基于PON的宽带接入覆盖及接入模式研究

基于ＰＯＮ的宽带接入覆盖及接入模式研究　姜志远王林　（中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司　哈尔滨１　５００８０）　摘　要　本文主要对以０ＬＴ的覆盖范围划分的综合业务接人区的规划进行了举例分析，并对Ｐ０Ｎ的几种典型的接入模式进行　了较为具体的研究。探讨了关于Ｐ０Ｎ的基本建设思路。　关键词ＰＯＮ　ＯＬＴ汇聚节点覆盖综合业务接入点　接入模式　另一方面，中国移动需要为宽带客户提供长期持续的　１概述　随着中国移动ＴＤ网络大规模建设及向全业务运营转　型，面向各类集团客户、家庭用户提供宽带接入的网络也　服务，作为ＰＯＮ网络集中收敛的ＯＬＴ设备必须设置在长　期归属稳定、机房条件好、光缆相对集中的机房内，避免　设置在搬迁频繁的基站机房内。　成为了中国移动３Ｇ网络建设的重要目标之一。　由于ＰＯＮ具有传输距离长、带宽高、接入容量大、经　济性好、节省资源及易于维护管理等优势，采用以ＰＯＮ　因此，ＯＬＴ应主要选择布置在汇聚机房中。在建设初　期，ＯＬＴ可设置在密集市区的核心及汇聚机房中，随着用　户的增加可选择将ＯＬＴ向边缘地区的汇聚机房扩展；随着　为核心的光纤接入技术为主构建ＦＴＴｘ成为了宽带接入的　主流技术。而在ＰＯＮ网络的建设规划中，以ＯＬＴ的覆盖　ＰＯＮ网络建设的深入及宽带业务接入量的加大，针对个别　用户数量巨大的商务楼宇、住宅小区等也可选择条件较好　的楼内及小区机房将ＯＬＴ下移，部署较小规格ＯＬＴ到楼　内或小区机房作为该楼内或小区所有宽带业务接人的综合　范围划分的综合业务接入区的规划及接入模式的选择是较　为重要的环节，其中综合业务接入区的规划主要包括ＯＬＴ　的部署及综合业务接入点的分布等方面的规划。　业务接人点。上述进程中，汇聚节点及ＯＤＮ（光分配网络）　的建设一定要超前，ＯＤＮ需结合汇聚点、光缆交接箱还有　接入层光缆进行建设。　２综合业务接入区的规划　２．１　ＯＬＴ的部署　ＰＯＮ的建设取决于两方面的因素，一是覆盖半径，二　２．２汇聚节点的建设规划　由于ＯＬＴ优先选取布置于汇聚机房内，并考虑到　是覆盖用户数量。ＰＯＮ的覆盖半径一般在５～ｌＯｋｍ范围，　可以满足一般城市的覆盖需求。而在覆盖范围内的用户数，　即潜在的用户分布密度，是决定ＯＬＴ部署的关键。　ＯＬＴ的部署规划应基于无源ＯＤＮ区域、用户发展及　ＰＯＮ业务的均匀覆盖及全覆盖，汇聚节点的建设必须先行，　数量不宜太少且要分布均匀。否则接入层光缆过多接入到　同一位置，会造成汇聚节点光缆过多，同时会导致光缆资　源的使用率过高等问题。　现网限制等因素综合考虑。相比其他运营商而言，中国移　动在各城域网中的基础网络资源、网络维护能力相对处于　劣势，且考虑到在中国移动ＰＯＮ网络的建设初期，宽带　用户的数量并非十分巨大，应采用“大容量、少汇聚点”　汇聚节点的覆盖范围划分如下：　按城市密集程度划分，密集城区按２～５ｋｍ　（平均　４ｋｍ　），一般城区按５～ｌＯｋｍ　（平均７ｋｍ　）划分，城市　郊区按ｌ０～２０ｋｍ　（平均１５ｋｍ　）划分。　的原则设置ＯＬＴ。　此外划分区域的边界，若遇到铁路，河流则以铁路河　２０１０年第５期・　３３　・流为划分界限，其次以城市行政区边界或主干道路为划分　边界，确保相邻汇聚节点覆盖区域界限明显；　用户类型　高层小区　多层小区　商务楼字　高级酒店　表２用户模型估算表　栋数　ｌ０　１０　ｌ　ｌ　层数　２０　７　用户数　１２００　１２５０　５００　５００　每个划分区域尽可能包含潜在用户分布密度较高地区，　以使汇聚节点充分发挥其对业务的汇聚疏导作用，并减轻　相邻覆盖区域的汇聚节点的负担。　如某省会城市的市区面积约为２４５ｋｍ　，其中密集地　区面积约为５０ｋｉｎ　占２０％，一般地区面积约为８５ｋｉｎ　占　３５％，边缘地区占４５％，计算需要约３２个左右的汇聚节点　（２４５×２０％／４＋２４５×３５％／７＋２４５×４５％／１５　３２）。　