家寬接入網絡帶寬提速淺析

電信工程技術與標準化

家寬業務專題

2018年 第7期

家寬接入網絡帶寬提速淺析

楊珩，崔北柱，胡勇

（中國移動通信集團設計院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

摘 要

中國移動為貫徹“家庭寬帶”發展策略、落實國家“網絡強國”戰略，強化自身寬帶網絡建設的“高起

點”、“建優勢”等原則，在現有家寬接入網絡基礎上實施帶寬提速的論證，已成為當前家寬接入網絡建設

工作的重中之重。論文從ODN、PON技術等方面對家寬接入網絡帶寬提速進行了思考和分析，并嘗試給出了

一些思路和策略。

關鍵詞

帶寬提速；家寬；接入；PON；思路；策略

中圖分類號文獻標識碼文章編號

TN915 A 1008-5599（2018）07-0014-05

1 引言

從家寬業務發展需求來看，當前家庭有線寬帶基

礎設施趨于成熟，在一批有思想有沖勁的互聯網企業推

動下，家寬客戶業務近年來迎來了井噴式發展，家庭寬

帶總體滲透率不斷攀升，互聯網經濟也在高速增長。以

4K高清視頻、物聯網、云應用為代表的家庭應用，近

期百兆以上，中遠期千兆的需求，已不再是遙不可及。

家庭寬帶業務與帶寬發展趨勢如圖1所示。

中國移動為貫徹“家庭寬帶”發展策略、落實國家“網

絡強國”戰略，強化自身寬帶網絡建設的“高起點”、“建

優勢”等原則，在現有家寬接入網絡基礎上實施帶寬提

速的論證，已成為當前家寬接入網絡建設工作的重中

之重。

圖1 家庭寬帶業務與帶寬發展趨勢圖

收稿日期：

2017-11-10

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2018年7月 第 7 期（第31卷 總第250期）月刊

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2 家寬接入網絡帶寬提速需求分析

中國移動家寬接入網絡發展較好的省份，城鎮覆蓋

率已達80%以上，可以說基本已解決“有無”的問題，

未來應聚焦在如何打造精品網絡和關注網絡服務質量問

題上，而當前網絡服務質量最突出問題是戶均帶寬提供

能力的問題。

當前基于PON技術的家寬接入網絡，戶均帶寬提

供能力到底如何呢？從接入層面來看，戶均帶寬提供能

力與OLT設備PON口帶寬提供能力、PON口下ODN

鏈路所帶用戶數、用戶數據并發比等因素息息相關。我

們分別從中國移動寬帶接入網絡的兩種主要接入方式

FTTH和FTTB入手進行梳理。

對于FTTB來說，以現有GPON設備、ODN鏈路

常用光分路比以及ONU的端口情況來看，戶均帶寬如

表1所示。

在GPON設備下，現網以FTTB方式建設的小區，

當用戶數據并發比在25%，PON口下達到最大用戶數時，

戶均帶寬是無法滿足百兆需求的，帶寬提速是大勢所趨。

對于FTTH來說，戶均帶寬如表2所示。

中國移動FTTH接入方式下ODN鏈路光分路比不

超過164，以現有的GPON設備，當用戶數據并發比

:

在25%，PON口下達到最大用戶數時，戶均帶寬可達

百兆以上，近期是可以滿足一般用戶帶寬提速需求的。

GPON設備單GPON口下行帶寬(bit/s)ODN鏈路光分路比ONU端口數最大用戶數用戶數據并發比戶均帶寬(bit/s)

1:16812878 M

下行2.5 G25%

1:32825639 M

1:161625639 M

1:321651220 M

根據對FTTB、FTTH兩種接入方式下戶均帶寬能

力的測算和分析，我們可知：（1）近期以FTTB方式接

入的用戶或FTTH高帶寬需求的高端用戶，其戶均帶

寬接入能力是存在一定問題的；（2）FTTH方式接入的

一般用戶，近期戶均帶寬能力可滿足需求，但是后期隨

著智慧家庭、數字生活、4K高清等應用普及，用戶數

據并發比進一步提升是必然的趨勢，戶均帶寬也是存在

一定問題的。

3 FTTB方式下接入網絡的帶寬提速改造思路

為提升戶均帶寬能力，FTTB接入網絡近期即要

實施改造。想提升戶均帶寬，在接入層面無外乎兩種

途徑，一是提升PON口帶寬能力。即引入新技術，向

XG-PON1或更高標準演進；二是減少ODN鏈路下的

用戶總數。可以繼續保持FTTB，新增PON口占用，

分擔ONU至新開的ODN鏈路上；也可以直接改造為

FTTH，原有用戶被分攤至新開ODN鏈路上。FTTB

接入網絡為應對帶寬提速的改造思路如表3所示。

首先，源于當前FTTH的發展趨勢，各運營商集

體發力，光纖到戶已成為各運營商家寬業務營銷當仁不

讓的主力；其次，不管是HGU（家庭網關）或是智能

網關，從產業鏈來看，光口設備的帶寬能力、成熟度和

成本優勢，未來將是電口設備無法比擬的。因此，雖然

表1 FTTB方式下家寬接入網絡戶均帶寬能力測算表

表2 FTTH方式下家寬接入網絡戶均帶寬能力測算表

GPON設備單GPON口下行帶寬(bit/s)ODN鏈路光分路比光分路器端口數最大用戶數用戶數據并發比戶均帶寬(bit/s)

