基于PTN 匯聚設(shè)備解決連片山區(qū)OLT上聯(lián)組網(wǎng)策略研究

［白龍飛 薛其林 孫磊 高恩廣 崔超］

1 引言

近幾年，中國(guó)移動(dòng)在個(gè)人toC 和政企toB 市場(chǎng)不斷深耕，面對(duì)家庭客戶(hù)數(shù)字化、智能化需求日趨旺盛，面向智慧家庭的toH 市場(chǎng)也在重點(diǎn)布局。PON 網(wǎng)絡(luò)依然是智慧家庭、數(shù)字家庭發(fā)展的重要支撐。但連片山區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)受制于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)配置不均衡等因素影響，網(wǎng)絡(luò)承載能力相對(duì)不足，隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，直播帶貨、網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求不斷增加，PON網(wǎng)絡(luò)急需優(yōu)化提升，特別是網(wǎng)絡(luò)安全需要進(jìn)一步優(yōu)化。本文將通過(guò)對(duì)連片山區(qū)OLT 上行建設(shè)模式進(jìn)行分類(lèi)分析，提出一種基于PTN 匯聚設(shè)備的上聯(lián)解決方案，為建設(shè)單位及運(yùn)營(yíng)商提供更好的建設(shè)思路及方案參考。

2 連片山區(qū)有線(xiàn)寬帶接入架構(gòu)

2.1 有線(xiàn)寬帶總體接入架構(gòu)

有線(xiàn)寬帶接入指用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口與相關(guān)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口之間，全程以光纖作為傳輸媒質(zhì)，或者以光纖作為主干傳輸媒質(zhì)、以金屬線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)作為用戶(hù)末端傳輸媒質(zhì)的一種接入承載方式。有線(xiàn)寬帶接入包括FTTH（fiber to the home，光纖到戶(hù)）、FTTO（fiber to the office，光纖到辦公室）、FTTB/C（fiber to the building/curb，光纖到大樓/路邊）、FTTCab（fiber to the cabinet，光纖到交換箱）等典型應(yīng)用類(lèi)型，通稱(chēng)為FTTx[1]。有線(xiàn)寬帶接入網(wǎng)基本概念如圖1 所示。

圖1 有線(xiàn)寬帶接入網(wǎng)基本概念

有線(xiàn)寬帶接入主要以PON（passive optical network，無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)承載，分為EPON（ethernet passive optical network，以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）和GPON（gigabit passive optical network，吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)）兩種方式。目前多采用GPON 方式作為技術(shù)承載。有線(xiàn)寬帶接入網(wǎng)主要由OLT（光線(xiàn)路終端）、ODN（光分配網(wǎng)）、ONU/ONT（光網(wǎng)絡(luò)單元）等組成。有線(xiàn)接入網(wǎng)光纜分為主干接入光纜、末端接入光纜和引入光纜[2]。

2.2 連片山區(qū)有線(xiàn)寬帶接入光纜網(wǎng)結(jié)構(gòu)

連片山區(qū)寬帶業(yè)務(wù)接入較為分散，用戶(hù)不集中，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的深入推進(jìn)，為保障客戶(hù)的帶寬，提升客戶(hù)感知，OLT 設(shè)備從建網(wǎng)初期主要集中在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，轉(zhuǎn)變?yōu)橄蚩蛻?hù)較為集中區(qū)域進(jìn)一步延伸。由于連片山區(qū)，村莊集中度相較于平原地區(qū)過(guò)于稀疏，光纜路由也受制于山脈走向，施工、維護(hù)難度和成本均較高。其有線(xiàn)寬帶接入光纜網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 連片山區(qū)寬帶接入光纜網(wǎng)結(jié)構(gòu)（示意）

3 基于PTN 匯聚設(shè)備的OLT 上聯(lián)組網(wǎng)策略

3.1 場(chǎng)景特點(diǎn)及現(xiàn)有方案問(wèn)題分析

OLT 上聯(lián)方式一般分為兩種：連接匯聚交換機(jī)再上聯(lián)BRAS 或直連BRAS，上行一般選擇兩條物理路由，分別上聯(lián)兩個(gè)不同的BRAS。針對(duì)以上上聯(lián)方式，傳輸一般提供裸光纖或波分方式，但連片山區(qū)受路由影響極為明顯，針對(duì)于已下沉客戶(hù)相對(duì)集中區(qū)域的OLT 而言，上行至BRAS 路由，主要有如下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

（1）雙路由上聯(lián)條件受地形因素影響往往不具備，單路由情況較為普遍。

（2）光纜路由安全問(wèn)題突出，特別是雨季山區(qū)極易因暴雨引起的山洪、泥石流、滑坡等情況造成光纜受損，導(dǎo)致服務(wù)中斷。

（3）縣-鄉(xiāng)波分波道和端口配置與不斷下沉的OLT需求矛盾越發(fā)突出，部分區(qū)域承載能力明顯不足，擴(kuò)容投資較大。

（4）連片山區(qū)距離城區(qū)一般較遠(yuǎn)，裸光纖上聯(lián)路徑較長(zhǎng)，鋪設(shè)成本較高，纖芯資源利用率需進(jìn)一步提升。

