光接入网发展趋势思考

作 者：工信部电信研究院通信标准研究所 敖立
    整个电信网络面临着网络结构扁平化、管理维护智能化、融合业务综合承载，以及更高的网络安全可靠性等发展趋势。为了顺应这个趋势，光接入网在网络和设备层面均面临着诸多挑战。
    随着运营商重组的实施，中国三大基础电信运营商实行全业务经营已是箭在弦上。接入网作为基础承载网络，需要承载话音、数据、视频甚至企业接入、移动基站回传等多种业务。传统的铜线接入网由于受限于信号的传输衰减，一般端局的覆盖范围在3Km以内，端局数量很多，这对运营商的机房及配套设施建设和运营成本控制都带来了挑战。端局分布较散，还需要增加城域汇聚层，直接导致城域范围内网络层次较多，结构复杂，网络运行维护成本增加。
    光接入网的引入，其覆盖范围达到20公里，保证了OLT从光接入网建网初期就可以提升到传统的城域汇聚节点处，从而简化了接入网汇聚层的网络结构，也节省了端局的数量。无论对于传统固网运营商的网络升级和改造，还是缺少机房资源的新兴宽带运营商新建网络，这一点都非常重要。因此，在加快光纤接入应用的同时，应注意统筹规划、集中设置OLT，实现“大容量、少节点”部署，实现有线接入网的网络结构优化。
    另外，光接入网“大容量、高接入带宽、高可靠性、多业务QoS等级支持能力”的特点，也使接入网向统一、融合、高效承载平台的方向演进成为现实。
    中国宽带光纤接入网从2007年开始进入了规模部署期。从中国FTTx未来的发展策略来看，运营商“大力推进光进铜退，实施接入网光纤化战略，新建区域实现光纤到楼、光纤到村，加强城市已有区域的改造”的目标已经非常清晰。据最新统计，中国电信运营商FTTx建设规模已经达到450万用户端口，建网模式主要是“以FTTB/C为主，FTTH为辅”。在实际建设中，光接入网还面临多重挑战，需要综合考虑以下问题。

    建设和运营维护问题

    “光进铜退”的实施、FTTx网络建设除了考虑系统设备之外，还应该加强接入光缆、OLT、ODN的整体规划；同时要加强前后端联动，供电保障、IT支撑、工程建设、运行维护等各项工作，尽快将接入能力转化为业务与服务能力。从实际情况来看，目前FTTx部署中面临的很多问题，都在于运营商的基层部门对光纤接入网的网络建设，以及运营维护的能力和经验不足，尤其是运营维护方面的问题显得特别突出。
    这主要表现在几个方面：第一，设备开通、配置、升级繁杂；设备种类和网元数量增多，管理维护繁杂；多业务配置和业务发放涉及到多个设备、多套后台支持系统，操作复杂。第二，随着光纤逐步下移，需要维护管理的远端节点成倍增加；远端设备走出机房，设备的运行环境较差，故障率增加；设备分布广，故障现场处理工作量大。这些问题，都对FTTx的设备管理、设备开通、业务发放、故障监控、网络安全控制能力提出了很高的要求。

    PONOLT的容量设置问题

    “大容量、少局所，网络扁平化”的趋势意味着OLT覆盖的用户数量增加，相应地，对OLT容量也提出了新的要求。也就是说，OLT设备的单板PON口数量、单板总线带宽、上行端口容量以及系统的交换能力需要相应提高。目前业内已经出现了800G交换容量、单板8个PON口，10G上联口的大容量OLT设备，反映的就是这样的趋势。
    在网络层次简化的情况下，OLT设备优先考虑直接上联BRAS/SR设备。此外，未来OLT容量会越来越大，覆盖的用户数量较多，对于FTTx网络可靠性的要求也越来越高。这时，对于PON设备本身，就需要考虑对OLT设备的重要部件进行保护（如电源板、主控板、上联板的冗余保护）。在组网保护方面，对于重要客户或关键业务，OLT需提供双上联保护，以避免单点故障，实现可靠接入。
    在FTTx建设初期，对于直连BRAS/SR的OLT设备，可通过链路捆绑或VRRP方式，实现上联链路的冗余保护；后续则可引入电信级以太网保护技术，实现OLT主备链路间的毫秒级保护，以及OLT的BRAS/SR双归属配置。

