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光接入网发展趋势思考

发布时间:2020-01-14 15:17:28阅读:来源:万测试验设备

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。

PON OLT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PON ONU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。PON ONU设备应支持VLAN 1:1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PON ONU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PON ONU的管理维护,采取OAM/OMCI + TR-069联合管理。

对于采用FTTB模式的PON OLT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SNMP MIB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VLAN Stacking功能。其中,外层VLAN TAG可以用于标识业务,也可以用于表示OLT设备;内层VLAN TAG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DHCP Server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。

作者:工信部电信研究院通信标准研究所 敖立 来源:千家综合布线网 声明:除非本站原创文章,其它转载和投稿的文章版权均归原作者所有,且不代表本站赞同其观点和看法。如版权人或相关方存在异议,请联系网站编辑:wanglq@

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