摘 要：截至2017年底，中國移動家庭客戶達(dá)到1.09億，然而2018年，在堅持“提速、提質(zhì)、定向”的網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)及家庭寬帶用戶凈增2100萬的市場經(jīng)營目標(biāo)面前，中國移動目前主要采用的GPON技術(shù)及FTTH、FTTO及FTTB的接入方式，難以承載大量高帶寬用戶，因此本文主要探討10G PON及ONT網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)網(wǎng)中的應(yīng)用方式。

關(guān)鍵詞：10G PON技術(shù)；ONT網(wǎng)絡(luò)；合波器

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 部署10G PON的意義

1.1 國家政策影響

隨著信息化社會的到來，寬帶作為最重要的基礎(chǔ)設(shè)施與公共服務(wù)之一，與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展有著直接聯(lián)系。

在2017年的全國兩會上，國務(wù)院總理李克強(qiáng)曾經(jīng)在政府工作報告中提出今年全國網(wǎng)絡(luò)提速降費要邁出更大步伐，目前各運營商已全部取消手機(jī)國內(nèi)長途和漫游費，后期還要大幅降低中小企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專線接入資費，降低國際長途電話費。推動“互聯(lián)網(wǎng)+”深入發(fā)展，促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)加快成長。

電信寬帶作為國家信息化的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是承載各種信息化應(yīng)用的重要載體。近幾年來，隨著網(wǎng)絡(luò)提速降費舉措的持續(xù)推進(jìn)，對推動我國經(jīng)濟(jì)升級、促進(jìn)創(chuàng)業(yè)就業(yè)、拉動消費、便利和豐富群眾生活，發(fā)揮了積極作用。

1.2 市場競爭激烈

目前家庭客戶市場競爭異常激烈，除了傳統(tǒng)的三大運營商外，還有廣電、長城、方正等等一批相對較小的運營商也都將家庭客戶作為主要爭搶的方向。中國聯(lián)通更是推出了178元套餐（包括下行500M/上行20M寬帶接入，手機(jī)不限量）。

在此形式下，中國移動在家庭寬帶方面，應(yīng)以千兆寬帶接入打開新的局面。目前10GPON逐漸成為PON網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。中國聯(lián)通10G PON進(jìn)入全面部署階段，已經(jīng)明確了寬帶接入網(wǎng)的提速方案：以1GPON FTTH為主，10GPON FTTB補充，發(fā)達(dá)區(qū)域小規(guī)模部署1GPON FTTH。中國電信10G PON解決方案已進(jìn)行規(guī)模商用。

同時，面對目前大量的物聯(lián)網(wǎng)用戶以及即將到來的5G用戶，中國移動現(xiàn)網(wǎng)的GPON網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以承載。

鑒于上述因素，中國移動應(yīng)加快10G PON部署，以此提升用戶體驗，為用戶提供更加快速、穩(wěn)定、流暢的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，打造更加優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)資源，深化移動品牌，挖掘潛在市場。

2 10G PON技術(shù)選擇

目前10G PON主要有10G EPON及10G GPON兩種技術(shù)，同時10G PON又存在對稱和非對稱兩種標(biāo)準(zhǔn)，目前對稱標(biāo)準(zhǔn)尚不具備，如表1所示，非對稱10G GPON上下行帶寬比1∶4；非對稱10G EPON上下行帶寬比1∶8；10G GPON非對稱上行帶寬是10G EPON非對稱型的兩倍；10G EPON最大有效帶寬比10G GPON低10%；而且中國移動現(xiàn)網(wǎng)采用的幾乎都是GPON技術(shù)，因此無論從技術(shù)平滑演進(jìn)，還是從設(shè)備升級節(jié)省投資考慮，10G GPON技術(shù)無疑是中國移動的最佳選擇。

具體各項技術(shù)參數(shù)請見表1。

3 接入方案對比

由于寬帶接入需滿足不同用戶的需求，因此GPON和10G PON混合組網(wǎng)成了目前的主流技術(shù)，混合組網(wǎng)通過對GPON和10G PON光模塊所發(fā)出的光進(jìn)行合波，使兩組波在一根光纖上傳播，從而達(dá)到利舊現(xiàn)有光纖和分光器的目的?；旌辖M網(wǎng)主要有外置合波器和內(nèi)置合波器兩種方案。

3.1 外置合波器

在OLT設(shè)備上新增10G GPON單板，通過外置WDM1r合波（安裝在OLT或ODF機(jī)柜），通過外置合波器，將GPON PON口同10G PON PON口光模塊耦合。將光模塊耦合后實現(xiàn)兩個光模塊發(fā)的光在一根光纖上傳播，可實現(xiàn)單芯光纖最大下行帶寬為12.5G。單個合波器可支持16個分光器同時工作。同時由于網(wǎng)絡(luò)中增加了合波器，既增加了插損，又增加了故障點，如圖1所示。

ONT網(wǎng)絡(luò)如圖2所示，用戶接入數(shù)量由現(xiàn)網(wǎng)分光器決定。

外置合波器引入后，可有效利用現(xiàn)有ONT網(wǎng)絡(luò)中的光纖及分光器資源，保護(hù)投資，同時其組網(wǎng)方式也相對靈活，可任意組合同一機(jī)房內(nèi)的GPON PON口和10G PON PON口，同時該方案也是目前主流設(shè)備廠商主推的組網(wǎng)方案，技術(shù)相對成熟。