    FTTx对PONONU的要求

    在FTTB/C模式下，PON远端设备ONU在功能以及性能方面，都应保证网络和业务的需要。PONONU设备应支持VLAN1:1和N:1转换功能、跨VLAN组播复制等功能；满足QoS部署要求，支持802.1P和基于优先级的队列调度；ONU应根据业务发展需要提供内置语音功能。
    不同的楼宇应用场合，对ONU的端口密度有不同要求，一般情况下8、16、24、32端口就可以覆盖各种环境。ONU宽窄带的比例应根据业务渗透率进行选择。为保证长期运行性能，ONU应能在-10℃–55℃环境中工作，并具有良好的散热设计。插卡式ONU可以使用风扇散热，但风扇寿命至少超过5万小时；对于一体化ONU，考虑到楼道特殊安装环境对住户的影响，应采用自然散热设计，不建议使用风扇。ONU还应具有良好的防雷性能，电源口和DSL/POTS口具有4KV雷击防护能力，并提供温度、市电/电池、门禁等方式的远程监控。ONU主要采用交流220V或直流-48V的本地供电，并可根据实际需要选装电池或UPS备电。ONU设备形态应满足楼道狭窄环境的安装要求，不宜太高。
    面临已经到来的全业务运营时代，ONU作为末端接入设备也可以根据运营商的需要支持基站承载、中小商业用户专线接入的应用场景。在ONU应用广泛的光进铜退场景，ONU平台架构应该支持从现有的ADSL2+，到VDSL2或LAN的平滑升级，以支撑业务带宽的平滑升级。

    FTTx设备的管理

    引入PON系统后，网络管理维护面临新的问题：接入点数量增加、业务从单一业务向多业务转变、业务管理更加精细化、光缆网络的维护量增加等等。采用PON的光接入网络规模部署后，ONU的数量非常多，对ONU的操作管理维护也非常重要。
    FTTB模式下PONONU的管理维护，采取OAM+SNMP协议（EPON）或者OMCI+SNMP联合管理。OAM或OMCI负责PON协议相关功能的管理；SNMP接口负责端口、协议和业务的相关功能。FTTH模式下PONONU的管理维护，采取OAM/OMCI+ TR-069联合管理。
    对于采用FTTB模式的PONOLT及ONU设备的管理和配置，可在厂家PON设备网管基础上，通过提供北向接口方式，或由PON设备直接开放SNMPMIB库方式，支持IP城域网网管和软交换网管，对其进行VLAN、QoS及话音接入等业务信息的远程配置管理。
    FTTH模式的内置语音接入设备，可采用基于TR-069的ACS管理系统，或暂由PON网管系统进行管理，原则上不再为FTTH语音接入设备新建独立的网管系统。对于FTTB的内置语音接入设备，可由不同的厂家网管系统管理各自的网元设备。对于少量新建的外置IAD设备，可考虑纳入同厂家的PON网管系统。AG设备应由软交换网管统一管理。

    综合业务承载能力

    FTTx网络建设应充分考虑满足未来多业务统一承载的需求，具备按客户、业务区分和差异化的承载能力，满足语音、视频等业务的高质量接入。FTTx接入网络应部署基于802.1P的QoS策略，并在OLT和ONU设备部署相应的优先级队列，具备相应的业务流分类、优先级标记、优先级队列调度，以实现基于业务优先级的包转发，保障不同业务的质量。
    在WLAN功能方面，为了适应未来网络发展的需要，PON设备应支持VLANStacking功能。其中，外层VLANTAG可以用于标识业务，也可以用于表示OLT设备；内层VLANTAG可以用于表示不同用户或同一用户的不同业务，并支持1:1和N:1 VLAN映射功能。

    多业务承载对业务控制层的影响

    业务接入控制层分为单边缘和多边缘两种结构。一个用户所有的业务流量，终结在同一台业务接入控制设备上，为单边缘结构。一个用户不同的业务，终结在不同的业务接入控制设备上，为多边缘结构。
    FTTx网络综合业务承载的支持能力，将对城域网的业务控制层带来相应的影响。对于重要的政企客户通过SR接入；对于公众用户和中小政企客户，如IP城域网配置了功能完善、性能高的BRAS设备，优先采用单边缘结构组网；对于业务量较大、BRAS设备不能较好地支持多业务接入控制的情况，可采用多边缘结构组网。同一城域网可同时采用单边缘和多边缘混合组网。
    统筹考虑IPTV、WLAN和VoIP等多业务的需要，在IP城域网内应考虑DHCP的引入，并逐步建设DHCP平台。DHCP平台管理系统可集中部署。在DHCP系统安全性、可靠性、扩展性要求不高的情况下，直接在BRAS/SR上开启DHCPServer功能。根据业务的实际需求，结合Radius及相关支撑系统的改造，引入可集中管理的IPoE接入认证方式，适应永久在线和有组播需求的业务。

来源：通信世界网