在各城市中，潜在用户的分布是不均匀的，各汇聚节　点覆盖的面积、形状也受到地理条件、城市规划的影响而　２．３．２．１密集型分区综合业务接入点覆盖分析　以某密集型分区中约有商务楼宇３０个、高级宾馆８个、　高层住宅区１个，面积约４ｋｍ　为例，则宽带接入用户总　数约为２００００户。按照使用ＧＰＯＮ接入，单用户５Ｍｂｉｔ／ｓ　的需求估算，则共需要１５个（２００００／１３９４　１５）ＰＯＮ　口即１５个分光器作为综合业务接入点来覆盖此区域宽带接　入用户，则每个接入点覆盖面积约为０．２７ｋｍ　，即覆盖半　径约３００～４００ｍ。　２．３．２．２一般型分区综合业务接入点覆盖分析　不能非常规则。因此以上的分析得出的结论还应结合潜在　客户的分布情况，及城市功能区的划分等基础情况，来具　体规划出汇聚节点的覆盖区域、数量及规模。　市区潜在用户分布密度及汇聚节点位置在近期及中远　期共规划建设３１个汇聚节点。　以某一般型分区中约有商务楼宇１５个、住宅区１５个，　面积约１２ｋｍ　为例，则宽带接入用户总数约为２５５００户。　按照使用ＧＰＯＮ接人，单用户５Ｍｂｉｔ／ｓ的需求估算，则共　需要１９个（２５５００／１３９４　１９）ＰＯＮ口即１９个分光器作　为综合业务接入点来覆盖此区域宽带接入用户，则每个接　人点覆盖面积约为０．６３ｋｍ　，即覆盖半径约４００～６００ｍ。　２．３．２．３边缘型分区综合业务接入点覆盖分析　２．３综合业务接入点的建设规划　２．３．１　ＯＬＴ带宽容量　根据前期测试情况，ＥＰＯＮ的有效带宽约９８０Ｍｂｉｔ／ｓ，　ＧＰＯＮ的有效带宽约２３００Ｍｂｉｔ／ｓ，用户并发率按０．３３取　定时，单ＰＯＮ口可支持的用户数如表１所示。　表１　单ＰＯＮ口可支持用户数量统计表　单用户带宽　（Ｍｂｉｔ／ｓ）　５　１０　０．３３　２０　５０　１４９　６０　３４９　１４０　以某边缘型分区中约有商务楼宇６个、高级宾馆２个、　用户并发率　单ＰＯＮ口用户数　ＥＰＯＮ　ＧＰ０Ｎ　５７４　２９７　１３９４　６９７　高层住宅区１个，面积约８ｋｍ　为例，则宽带接人用户总数　约为５２００户。按照使用ＧＰＯＮ接入，单用户５Ｍｂｉｔ／ｓ的需　求估算，则共需要４个（５２００／１３９４　４）ＰＯＮ口即４个分　光器作为综合业务接入点来覆盖此区域宽带接入用户，则每　个接入点覆盖面积约为２ｋｍ　，即覆盖半径约８００ｍ～ｌｋｍ。　２．３．３综合业务接入点的分布　根据上述举例分析，对于用ＧＰＯＮ技术进行宽带接入，　２．３．２综合业务接入点覆盖区域分析　综合业务接人点在ＰＯＮ网络建设中可以看做是分光器　所部署的位置，实际上就是通过覆盖半径来确定ＰＯＮ口　用户带宽需求大约在５Ｍｂｉｔ／ｓ的情况下（如运用ＥＰＯＮ技　术覆盖及有其他带宽需求时，可根据上述分析再做计算），　分光器部署的密度。　以上节中所描述某省会城市的２４个分区中，选择２区、　８区、１８区作为典型覆盖区来研究全业务接入点的部署规　划原则。上述３个分区分别为密集型分区、一般型分区、　对于不同的接人区每个综合业务接入点的覆盖半径建议分　以下几方面考虑。　（１）密集型地区：主要的商业区、写字楼等高密度密　集的城市中心区域。建议每个接人点的覆盖半径为３００～　４００ｍ（部分密集地区的小区内或楼内可考虑放置ＯＬＴ）；　（２）一般型地区：商务楼宇、高档住宅小区、学校等　分布密度较高的区域。建议每个接人点的覆盖半径为４００　边缘分区，且各分区内潜在用户分布密度比较均匀，适合　于作为典型案例进行分析。　潜在用户的主要类型可分为商务楼宇、高级宾馆及住　宅小区，其用户数模型可按表２估算。　・２０１０年第５期・　电信工程技术与标准化　～６００ｍ；　ＦＴＴＢ网络结构在ＯＮＵ点需要解决供电问题，可以　采用本地供电，或者由位于局端的远程供电系统，也可以　区域集中供电。　对于商务楼，一栋大楼包含多个独立的企业或公司，　具有宽带用户较多、带宽要求高的业务特点。此时，ＯＬＴ　可考虑布放在大楼设备间，也可以放置在端局，分光器通　放置在弱电井内。　对于住宅楼，多个用户共享一套ＯＮＵ，节省纤芯和上　行数据端口资源。