从华为新一代FTB网络方案看MDU设备的发展

6/16/2009,近年来，高清IPTV、VOD等视频应用发展迅速。电信运营商为了提供新业务，需要增加接入用户的带宽，进行网络转型。“光进铜退”的网络改造就是在此背景下产生的。在网络改造的FTTx模式选择上，需要综合考虑光纤网络下移的带宽提升、工程实施的可操作性、铜线资源的利用等因素。因此，实际网络布署中，多采用网络节点下移，通过高集成度的LAN或xDSL短环路进行光纤接入网络布署。华为新一代FTTB网络方案是国内“光进铜退”网络改造中新型的主流应用方案，下面我们从该网络方案的应用特点来分析MDU的发展需求。

MDU需求分析
    我们知道，在FTTB模式下，OLT设备位于中心局，ODN网络覆盖的典型距离为3～5km，在办公楼宇、小区居民楼放置MDU设备，通过VDSL2实现终端用户接入，距离一般小于300m，用户接入速率可以超过50M（如图所示）。

          图   FTTB网络方案
    MDU（多用户接入单元）作为FTTB建设模式中重要的网络节点设备，随着宽带接入网络的演进，经历了从第一代的小型DSLAM，到第二代适应FTTx建设的专用型MDU的发展过程。第一代MDU一般通过在传统的小型DSLAM或者桌面型盒式产品上增加PON接口，实现光纤上行接入应用。而传统小型DSLAM主要以村通覆盖为应用目标，在设计中不考虑带宽扩展，同时作为小型或桌面型应用，设备功能比较简单，环境适应性上考虑较少。在实际的FTTx应用中，由于网络建设目标、设备环境需求不同，随着FTTB应用于城市高附加值客户接入，同时建设规模迅速扩大，第一代MDU已很难适应当前的需求。网络建设迫切需要专为FTTB应用场景设计的，高带宽、高性能、环境适应能力强的第二代MDU。
    综合考虑FTTB+MDU的应用场景和未来的发展，第二代MDU为适应“光进铜退”的网络改造，必须满足两方面的需求，一是高带宽、高集成度的需求，单端口独享接入带宽大于30M，设备容量大于100线。二是高可靠性、易维护的需求，环境适应性强，65C。正常工作。
    从网络建设需求来看，“光进铜退”的建设目标就是为了提高网络带宽，为保护设备投资不会快速贬值，设备必须能满足未来较长一段时期的带宽应用需求。在5～8年内，随着高清电视业务的推广和普及，保证每户两路高清电视、网络游戏及其他宽带业务需求，接入带宽应不小于30M。
    目前“光进铜退”的网络演进大都是通过FTTB模式建设，PON口带宽一般为1.25G或2.5G，随着PON技术的发展，10GEPON和10GGPON为光纤的带宽扩展提供了可能，这也要求MDU设备作为光纤末端设备，未来要具备更大带宽的扩展能力。同时，MDU设备布放在住宅、商业区等人员密集区，用户均为高附加值客户，对带宽需求敏感。而且由于线路距离小于300m，在技术上可以通过VDSL2可以提供50M左右的带宽，因此要求MDU设备内部应不允许存在任何带宽瓶颈，每用户应能独享30M以上的带宽。

MDU布署分析
    从网络结构上来看，由于MDU节点下移，远端节点数量大大增加。为避免中心局点的负担，网络易于管理，MDU设备容量应相对较高且可以灵活配置。而且MDU建设条件一般位于在室外，需要配套室外机柜或网络箱，受条件限制，室外机柜和网络箱位置获取比较困难、空间相对狭小，因此要求MDU设备具备高集成度以满足更多人群的覆盖（通常要求在300m距离内需覆盖2～3栋多层居民楼，或一栋高层住宅）。
    作为远端节点，MDU站点分布距离远、数量大，出现故障后维护十分困难。设备的可靠性和易维护性对降低电信运营的OPEX显得尤为重要，在对传统楼道交换机的故障原因进行统计时，可以发现，风扇损坏、雷击、电源故障占故障总数的80%以上。提高风扇系统的可靠性、线路和电源的防护能力可以大幅降低设备故障率。另一方面，MDU一般放置于室外机柜或居民楼道、地下室或天井，对环境适应性的需求较高。MDU设备需要既能适应南方阳光直射导致的高温环境条件，又要满足北方冬季的低温室外环境。而且由于设备布放在楼道内，靠近用户，在夜晚的安静环境下，MDU本身不能有风扇噪声，以免影响附近住户。在日常维护中用户接入线路故障维护和光纤线路维护工作量很大，为减少不必要的人力浪费，支持线路MELT测试，能进行智能的线路定位非常重要。
    这些需求在小型DSLAM或桌面设备的应用中很少涉及，但伴随电信运营业务的转型和大量MDU的布放，第一代MDU的局限性暴露出来，其设计缺陷也逐步为电信运营商所认识。第一代MDU在设计上大多从原有ADSL接入的局端DSLAM设备改造而来，不太考虑终端用户的带宽需求，一般采用共享ATM总线，设备密度也在100线以内，而且由于架构的局限性很难扩展带宽。在环境适应能力上，一般只满足-5～45C。的温度范围。在风扇可靠性、线路防护、噪声控制等方面的设计也不满足要求。
    针对FTTB应用场景需求的第二代MDU弥补了以上不足，并以高带宽（每线20Mbit/s～300Mbit/s）、高性能、高可靠性、环境适应性强为显著特征。如华为的MA5616就是典型的第二代MDU设备。第二代MDU设备采用为专门适应FTTx建设的全新平台，总线为星型设计，VDSL2槽位独享带宽800M，具备向未来更大带宽扩展能力。设计环境温度适应范围-40～65C。正常工作。在可靠性上，支持风扇系统的n+1备份、线路和电源防护达到4KV以上。风扇采用自动调速设计，使用静音风扇，保证夜晚温度降到35C。以下时听不到风扇噪声。支持线路MELT测试，光纤线路智能诊断，可以精确定位故障。
    在实际网络建设应用中，以华为MA5680T大容量局端平台和MA5616为代表的第二代MDU远端接入光单元组合形成的新一代FTTB网络方案，以其高性能和环境适应能力强的优点已经广泛应用于现网，大量的FTTB新建项目都开始使用第二代MDU。更多的设备厂商也开始了第二代MDU的产品开发并逐步推出相关产品。随着宽带接入网络“光进铜退”改造的进一步深化，第二代的MDU会在FTTB的建设中扮演更重要的角色。