小区宽带千兆升级思路探究

韩良子

摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，世界各国正在经历着传统经济向数字经济的转型，信息通信技术（ICT）已成为政策制定者夯实可持续发展基础，增强国力的共同选择。促进ICT投资以及部署的六大使能技术包括宽带、数据中心、云、大数据、物联网和人工智能，预计将在2025年创造23万亿美元的数字经济价值。数字经济的全面爆发使得宽带网络的支撑能力日益凸显，宽带已成为当前经济和社会发展中不可或缺的战略性基础设施。

关键词：千兆;升级;GPON;EPON

引言

有线接入网络发展自低频电缆，经过技术迭代以及接入载体的全面提升，如今已迈入光纤到户的宽带PON网络时代，提供面向用户接入的速率也提升了近100倍。用户逐渐不再以基本带宽为主要消费对象的背景下，当提速降费成常态且运营商逐渐转型于内容提供商的大格局下，宽带接入速率、发展用户规模以及内容提供多样性需要相互协同、齐头并进，带宽存在的意义已经演变成为了满足更多价值载体的推送和内容交互。一些主流运营商已经开始掀起了以百兆为基础的PON网络向下一阶段千兆提速的浪潮。

1千兆宽带建设必要性

1）国家政策推动千兆宽带发展近年来，政府报告多次提及千兆小区建设，2019年全国工业和信息化工作会议要求重点工作部署“千兆接入、双G双提”。同年5月，国务院总理李克强在主持召开国务院常务会议时指出，进一步推进网络提速降费、增强网络基础能力，提出“把加快网络升级扩容作为扩大有效投资的重要着力点。今年实现光纤到户接入端口占比超过90%，在300个以上城市部署千兆宽带接入网络，推动固定和移动宽带迈入千兆时代”。2）高带宽业务加速千兆宽带商用进程以4K/8K视频业务、安防监控（高清、4K）、可视通讯、AR/VR为代表的视频内容业务已经进入井喷期，新增4K电视渗透率超过70%，4K已成为各运营商当前IPTV/OTT机顶盒的标配。随着AR/VR/MR的技术和应用逐步成熟，CloudVR也将逐步成为视频业务的发展趋势，产业界已经构建起了完整的端到端生态体系。

2小区宽带千兆升级思路探究

2.1演进方案的介绍

早期GPON向10G-GPON演进方案主要是WDM1r（单收波分复用器）方案。WDM1r方案的核心设备是WDM1r机框。WDM1r机框为无源设备，高度为3U，可支持16个WDM1r模块。此方案需同时部署GPON板卡、10G-GPON板卡和WDM1r机框。局端的GPON和10G-GPON信号先由WDM1r模块整合至同一根光纤内，再通过ODN（光分配网）到达用户侧，以实现GPON和10G-GPONONU在同一根光纤中的共存。因此，WDM1r方案会加速机房空间、OLT设备槽位空间消耗，还会增加光纤衰耗和故障点，运营商CAPEX（资本开支）和OPEX（运维开支）也随之提高。当下主流演进方案是ComboPON（双模无源光网络）方案。ComboPON方案将GPON光器件、10G-GPON光器件、WDM1r模块集成在一个光模块内，光模块集成度已能满足单PON板16个PON口的密度需求。同时支持GPON、XG-PON（非对称10G-GPON）的ComboPON板称为双模ComboPON板，同时支持GPON、XG-PON（非对称10G-GPON）、XGS-PON（对称10G-GPON）的Com-boPON板称为三模ComboPON板。ComboPON口带宽等于GPON和10G-GPON的带宽之和。由于GPON和10G-GPON上、下行波长相互独立，上、下行最大速率可达到11.25Gbit/s、12.5Gbit/s。

2.2运营商积极布局

中国电信：中国电信作为国内宽带第一大运营商，在千兆宽带建设方面处于领先地位，但存在着EPON区域千兆升级较快，GPON区域千兆升级缓慢的问题，导致GPON技术为主的区域千兆能力落后于友商，存在较大的竞争风险。对此，集团网发部发布了“10GPON网络部署要求”“千兆示范小区建设要求”“千兆网络利率要求”等相关指导意见，明确了10GPON建设方案和支持政策。针对200个重点城市推进10GPON网络建设，其中北京、上海等12个重点城市在2019年底实现城区综合业务接入局站10GPONOLT全覆盖，城市区域10GPON端口数量不低于现有E/GPON端口的10%。中国电信积极响应国家网络强国战略，加快落实政府工作报告中“关于提速降费，开展城市千兆宽带入户示范”的要求，大力推进10GPON网络建设，在重点城市形成规模千兆覆盖能力。在部署上，2018年10月，中国电信在上海向全球率先发布了全球千兆第一城。中国移动：中国移动2018年下半年系统性研究制定XG（S）-PON互通技术方案，并启动XG-PON网关集采互通测试。为了响应国家“提速降费”的政策，中国移动方面表示今年将会积极推进宽带网络设备建设及升级改造，确保全国70%的设备具备千兆能力，打造300个千兆城市，覆盖2亿潜在宽带用户。目前中国移动已经在多个城市开展千兆宽带业务，例如：2019年3月，上海移动宣布虹口区建成“全球双千兆第一区”，计划三年内实现所有小区的千兆覆盖，并且推出了对于千兆“新宽带”在使用保障方面承诺赔付的政策，保障用户在安装、使用、维修等阶段的便捷使用。中国联通：2018年中国联通启动了在互通条件下的10GPON设备集采测试工作，并配套制定了EPON和GPON分别演进到10GEPON和XG-PON的方案。中国联通网络技术研究院家庭互联网研究中心主任张沛在MWC19上海期间举办的千兆论坛上也介绍了联通10GPON解耦进展。“中国联通率先启动了10GPON芯片和终端解耦互通工作。经过半年的合作，联通与6个芯片合作伙伴完成了10GPON实验室芯片级解耦;同时联通与9个终端合作伙伴完成了XGPON和10GEPON千兆智能网关的互通测试工作。”

2.3用户承载规模的大小对升级割接时长的影响

本次升级时长是对网络升级成败与否的关键考察指标。本升级方式一般而言，决定升级时长的因素主要有上载数据大小、现场升级操作过程以及存量数据下发等主要环节。根据本次“双千兆”项目升级过程记录，单套OLT平均升级时长约为2h，且随着承载用户规模的不同，时长也存在差异。相关记录数据如图1所示。可见，当用户规模在500户、1000户、1500户和2000户以上时，存在不同的时长分布情况。500户以下时，基本维持在1h左右。在500～1000户范围内，升级时长约为2h。在1000～2000户范围内，升级时长在2～2.5h之间不等。在2000户以上时，基本保持2.5h。从整体上看，为一个阶跃式先递增后稳定的趋势。本文给出了一个4阶曲线拟合结果，能够通过此拟合结果初步估算OLT升级时长。

结语

新一代信息基础设施正成为全球价值链的驱动力，对促进经济、社会发展具有重大意义。加快建设千兆宽带网络是运营商提高竞争力的重要手段，同时应结合网络现状和业务需求，合理规划千兆宽带网络。

参考文献

[1]國家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会.GB/T37081-2018.接入网技术要求10Gbit/s以太网无源光网络（10GEPON）[S].北京：中国标准出版社，2018.

[2]中华人民共和国工业和信息化部.YD5206-2014宽带光纤接入工程设计规范[S].北京：北京邮电大学出版社，2014.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T51380-2019宽带光纤接入工程技术标准[S].北京：中国计划出版社，2019.