ＯＬＴ通常布放在端局或小区机房，分光　器通常放置在楼道、弱电井或小区内的光缆交接箱内，光　分路器设置于分纤盒中，分纤盒直接覆盖若干楼层的用户，　若带二级分纤盒，也只作为熔接配线汇聚点，不作为分光点。　具体的应用模式有如下两种：　（１）ＦＴＴＢ＋ｘＤＳＬ。具体实现指将光纤端接点分布在　楼层（高层楼宇）或楼道（多层建筑），由ＭＤＵ设备，提　供ｘＤＳＬ接口通过双绞线入户。这种方式可利用现有的双　绞线资源，采用成熟的ＡＤＳＬ２＋、ＶＤＳＬ２相关技术，可　以充分利用现有的线路投资。　（３）边缘型地区：城市的一般住宅区、工业开发区等　区域。建议接入点的覆盖半径为８００ｍ～ｌｋｍ。　在一个覆盖区域内的用户分布可能是不均匀的，各接入　点覆盖的面积、形状也受到地理条件、城市规划的影响而不　能非常规则。因此以上的分析得出的结论还应结合覆盖区域　内潜在客户的分布情况，及城市功能区的划分等基础情况，　来具体规划出综合业务接入点的覆盖区域、数量及规模。在　完成上述规划后，同时需要考虑实际网络中可用作接入点位　置的节点数量，包括汇聚节点、接入节点、集团客户以及光　交箱是否可以作为综合业务接入点位置。通过分析现有节点　机房条件、管道条件，光缆进出局是否方便等因素，最后根　据所在区域的有效面积、用户密度等再进行调整与建设。　３　ＰＯＮ的典型接入模式研究　（２）ＦＴＴＢ＋ＬＡＮ。具体实现指将光纤端接点分布在楼　ＳＮＩ　ｍｘ＋ＷＬＡＮ　ＵＮＩ　层（高层楼宇）或楼道（多层建筑），由ＭＴＵ设备提供多　个以太网接口。考虑到宽带用户比较多，可以采用以太网　交换机或ＨＵＢ进行扩展，为每个用户提供一个以太网接　图１　ＰＯＮ典型接入模式示意图　根据光纤到达位置和ＯＮＵ部署位置的不同，宽带光接　口解决宽带需求。同时，通过以太网交换机下带ＩＡＤ，解　入网的整体物理参考配置，主要分为ＦＴＴＢ（光纤到楼宇）、　ＦＴＴＨ／Ｏ（光纤到家庭用户／办公室）、ＦＴＴｘ＋ＷＬＡＮ　等几种典型应用方式。图ｌ为上述接入模式的综合示意　图。在ＰＯＮ的实际接人中，主要采用ＦＴＴＢ方式，通过　ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、Ｅ１等接口接入用户；当用户分散、单用　户带宽需求较大时，可选择ＦＴＴＨ／Ｏ方式。　３．１　ＦＴＴＢ接入模式分析　光纤到楼宇（ＦＴＴＢ，Ｆｉｂｅｒ　Ｔｏ　Ｔｈｅ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ）是利　用光纤传输媒质连接通信局端和楼道／楼层的接入方式，　决语音需求。由于以太网五类线具有的距离限制，这种实　现需要保证ＯＮＵ到最终用户的走线距离不超过１００ｍ。　３．２　ＦＴＴＨ接入模式分析　光纤到家庭用户（ＦＴＴＨ，Ｆｉｂｅｒ　Ｔｏ　Ｔｈｅ　Ｈｏｍｅ）　是利用光纤传输媒质连接通信局端和家庭住宅的接入方　式，引入光纤由单个家庭住宅独享。在物理网络构成上，　ＦＴＴＨ在ＯＬＴ与ＯＮＵ之间采用全程光纤的接入方式，将　ＯＮＵ光节点部署到居民用户家中，此时ＯＮＵ称为ＯＮＴ　（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｔｅｒｍｉｎａ１），直接提供ＵＮＩ接口连接　居民家庭网络。ＯＬＴ可以置于端局机房，也可以置于小　此时ＯＮＵ部署在传统的分线盒（用户引入点），ＯＮＵ下　采用其他介质接入用户，ＯＮＵ类型为ＭＤＵ／ＭＴＵ。　区机房，具体可以依据实际条件而定。ＦＴＴＨ网络结构在　ＯＮＵ点需要解决供电问题，可以采用家庭２２０Ｖ供电或　ＵＰＳ进行直流备份。　在ＦＴＴＢ系统中，ＯＬＴ作为用户业务的收敛及分发设　备，通过光纤网络连接ＯＮＵ设备，在ＯＮＵ处终结光信　号；用户侧提供铜线或五类线接Ｅｌ，接口类型包括ＡＤＳＬ／　ＡＤＳＬ２＋、ＶＤＳＬ２、以太网、ＰＯＴＳ、Ｅ１等。　