广电光纤入户技术规划建议

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广电光纤入户技术规划建议

随着网络视频应用的的爆发式增长及国家“宽带中国”战略的实施，满足用户高带宽的接入，是每一个网络运营商的基本任务。在国家政策层面上住建部和工信部已联合发文，对于新建小区，必须采用光纤到户的接入方式，否则不予验收。而三大电信运营商也在2010年先后实施光纤入户工程，电信在近期也推出了“100M”光网城市入户产品。选择光纤入户建设接入网是公司满足用户需求及国家政策的必然选择。结合公司现有网络的特点，实施光纤入户建议主要从以下几个方面来考虑。

一、    入户技术线路及规划

    实施光纤入户主要是解决用户高带宽接入，而广电网络必须要考虑CATV业务与数据业务的同时传输。在现有技术模式下，作为广电网络公司有三种技术线路可供选择。其一是单纤三波方式；其二是双纤三波方式；其三是双纤+同轴共缆方式。

    1、单纤三波方式

单纤三波方式光纤到户，以1550nm光传输系统为下行单向传送数字电视业务；以1310nm和1490nm光传输系统进行双向数据业务的开通。

                              

    2、双纤三波方式

双纤三波方式光纤到户（FTTH);以1550nm光传输系统作为下行单向传送广电节目和视频业务的主要手段；用1310nm和1490nm光传输系统进行双向数据业务的开通。

  

     3、双纤+同轴共缆方式

     采用双纤皮线光缆与-5同轴电缆共缆方式入户。-5同轴电缆沿用现有1310光电混合传输体系传输CATV信号。采用一纤光纤用1310nm和1490nm光传输系统进行双向数据业务的开通。CATV1310光电混合传输体系光站设在单元或楼栋内，覆盖用户在100户以内，光站以下接集中分配器为无源传输。

   

采用单纤三波或双纤三波方式均需对现有CATV光传输体系进行改造，采用1550光传输体系。不考虑1550光发射机的情况下，每台EDFA（20dbm）大约覆盖200户左右，每户需增加一台低功率光接收机。因CATV业务为公司主要业务，必须保证全覆盖，且入户率较高。1550光传输直接入户体系与原1310光电缆混合传输体系相比成本太高，且无助于提高用户入户带宽。基于以上考虑，建议公司选择双纤+同轴共缆方式实施入户布线。一是现阶段可以沿用1310光电混合传输体系，降低CATV入户成本，适用现有射频维护体系。二是双纤入户可以适应将来技术演进，保护投资。

二、    数据光接入技术选择

光纤入户数据光接入技术（PON）的主流技术标准有两个，其中一个是由ITU/FSAN制定的Gigabit PON(GPON)标准，另一个是由IEEE 802.3ah工作组制定的Ethernet PON(EPON)标准。两项标准的比较：

1、技术指标比较

    

性能

      

GPON

      

EPON

  
    

下行线路速率(Mbit/s)

      

1244/2488

      

1250

  
    

上行线路速率(Mbit/s)

      

155/622/1244/2488

      

1250

  
    

以太网传送效率

      

上行93%，下行94%

      

上行61%，下行73%

  
    

分光比

      

1：64最大支持128

      

1：32 最大支持64

  
    

最大传输距离(km)

      

60

      

20

  
    

TDM支持能力

      

TDM over ATM或Packet

      

TDM over Ethernet

  
    

安全性

      

支持高级封装标准(AES)

      

未定义

  
    

管理（OAM）

      

提供标准ONT管理控制标准

      

以太（可选SNMP）

  

GPON和EPON的技术差别很小。两者的区别主要是接口，其交换、网元管理、用户管理都是类似、甚至相同的。比较而言，GPON在多业务承载、全业务运营上更有优势，这主要是由于GPON标准是FSAN组织制定的，而FSAN是运营商主导的。

2、成本因素比较

在芯片方面，EPON继承了以太网“简单即是美”的优良传统，尽量只做最小的改动来提供增加的功能。EPON从技术角度“进入门槛”很低，容易吸引大批厂商加入EPON产业联盟。GPON芯片功能比较复杂，需要全新设计封装格式，GPON芯片厂商数量太少，芯片价格也难以下降。在这方面，ATM就是一个前车之鉴。

在光模块方面，由于GPON的光模块要满足很高的突发同步指标，对模块中的驱动和前后放大器芯片的要求很高；还要满足三类ODN的功率预算，对ONU发射机功率和OLT接收机的灵敏度也有很高要求，只能采用DFB发射机和APD的接收机，而它们的成本较高。

从技术上看，EPON设计原则就是以牺牲性能（如带宽、速度）来降低技术复杂度和实现难度，从而可以较好地控制初期成本。从技术适应场景看，EPON技术比较适合互联网接入的应用类型。

3、多业务和安全性比较

GPON标准由FSAN组织制定，ITU-T颁布。FSAN（Full Service Access Networks，全业务接入网）联盟是由运营商主导的光接入标准论坛，其成员主要是网络运营商、设备制造商以及作为观察员的业内资深专家，GPON技术提供语音、数据和视频等三网融合业务能力，GPON是由运营商推动建立的标准，对带宽、业务承载、管理和维护等考虑得更多。GPON拥有比EPON更高的带宽，覆盖范围更广，可以承载更多的业务种类，更完善的操作维护功能。由于考虑了较多的高等级业务支持，初期成本较高。从技术适应场景看，GPON技术比较适合全业务运营和三网融合的应用类型。GPON能够提供较高的带宽效率，具有传输时钟等能力，并且能够在网络运维以及网络综合管理等方面满足运营商更高的要求。