1:323232312 M

下行2.5G

1:646464156 M

1:32323278%100 M

1:64646439%100 M

25%

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表3 FTTB接入網絡為應對帶寬提速的改造思路表

FTTB途徑1途徑2

改造思路提升PON口帶寬能力減少ODN鏈路下的用戶總數

具體舉措引入PON新技術

改造后接入方式維持FTTB維持FTTB改造為FTTH

新增PON口占用，分擔ONU至新開改造為FTTH，新增PON口占用，將用戶分

的ODN鏈路上攤至新開ODN鏈路上

2018年 第7期

維持FTTB方式，通過升級改造是可以滿足眼下帶寬升

級需求的，但是面向未來智能網關業務的引入和發展，

FTTH將是更為適宜的載體。

由此我們可知，對于如校園、企業宿舍等人員流動

性大，適宜于FTTB接入方式發展業務的場景，或因戶

線無法改造，仍需以FTTB接入方式發展業務的場景，

近期的帶寬提速改造可仍保留FTTB方式。而對于其他

場景，為適應未來智能網關業務的引入和發展，宜盡快

完成FTTH改造。

那么那些仍需維持FTTB方式的家寬接入場景，是

需要通過途徑1還是途徑2實施提速改造呢，我們可以

進一步進行分析，分析如表4所示。

因此，從FTTB來看，引入XG-PON1以實現帶

寬提速較為理想；但考慮到目前XG-PON1集采情況不

明朗，暫時可通過空閑PON口和空閑的主干纖芯，降

低單PON口下用戶數來滿足帶寬提速。

用戶總數。而為了保證ODN鏈路的穩定和效率，少占

用設備端口和主干光纖資源，FTTH原則上不壓縮現網

ODN鏈路下的用戶總數。

近期，對于大多數一般家寬客戶來說，FTTH方式

下接入網絡是可以滿足帶寬提速需求的，主設備無需調

整，而對于高端客戶，可引入XG-PON1實現差異化服

務。遠期，隨著XG-PON1和新技術的商用普及，設備

將更趨于成熟和穩定，集采價格也將一路走低，通過引

入新技術，提高PON口帶寬能力，將是FTTH帶寬提

速的必然選擇。

5 PON新技術引入策略

技術的進步和基于新技術的設備更新換代是不可

阻擋和逆轉的，從長遠來看，引入PON新技術到10G

PON甚至WDM-PON技術是可以預見到的。

新技術的引入并不是一刀切、一蹴而就，不等同

4 FTTH方式下接入網絡的帶寬提速改造思路

對于FTTH，接入層面帶寬提速也還是兩種途

徑——提升PON口帶寬能力或是減少ODN鏈路下的

于直接全網替換。對于中國移動，現有大部分廠家架式

GPON設備子框，從技術層面來說，是可通過升級控制

板、擴容上行，平滑升級至XG-PON1技術標準的。

在新技術引入初期，通過升級現有GPON設備，

表4 仍需維持FTTB方式的家寬接入場景帶寬提速改造途徑選取分析表

考量維度途徑1：提高ODN鏈路總帶寬能力途徑2：減少鏈路下帶的用戶數優劣

改造難易度

PON口效率PON口數量需求不變

升級PON設備，割接鏈路至新PON新開ODN鏈路，部分配線光纖割至新的鏈路上，

方式1有優勢

口，更換ONU設備PON口數量如不能滿足，還面臨設備擴容

PON口占用增多，且隨著帶寬進一步提速，

方式1有優勢

PON口需求也會增多

因增加鏈路分擔用戶，額外占用主干纖芯，隨

方式1有優勢

著帶寬進一步提速，主干纖芯占用也會增加

光纖資源額外占用無影響

經濟性

XG-PON1暫未集采，近期設備價格GPON口集采價格合理，且在網空閑端口可直近期：方式2有優勢

居高接利用中遠期：方式1有優勢

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對ODN鏈路實施有限改造，在保

留大量的GPON ONT資源基礎

上，引入XG-PON1的ONT，為

現有家客寬帶高端用戶提供差異

化服務。

如何對現有ODN鏈路實施有

限改造，以實現同一小區內的差異

化服務？當前主要有兩種方式可

以考慮：方式1，引入合路器，方

式2，單開XG-PON1鏈路。兩

種ODN鏈路改造方式如圖2所示。

兩種方式進行比較分析，分

析如表5所示。

從以上分析可以看出，一級分光模式下，采用方式2，

單開XG-PON1鏈路實現帶寬提速的差異化服務，優勢

較為明顯。

該分析比對結論對于二級分光模式是否適用呢，二

級分光模式下如采用方式2單開XG-PON1鏈路去改

造，新建的鏈路需要開至各樓道分纖箱的第二級光分路

器處，等同于在小區配線、引入光纖網絡上，完整疊加

XG-PON1鏈路。無論從光纖資源占用還是經濟性來看，

方式2的改造代價都要更大一些。

因此，根據以上分析，我們建議：

圖2 一級分光模式下兩種ODN鏈路改造方式示意圖

對于采用一級分光模式的小區或樓宇，應采用方式2，

單開XG-PON1鏈路；

對于采用二級分光模式的小區或樓宇，可采用方式1，

引入合路器進行過渡；

對于FTTB小區或樓宇，可全網割接至新設備端口。

遠期，將根據新技術發展和高端業務滲透率的提升，

逐個小區或樓宇整網割接至XGS-PON、NG-PON2。

未來PON新技術如何向城區、鄉鎮、農村去部

署呢？

