON與XG-PON的上下行波長在頻譜上沒有交集，能夠最大程度的保證各自的獨立性，有利于滿足不同速率業(yè)務(wù)的開通及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)維護，可以保證最大的帶寬利用率，避免混合部署時造成的光功率浪費?，F(xiàn)有GPON已具備向XG-PON平滑演進的能力，ODN網(wǎng)絡(luò)可重用。XG-PON的部署方式主要分為獨立部署和混合部署兩種。

XG-PON和GPON獨立部署模式是指在同一ODN網(wǎng)絡(luò)下的用戶只有GPON或XG-PON一種速率的ONU，即XG-PON業(yè)務(wù)單板接入XG-PON ONU/ODN單獨組網(wǎng)。這種部署模式適用于XG-PON網(wǎng)絡(luò)新建場景。獨立部署模式中XG-PON采用獨立的纖芯開通系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，實施方便、安全，不對其他ONU接入用戶造成影響，當(dāng)具備光纖資源余量時，應(yīng)優(yōu)先選擇該部署方式部署XG-PON網(wǎng)絡(luò)。

XG-PON和GPON混合組網(wǎng)模式針對原有GPON接入用戶的場景，考慮近期高端用戶接入帶寬增長需求，ODN網(wǎng)絡(luò)可重用，只需要增加WDM1r部件，將XGPON和原來的GPON信號合波共存?；旌喜渴鹉Ｊ街袠I(yè)務(wù)開通及網(wǎng)絡(luò)維護的復(fù)雜性相對較高，對原有系統(tǒng)及用戶造成一定的負(fù)面影響，不建議采用，僅當(dāng)ODN網(wǎng)絡(luò)中沒有空余纖芯資源、且難以重新布放接入光纜時采用。

4 結(jié)束語

XG-PON能夠提供更高的接入速率，支持更大的分路比，覆蓋更多的用戶，是運營商實現(xiàn)寬帶接入提速的熱門技術(shù)。面向全業(yè)務(wù)接入的XG-PON網(wǎng)絡(luò)部署策略研究迫在眉睫。針對接入網(wǎng)需求的變化，本文測算了GPON和XG-PON網(wǎng)絡(luò)的上下行承載能力。運營商可根據(jù)測算結(jié)果結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)OLT下掛的用戶數(shù)，及時升級調(diào)整OLT的上聯(lián)帶寬，保證用戶的接入體驗。

參考文獻

[1] 王東. 面向高流量家寬業(yè)務(wù)的接入網(wǎng)演進策略研究[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化, 2016,3:39-43.

[2] ITU-T G.987.1. 10 Gigabit-Capable Passive Optical Network (XGPON) General Requirements[S]. 2009.

[3] ITU-T G.987.2. 10-Gigabit-Capable Passive Optical Networks (XGPON): Physical Media Dependent (PMD) Layer Specification (for consent)[S].2009.

[4] ITU-T G.987.3. XG-PON Transmission Convergence Layer Specification[S]. 2009.