目前,电信、联通采用GPON、EPON混合组网方式，移动采用GPON方式为主。考虑到GPON支持的带宽较高,适合多业务运营，节约光纤资源等因素建议采用GPON技术建设。

三、    分光的考虑

   光纤入户的分光设计是工程设计过程中必须考虑的问题，主流的设计分为一级分光模式和二级分光模式。

一级分光就是在PON口下直接分光，这样分光一个PON口只能接一个分光器。二级分光是在PON第一次分光后再进行一次分光，这样一个PON下可以接多个分光器。
    一级分光方式由于只能接一个分光器，所以在选用分光器时一般是1：32和1：64，且多数安装于光交内，如果小区内无光交时还需增加光交，在布线时光交至分纤箱这段的光缆芯数也会很大，且根数多。
     二级分光方式在一级分光点一般选用1：16和1：8，二级分光点用1：4和1：8，二级分光一般安装于靠进用户的地方，如单元楼道内。这样一级分光点至二级分光点的光缆芯数会减少（1个二级分光点一般2芯就够了，最多不会超过4芯），这样的话在一级分光点可以不采用光交，而是安装于分光分纤箱内（1个32芯分光分纤箱最多可以带16个二级分光点）。
     以上从投资的角度来说，二级分光方式成本更低，但也有弊处。
其一是一级分光由于是分光器集中安装，所以在有用户需要装机时，才会使用1口，一直到装完64户或32户才会再增加分光器，而二级分光方式由于二级分光点多为分散设置，这样会照成1：64的分光中只有30户在用的情况，因为不可能每家都装宽带，所以相比之下，二级分光方式在PON利用率上远不如一级分光，且占用PON口会很多。其二是从分光中很显然能看出，二级分光比一级分光更难维护，因为多了一个光节点。  

建议在适合建设光交箱且有管道资源的新建小区尽量采用一级分光方式。对于不具备上述条件的新建及二次改造区域采用二级分光方式。

四、    对网络基础设施的要求

实施光纤入户后，分前端机房至光缆交接箱的支干光缆芯数将成倍增加。以600户的小区为例，如采用现CMTS接入模式按一个光站覆盖200户计算需要3个光站4芯光纤（1芯下行分光、3芯上行），考虑冗余最低配置6芯光纤。采用双缆光纤入户模式，按一个光站覆盖100户计算，共计6个光站，采用分光模式CATV传输需要1芯光缆。数据传输按一个PON口覆盖64户用户计算，约需10芯光缆。考虑到光缆冗余最低配置14芯光缆。支干线光缆芯数的增加将需要更多管道通过能力及机房面积。如采用一级分光，对于小区建设来说也必须考虑光纤交接箱的位置及小区内管道通过能力及后续运维的需求。

建议在后期的分前端机房、管道、交接箱的建设中要充分考虑光纤入户对机房面积、设备体积、管道通过能力、交接箱容量的压力。分前端机房建设面积应不低于80平米，覆盖范围不超过5KM，采用双面光纤配线柜及高密度、大容量、小体积的集成传输设备尽量节约机房空间。管道建设时要充分考虑周边楼盘及业务情况，保证足够的通过能力。光交接箱要适量增加密度、合理选址，尽量处于覆盖区域中心位置，适当增加建设容量避免后期二次扩容。

五、    数据网建设需考虑的问题

实施光纤入户之后，数据网要考虑在原CMTS、以太接入的方式融入PON的接入方式，进行多业务的规划、管理、认证。

为实现用户和业务的精细化管理，减少广播域范围，VLAN的划分应采用PUPSPV (Per User PerService Per Vlan)模式，即一用户一业务一 VLAN模式，对不同的用户和业务进行区分。双向网络用户采用一用户一业务一VLAN的模式，采用QinQ技术，通过两层VLAN进行标记，对于VPN用户，采用单层标签方式。光纤入户上网业务采用PPPOE二层认证方式，互动业务采用DHCP+获得业务地址。

数据网建设要针对PON接入方式规划网络结构、IP地址、VLAN划分，实现多接入模式，多业务运营的综合传输体系。在网络管理系统中要综合考虑多种接入方式的监控及业务运维，实现终端设备的即插即用，降低一线运维压力。

六、    相关设备材料的选型

光纤入户的设备材料选型主要涉及三个方面，一是OLT及OUN

设备；二是CATV传输设备，主要是低功率光AGC的光站；三是光分配网络部分，包含光配线柜、光交接箱、光分路器、光分线箱、光配线箱、冷接头等。

    OLT及ONU建议参考运营商技术标准，面向一线厂家如华为、中兴、烽火等招标实施。CATV传输设备可以参考现双向设备制定技术参数面向一线厂家采购。光分配网络部分在试点时建议统一由一线厂家提供统一解决方案，并配合制定施工实施方案。