3.2 基于PTN 匯聚設(shè)備的OLT 上聯(lián)組網(wǎng)策略

OTN 和裸纖方案仍然是OLT 上聯(lián)的主要方式，但在連片山區(qū)，環(huán)境因素和投資效益，對(duì)推進(jìn)OLT 下沉提高用戶(hù)感知以及PON 網(wǎng)絡(luò)安全性都造成了一定影響，本文提出的基于PTN 匯聚設(shè)備的上聯(lián)方案，主要解決投資效益與客戶(hù)感知和網(wǎng)絡(luò)安全的矛盾問(wèn)題。

近幾年P(guān)TN 設(shè)備更新?lián)Q代的頻率不斷加快，部分匯聚層PTN 設(shè)備已完成了歷史使命，存在空載、輕載、封存等情況，設(shè)備本身的性能雖不能滿(mǎn)足4G/5G 基站、大顆粒政企業(yè)務(wù)需求，但在連片山區(qū)，利用PTN 網(wǎng)絡(luò)的基本特性，將因升級(jí)換代而退網(wǎng)的匯聚層PTN 設(shè)備的子架、板卡、光模塊等資源，創(chuàng)新性的利舊應(yīng)用到偏遠(yuǎn)山區(qū)的OLT 設(shè)備上行鏈路擴(kuò)容等場(chǎng)景中，為OLT 提供上聯(lián)GE端口,提供環(huán)網(wǎng)保護(hù),依然可以發(fā)揮巨大作用。該方法具有整合已有傳輸資源，提高資源使用效率，低成本滿(mǎn)足業(yè)務(wù)發(fā)展需求的優(yōu)勢(shì)。

該方案可充分發(fā)揮PTN 網(wǎng)絡(luò)特有的MSTP 及TUNNEL保護(hù)機(jī)制優(yōu)勢(shì)，使OLT 上行鏈路得到PTN 網(wǎng)絡(luò)提供的主備1:1 保護(hù)，加強(qiáng)了OLT 上行鏈路的安全性，提升了用戶(hù)感知，如圖3 所示。

圖3 PTN 匯聚設(shè)備承載OLT 上聯(lián)技術(shù)原理圖

3.3 案例

本案例位于某地南部山區(qū)的A 機(jī)房、B 機(jī)房?jī)?nèi)OLT設(shè)備，承載用戶(hù)較少，上行帶寬為GE，改造前為裸光纖單路由上聯(lián)至Z 機(jī)房匯聚交換機(jī)。OLT 上行鏈路無(wú)保護(hù)，經(jīng)過(guò)架空桿路長(zhǎng)距離傳輸。多次因市政施工、自然災(zāi)害導(dǎo)致OLT 上行阻斷，嚴(yán)重影響客戶(hù)感知。后期因業(yè)務(wù)發(fā)展，周邊村鎮(zhèn)陸續(xù)下沉OLT 設(shè)備，已有光纜線(xiàn)路無(wú)法滿(mǎn)足新增OLT 設(shè)備上行需求，若擴(kuò)容建設(shè)光纜線(xiàn)路資源，投資約為73 萬(wàn)元。

為解決位于某地南部山區(qū)的OLT 設(shè)備上聯(lián)問(wèn)題，依照本策略，分別在A、B、C 三處機(jī)房?jī)?nèi)利舊原有退網(wǎng)的PTN 匯聚設(shè)備，組建OLT 專(zhuān)用環(huán)路，如圖4 所示。A 內(nèi)的PTN 匯聚設(shè)備將周邊多個(gè)Ge 顆粒的OLT 上行業(yè)務(wù)收斂為大顆粒業(yè)務(wù)，只用2 條光纜纖芯便回傳至Z 機(jī)房匯聚交換機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了減少了纖芯使用量，避免了低回報(bào)的成本投入。

圖4 案例網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

同時(shí)，改造完成后OLT 設(shè)備的上聯(lián)鏈路也具備了PTN 網(wǎng)絡(luò)依托于環(huán)形組網(wǎng)而提供的1:1的保護(hù)功能，即若C 機(jī)房至B 機(jī)房的設(shè)備間光纜中斷，PTN 網(wǎng)絡(luò)可將業(yè)務(wù)倒換至備用路由，通過(guò)A 機(jī)房將垛莊的OLT 上行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)至Z 機(jī)房匯聚交換機(jī)，OLT 上行鏈路不會(huì)因?yàn)橐惶幑饫|中斷而導(dǎo)致業(yè)務(wù)阻斷。

本案例共擴(kuò)容PTN 匯聚設(shè)備子架：3 架、擴(kuò)容單板：24 塊、擴(kuò)容GE 鏈路：23 個(gè)，由于全部為利舊，與兩種傳統(tǒng)方案擴(kuò)容對(duì)比節(jié)約成本240 萬(wàn)人民幣。

4 總結(jié)

該方案主要將現(xiàn)有退網(wǎng)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)實(shí)際需求進(jìn)行結(jié)合，對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行了充分挖掘，支撐了連片山區(qū)有線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量提升，改善用戶(hù)感知起到了良好的作用。

但由于本方案中PTN 匯聚設(shè)備需要雙路由上行，對(duì)于最末端OLT 仍不能全程解決路由安全問(wèn)題，需要不斷優(yōu)化路由結(jié)構(gòu)，加大設(shè)備覆蓋力度，逐步減少連片山區(qū)OLT 上聯(lián)路由保護(hù)問(wèn)題。