有线宽带FTTB场景升级改造方案研究

（中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司，济南 250101）

有线宽带FTTB场景升级改造方案研究

王东，徐正国

（中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司，济南 250101）

随着高清网络电视、4K、3D视频等新兴业务的发展，用户对接入带宽的需求越来越高。山东移动有线宽带客户覆盖主要以FTTH模式为主，FTTB模式为辅。现网采用FTTH建设的家宽，OLT下行至用户可满足带宽升级到100 Mbit/s要求。部分FTTB模式覆盖的用户，单PON口下挂多口的ONU台数较多，带宽不能满足50 Mbit/s以上的接入需求。本文分析了3种FTTB模式升级改造的方案：降低分光比、升级10 GPON和改造为FTTH。3种方式各有优缺点，工程实施中应根据覆盖信息点的情况，采用适合的方式升级改造。

GPON；FTTB；升级改造

1 引言

无源光网络（PON，Passive Optical Network）是点到多点的光纤接入技术，以其适合汇聚多用户，承载数据业务效率高、容量大、传输距离长等特点在运营商有线接入中得到广泛应用[1，2]。根据光纤到达位置和ONU部署位置的不同，PON部署方式主要分为FTTB(光纤到楼宇)、FTTH/O(光纤到家庭用户/办公室) 等几种典型应用方式。山东移动有线宽带客户覆盖主要以FTTH模式为主，FTTB模式为辅。

随着高速上网、高清网络电视、4K、家庭监控、3D视频等高流量业务的发展，家庭宽带业务正向信息娱乐以及数字化生活服务等领域转型，用户对接入带宽的需求也随之越来越高[1]。现网采用FTTH建设的家宽，OLT下行至用户可满足带宽升级到100 Mbit/s要求。部分站点采用FTTB模式建设，单PON口下挂多口的ONU台数较多，带宽不能满足50 Mbit/s以上的业务，未来带宽提升的空间很小，需要进行扩容改造。本文研究了3种FTTB场景的升级改造方案：降低分光比、升级10 GPON方案、改造为FTTH。3种方式各有优缺点，工程实施中要根据覆盖信息点的情况，采用适合的方式升级改造。

2 GPON用户下行接入带宽测算

公式（1）为OLT下行可提供带宽测算公式：

由式（1）可以看出，OLT下行至用户的带宽主要取决于单PON带宽、单PON口接入用户数和接入率。单PON口有效下行带宽2.3 Gbit/s。

建设过程中，FTTH模式下，每个PON口最多带64个用户。当用户上网行为的并发比取定为50%由式（1）可得：端口占用率为100%，可提供单用户下行带宽72 Mbit/s；端口占用率为50%，可提供单用户下行带宽144 Mbit/s；端口占用率为30%，可提供单用户下行带宽240 Mbit/s；端口占用率为20%；可提供单用户下行带宽359 Mbit/s。因此，现网采用FTTH建设的家宽， OLT下行至用户可满足带宽升级到100 Mbit/s要求，用户可充分享受标清/高清电视、高速上网和4K业务等高带宽家宽业务。

FTTB场景站点一般是城区小区或商务楼宇，建设于2003-2009年间，开发商或运营商（电信、联通）采用FTTx+LAN方式覆盖，在每栋楼宇弱电间或楼梯间已经安装网络箱，从网络箱已经预埋双绞线入户，后期装维无法布放皮线光缆，只能利旧原有双绞线缆入户的场景，采用FTTB方式覆盖建设。

FTTB模式下，单PON口下挂用户数以及用户的接入带宽主要取决于ONU端口数、分光比以及用户上网行为的并发比。FTTB场景采用一级分光方式，每户签约带宽按照50 Mbit/s取定，并发比为50%。

按照上述测算，用户签约50 Mbit/s带宽时，每个PON口下可接入最大用户数188，即ONU端口数与分光器端口之积不超过188。当ONU端口数与分光器端口之积超过188时，无法为用户提供50 Mbit/s的接入带宽。

图1 降低分光比方案

3 FTTB场景升级改造方案

3.1 降低分光比方案

如图1所示已建高层FTTB场景，每个单元为16口以上ONU，小区光交中为1×16分光器。因ONU端口数与分光器之积大于188，不能满足带宽提速目标，需要扩容改造。本方案将原来光缆交接箱中1×16分光器替换为多台1×8分光器。