近期，對于城鎮：根據業務需求進行擴容，密集

城區部分GPON設備向XG-PON1平滑升級，滿足

表5 XG-PON1技術下兩種ODN鏈路改造方式必選分表（一級分光）

考量維度 方式1：引入合路器方式2：單開鏈路優劣

改造、裝維兩步：改造與放裝只涉及OLT機房和客戶家三步：其中①②都涉及外線方式1最優

PON口效率合路后端口消耗增加一倍，支持客戶數不增加新開鏈路后，增加了小區內端口配置數方式2最優

ODN鏈路光功率合路器增加了鏈路光功率預算損耗，部分原有

預算影響鏈路無法開通

無影響方式2最優

初期占用主干1芯兩種方式相當光纖資源額外占用無影響

初期1個小區僅需占用XG-PON1口

×1方式2最優

初期節點內僅升級1臺OLT

經濟性

合路器×

N

占用XG-PON1口×

N

節點內所有OLT均需升級

注1： 為該小區開通的ODN鏈路數，即當前GPON口占用數。

N

注2： 初期占用1芯，1個XGPON1口，后期根據需求擴容。

注3： 考慮到小區ODN初建時，端口配置約為20%～30%，不管升級改造與否，隨著滲透率增加，本身擴容也是必不可少的，因此方式2

也可理解為無額外影響和花費。

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FTTB用戶接入需求、FTTH高端用戶差異化接入需求；

對于農村：GPON網絡隨著寬帶業務發展需求，繼續向

農村覆蓋，控制GPON板卡的采購。

中期，對于城鎮：按照不同區域（密集城區、一般

城區、郊區）業務需求迫切程度，逐步完成部分GPON

設備向XG-PON1的平滑升級，保證OLT節點內至少

具備一端XG-PON1標準的設備，滿足高端用戶差異

化的接入需求。對于農村：仍以GPON設備為主，實

現60戶以上自然村全覆蓋，充分利用城鎮替換下來的

GPON板卡發展業務。

遠期，對于城鎮：視PON新技術標準和商用的成

熟度，選擇恰當的技術方向，逐步完成設備的全網替換；

對于農村：堅持差異化服務，充分利用現有GPON板卡

和城鎮替換下來的XG-PON1板卡資源。

總體來看，近期能實施集采、規模商用的只有

2018年 第7期

XG-PON1，非對稱的XG-PON1技術適合于近、中期

為高端客戶提供更高的下行帶寬能力。面向未來云的應

用，PON口上行帶寬能力也變得更加重要，遠期技術

演進，還需要視XGS-PON（對稱10GPON技術）和

NG-PON2技術的發展和商用。

6 結束語

中國移動“立足長遠，50 Mbit/s占市場，100 Mbit/s

見優勢，1 GE是未來”的目標，為中國家寬網絡發展

提出了更高的標準和要求，其帶寬提速的工作全面支撐

了新時期我國經濟社會發展的戰略性公共基礎設施建

設，在面對電子商務、軟件外包、云計算和物聯網等新

興業態蓬勃發展的今天，必將為中國移動固網接入業務

開啟一個嶄新的未來。

Analysis for home broadband optical access network bandwidth speed-up

YANG Heng, CUI Bei-zhu, HU Yong

(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Anhui Branch, Hefei 230041, China)

Abstract To implement china mobile’s development strategy of home broadband, it is the demonstration for

speeding up the bandwidth of existing network having already been the most important work in the

construction of home broadband optical access network currently. In this paper, some thinking and

strategies of home broadband optical access network bandwidth speed-up are discusd with such

techniques as ODN, PON, etc.

Keywords bandwidth speed-up; broadband; access network; PON; thinking; strategy

News

“綻放杯”5G應用征集大賽決賽落下帷幕，獲獎名單公布

由工業和信息化部指導，中國信息通信研究院和IMT-2020(5G)推進組主辦的“綻放杯”5G應用征集大賽的決賽已于2018

年6月7日在北京航空航天大學如心會議中心順利落下帷幕。大賽最終決出一等獎、二等獎、三等獎、優秀獎以及各項特色獎項。

大賽獲獎項目擇優作為申報國家科技重大專項的推薦項目，同時，組委會將積極推動參賽項目與本次大賽的項目孵化單

位等合作，進行產業化孵化。 （來源:“綻放杯”5G應用征集大賽官網)

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