对以住宅楼为单位的花园小区，每幢楼内由于住户集　中，便于集中铺设光缆，所以优选分光器在楼道的方案，　・２０１０年第５期・　３５　ＴＥＬＥｃｏＭ　ＥＮＧＩＮＥＥＲｌＮＧ　ＴＥｃＨＮ｜ｃｓ　ＡＮＤ　ｓＴＡＮＤＡＲＤｌｚＡＴ｜ｏＮ　各个楼的分光器分别与交接箱相连，在楼内实现集中式光　纤铺设，可保证更低的施工成本和更高的光纤利用率。　对别墅小区，由于住户分散，不便于集中铺设光缆，所　以优选分光器在户外的方案，直接置于光缆交接箱内，交接　团通信。其中政务通信指政府、法院、公安、税务、交通、　财政等部门的内部或者相互通信。政务通信相比企业通信　和个人通信，数据通信的安全性尤其重要，同时还具有语　音、数据、视频等综合业务接入的需求。　３．４　ＦＴＴｘ＋ＷＬＡＮ接入模式分析　箱安装于小区的中心处以保证铺纤距离最短。为了节约光缆　资源，一般采用二级分光，以小区机房为中心采用电线杆架　空或地下铺设的方法铺设干线光缆。每隔一段距离安装一级　光分纤盒，覆盖附近的用户。离干线稍远的用户，通过安装　二级分纤盒，覆盖其周边的用户。因为采用二级分光，同时　ＦＴＴｘ＋ＷＬＡＮ模式中ＯＮＵ可根据需求部署在各种热　点地区，如大学城、机场候机楼、火车站候车厅、运动场馆、　高层商务建筑楼层间等。ＯＮＵ／ＯＮＴ之后的ＡＰ设备为热　点地区用户提供宽带、语音接入。可以根据应用热点需求　用户较为分散，因此一般采用分光比较小的分光器。　３．３　ＦＴＴＯ接入模式分析　光纤到公司／办公室（ＦＴＴＯ，Ｆｉｂｅｒ　Ｔｏ　Ｔｈｅ　放置一个或者多个ＡＰ。一般每个ＯＬＴ可带２００～３００个　ＡＰ，实际使用中可适当控制每个ＯＬＴ所带ＡＰ总数，每　个ＯＮＵ可带１～４个ＡＰ。　Ｏｆｆｉｃｅ）是利用光纤传输媒质连接通信局端和公司或办公　室用户的接人方式，引入光纤由单个公司或办公室用户独　享，ＯＮＵ／ＯＮＴ之后的设备或网络由用户管理。　４结束语　在ＰＯＮ网络的建设中，汇聚节点覆盖规模对于ＰＯＮ网　络的建设来说至关重要，汇聚节点的规划与建设必须先行于　ＰＯＮ网络的建设。同时，为了实现ＰＯＮ网络对综合业务接　入区内的用户均匀且全面的覆盖与接入，在建设中，应对相　应接入区的综合业务接入点所覆盖的区域及其建设规模进行　较为具体的规划。　商业区的宽带用户一般较为集中，每层或相邻的２～３　层可安装一级分纤盒。分纤盒中安装光分路器（一般为　１：３２或ｌ：６４）。一层用户大于３２／６４户的，可以单独　安装一个一级分纤盒；一层用户小于３２／６４户的，可以多　层共享一个一级分纤盒。光分纤盒再直接通过用户光纤至　用户，为了施工方便，也可至二级分纤盒，再到用户。此　ＰＯＮ网络的建设，初期以满足客户宽带接人需求为最　基本目标，根据经济情况，适当考虑预覆盖；考虑到初期　时二级分纤盒只作为熔接配线汇聚点，不作为分光点。　ＦＴＴＯ与ＦＴＴＨ主要的区别在于业务的构成不同，　宽带接入用户发展较慢，可以选取客户较集中的区域或重　要战略区域优先建设综合业务接人点。后期可根据业务发　展情况、用户分布及带宽需求情况，在其它区域逐年分步　部署综合业务接入点。　ＦＴＴＯ的应用不一定有ＩＰＴＶ等流媒体业务，但是对于专　线业务的需求明确，目前的应用现状式存在大量的ＴＤＭ　专线业务。对于ＦＴＴＯ模式，比较适合政务通信和企业集　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｃｏｖｅｒ　ａｎｄ　Ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｂｒｏａｄｂａｎｄ　Ａｃｃｅｓｓ　ｏｎ　ＰＯＮ　Ｊｉａｎｇ　Ｚｈｉｙｕｎ　Ｗａｎｇ　Ｌｉｎ　（Ｃｈｉｎａ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｇｒｏｕｐ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｂｒａｎｃｈ，Ｈａ’ｅｒｂｉｎ　１５００８０）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　