但外置合波器也存在一些劣勢，結(jié)合10GGPON技術(shù)可知，中國移動目前大多使用的GPON光模塊是CLASSC+，其光功率預(yù)算為32dB，而10GGPON目前僅能提供N2a光模塊，其光功率預(yù)算為31dB，減少1dB，按照目前每公里光纖0.3dB衰耗計算，減少1dB將直接導(dǎo)致傳輸距離縮短3km，而外置合波器后，合波器還要在此基礎(chǔ)上再引入1.5dB衰減，將導(dǎo)致傳輸距離大大縮短，這樣原有OTN網(wǎng)絡(luò)中，將有一大部分用戶無法開通，只能通過降低分光比，通過增加纖芯、分光器及新的PON口來改造現(xiàn)網(wǎng)OTN網(wǎng)絡(luò)來保證原有用戶開通，因此引入外置合波器后并沒有節(jié)省投資。

同時使用外置合波器后，兩個光模塊接入的用戶數(shù)同之前一個光模塊開通的用戶數(shù)一樣，由此導(dǎo)致光模塊利用率降至之前的一半。

引入外置合波器后，原有的OTN網(wǎng)絡(luò)中引入了新的器件，增加了新的故障隱患。

單個外置合波器3U高，并且每個合波器僅能支持16個分光器，即單個OLT需要配置8個外置合波器方能滿足需求。目前千兆客戶較多的一二線發(fā)達(dá)城市OLT機(jī)房空間尤為珍貴，大量部署外置合波器浪費了大量空間。

因此，簡單來說，引入外置合波器后，其優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：

（1）組網(wǎng)靈活，可跨板、跨框合波。

（2）方案成熟，可規(guī)模商用。

缺點：

（1）引入1.5dB插損，傳輸距離縮短。

（2）需要安裝安裝空間。

（3）降低PON口利用率。

（4）增加了故障點。

選擇建議：機(jī)房有安裝空間，光功率預(yù)算余量較大（>3dB）的GPON提速改造項目方可使用外置合波器來進(jìn)行提速。

3.2 內(nèi)置合波器

COMBO PON方案，采用8口合一單GPON、10G PON、合波器集成在光模塊內(nèi)。將GPON光模塊、10G PON光模塊以及WDM1r器件三合一，集合成一個Combo光模塊。一個Combo PON端口是10G PON和GPON合一端口，雖然使用一根光纖鏈路，但內(nèi)部實際對應(yīng)兩個物理通道。下行兩路單獨的MAC進(jìn)行處理后，送到光模塊進(jìn)行合波然后發(fā)送到ONU，10G PON ONU則接收10G PON的信號，GPON ONU接收GPON的信號。上行10G PON和GPON采用不同的波長，在光模塊內(nèi)部進(jìn)行分波，然后送到不同的MAC通道進(jìn)行處理，如圖3所示。

將光器件集成在一個光模塊中，既節(jié)省了空間，又消除了1.5 dB的光功率衰耗，是后期混合組網(wǎng)的最佳選擇。該方案是目前各主流設(shè)備廠商的主打產(chǎn)品，但由于該方案技術(shù)復(fù)雜，目前成本較高，單PON口較普通10G GPON PON價格相差1200多元，投資較大，同時由于技術(shù)尚不成熟，難以大規(guī)模商用。

優(yōu)點：

（1）未引入差損。

（2）升級模式和10G EPON類似無需占用額外的安裝空間。

缺點：光模塊復(fù)雜，目前產(chǎn)能低，成本高。

3.3 單獨組網(wǎng)

單獨組網(wǎng)及通過新增分光器，獨立組成10G PON網(wǎng)絡(luò)。目前外置合波器和內(nèi)置合波器都屬于在現(xiàn)網(wǎng)分光器基礎(chǔ)上進(jìn)行的混合組網(wǎng)，達(dá)到節(jié)省分光器至OLT纖芯的目的，由于現(xiàn)階段中國移動大部分省份已完成FTTH覆蓋的小區(qū)的用戶平均接入滲透率不超過20%，而分光器上聯(lián)至OLT設(shè)備的纖芯大都按照35%～50%配置，纖芯資源較充足，因此本文建議采用單獨組網(wǎng)方案，即利用現(xiàn)有的空余纖芯單獨新建10G PON網(wǎng)絡(luò)，具體方案圖4所示。

單獨組網(wǎng)方案建立在現(xiàn)有光纖資源充足基礎(chǔ)上，僅增加分光器即可，目前單個1∶64分光器價格約300元左右，單個PON口價格同COMBO PON相比節(jié)省900元。

優(yōu)點：

（1）未引入差損。

（2）光纖為現(xiàn)網(wǎng)空余光纖。

（3）無需額外安裝空間。

缺點：光纖緊張區(qū)域難以實施。

選擇建議：千兆用戶需求較大，光纖資源較豐富區(qū)域。

結(jié)語

隨著光纖技術(shù)的逐步成熟，光纖成本逐漸下降，部署大芯數(shù)光纜已經(jīng)成為當(dāng)前光纖物理網(wǎng)建設(shè)的趨勢，中國移動近幾年固網(wǎng)建設(shè)步伐逐漸加大，現(xiàn)網(wǎng)存在大量空余光纖資源，因此在10G PON部署時應(yīng)充分加以利用，相反機(jī)房安裝空間、用電量及選址日益成為困擾傳輸網(wǎng)發(fā)展的瓶頸，單獨組網(wǎng)方案既充分利用了空余光纖資源，避免了光纖資源“用則通，不用則廢”的情況，又節(jié)省了機(jī)房空間、用電量及投資，是目前中國移動快速部署千兆寬帶網(wǎng)絡(luò)的首選方案，待COMBO PON技術(shù)成熟，成本下降后可采用COMBO PON方案進(jìn)行組網(wǎng)。

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