该方案特点是快速简单，但需要新增本次降低分光比后分光器上联PON口的光缆纤芯。因此采用本扩容方案为如下两种条件场景：

（1） 原有上联OLT主干光缆纤芯完全满足本次降低分光比后分光器上联需求；

（2） 原有上联OLT主干光缆纤芯不足，但原有管线路由距离OLT机房较近，可以新敷设上联主干光缆。

3.2 升级10G PON方案

如图2所示FTTB高层场景，每个单元ONU台数较多，上联主干光缆及ODN、入户线缆和用户终端无需变动，将OLT设备原有PON单板更换为10 GPON单板，或新增10 GPON单板，楼道ONU设备通过更换10 GPON的ONU设备，改造为10 GPON接入。

图2 升级10 GPON方案

该方案相对比较简单，适应PON网络技术演进方向，主要扩容OLT侧10 GPON板和楼道侧ONU，完全利旧原有ODN光缆，使用该方案前提条件是：

（1） 原有配线剩余纤芯不充足，包括正在使用的光缆仅剩1～2芯，新敷设光缆比较困难，改造FTTH成本较大。

（2） 在城区密集区域，OLT覆盖承载用户超过1 200户的站点，改造FTTH占用PON口较多的小区。

3.3 FTTB改造为FTTH方案

FTTH分光方式根据单元楼宇内住户数，确定二级分光组合，对于原来网络箱覆盖12户以下的楼宇，采用1×16+1×4组合，一级分光器使用1×16分光器，二级分光器使用1×4；网络箱覆盖12户以上，24户以下场景，采用1×8+1×8组合；覆盖24户以上的场景，采用1×4+1×16组合，一级分光器采用1×4，二级分光器采用1×16。

FTTB改造FTTH方案，在小区站点光交内原来分光器改造为FTTH一级分光器（根据上述组合方式），在原来网络箱内新增法兰和二级分光器。因为改造FTTH方案增加分纤点，更换ONT终端，涉及PON口、分光器和熔纤等施工工艺，每一项改造工作难度较大，所以改造FTTH方案必须适合如下两种条件：

（1） 全链路损耗在30 dB范围内，最大分光比可采用64；

（2） 尽量减少重新敷设光缆，即使每单元网络箱的备用纤芯充足，有剩余纤芯插接分光器，最好还剩1芯维护备用，另一级分光器上联至OLT纤芯充足，无需扩容。

3.4 方案小结

FTTB升级扩容3种方案，各有各特点，要根据所覆盖信息点的情况，具体问题具体分析，这样改造难度相对较小，选用方案原则如表1所示。

表1 FTTB场景改造方案选择条件

4 结束语

随着高速上网、高清网络电视、4K、家庭监控、3D视频等高流量业务的发展，用户对接入带宽的需求也随之越来越高。山东移动有线宽带客户覆盖主要以FTTH模式为主，FTTB为辅。现网采用FTTH建设的家宽，OLT下行至用户可满足带宽升级到100 Mbit/s要求。部分站点采用FTTB模式建设，单PON口下挂多口的ONU台数较多，带宽不能满足20 Mbit/s以上的业务，未来带宽提升的空间很小，需要进行扩容改造。本文研究了3种FTTB场景的升级改造方案：降低分光比、升级10 GPON方案、改造为FTTH。降低分光比方案特点是快速简单，但需要新增本次降低分光比后分光器上联PON口的光缆纤芯；升级10 GPON方案相对简单，适应PON网络技术演进方法，对现网改造较少；改造为FTTH方案改造难度大。3种方式各有优缺点，工程实施中要根据覆盖信息点的情况，采用适合的方式升级改造。本文所提策略能够有效指导运营商在面对用户流量高增长的形势下及时调整FTTB模式的接入网结构，为用户提供更好的网络体验。

[1] 王东. 面向高流量家宽业务的接入网演进策略研究[J].电信工程技术与标准化， 2016(3).

[2] 陈雪. 无源光网络技术[M]. 北京： 北京邮电大学出版社，2007.

Research on the evolutional strategy of fiber to the building access network

WANG Dong, XU Zheng-guo
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Shandong Branch, Ji'nan 250101, China)

With the development of high-definition TV, 4K, 3D video and other high traffic services, the access bandwidth demand increase day by day. Gigabit Passive Optical Network (GPON) with fiber to the home(FTTH) and fiber to the building(FTTB) mode is widely utilized in wired access network. GPON with FTTH mode can provide 100Mbit/s bandwidth. FTTB users which linked to one PON port with more than 188 product of ONU port and splitter port cannot meet 50Mbit/s bandwidth. Three evolutional strategies of FTTB access network are analyzed in this paper. Each of the three strategies has its advantages and disadvantages. The implementation of those upgrade strategies should be based on the coverage situation of information point and appropriate ways.

GPON; fiber to the building; evolution strategies

TN915

A

1008-5599（2017）03-0020-04

2016-11-04