ＰＯＮ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂｅｃｏｍｅｓ　ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｂｒｏａｄｂａｎｄ　ａｃｃｅｓｓ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｍａｎｙ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｌｏｎｇ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｄｉｓｔａｎｃｅ，ｈｉｇｈ　ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ｌａｒｇｅ　ａｃｃｅｓｓ　ｃａｐａｃｉｔｙ，ｇｏｏｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ　ａｎｄ　ｓａｖｉｎｇ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｉｔ　ｂｅｃｏｍｅｓ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　ｏｆ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ａｃｃｅｓｓ　ａｒｅａ　ｏｆ　ＰＯＮ　ａｎｄ　ＯＬＴ，ｌｉｇｈｔ　ｓｐｌｉｔｔｅｒ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　ｏｆ　ＯＮＵ　ｗｈｉｌｅ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ａｃｃｅｓｓｉｎｇ．Ｉｔ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｗｉｔｈ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　ｏｆ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ａｃｃｅｓｓ　ａｒｅａ　ｂａｓｅ　ｏｎ　ｃｏｖｅｒ　ａｒｅａｓ　ｏｆ　ＯＬＴ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅ￣ａｎｄ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｔｙｐｉｃａｌ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆ　ＰＯＮ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｃｏｎｃｒｅｔｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｃａｐｉｔａｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｈｏｕｇｈｔ　ｏｆ　ＰＯＮ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｈｅ　ｔｐａｐｅｒ．　ｏｆ　ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ　ｎｏｄｅｓ，ａｃｃｅｓｓ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ，ａｃｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｏｄｅｌ　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ＰＯＮ，ＯＬＴ，ｃｏｖｅｒ　（收稿日期：２０１　０年１月４日）　・２０１０年第５期・