規(guī)模推廣FTTH的關(guān)鍵問題及其解決方案.doc

規(guī)模推廣FTTH的關(guān)鍵問題及其解決方案王孝明（中國電信股份有限公司上海研究院 上海 200122）摘要 本文首先分析了FTTH業(yè)務(wù)需求，然后分別針對公眾客戶和政企客戶分析了FTTH用戶使用的業(yè)務(wù)流量；在此基礎(chǔ)上，考慮可規(guī)模復(fù)制的FTTH，設(shè)計(jì)其與城域網(wǎng)互聯(lián)的解決方案；最后設(shè)計(jì)了FTTH的開通流程和業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)等。關(guān)鍵詞FTTH；EPON；OLT；ONU；互聯(lián)近幾年來，一些基于互聯(lián)網(wǎng)的新業(yè)務(wù)和新應(yīng)用發(fā)展快速，如IPTV（特別是高清晰度的HDTV）、視訊、網(wǎng)絡(luò)游戲、大容量文件傳輸?shù)龋@些寬帶增值業(yè)務(wù)對寬帶接入網(wǎng)的傳輸能力、服務(wù)質(zhì)量、運(yùn)行維護(hù)能力提出了更高的要求。在這種情況下，F(xiàn)TTH、EPON+LAN、EPON+DSL等各種寬帶接入技術(shù)在國內(nèi)部分城市進(jìn)行了商用試點(diǎn)，對提升網(wǎng)絡(luò)能力和服務(wù)質(zhì)量，大力發(fā)展寬帶增值業(yè)務(wù)提供了可擴(kuò)展的平臺。隨著EPON等技術(shù)的進(jìn)一步成熟，EPON的設(shè)備成本逐步趨向可接受范圍，在FTTx的工程建設(shè)、運(yùn)維等方面也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到了規(guī)模推廣的階段。為了更好地發(fā)揮FTTH的優(yōu)勢，滿足客戶多樣化的需求，實(shí)現(xiàn)電信運(yùn)營商的持續(xù)健康發(fā)展，需要研究可規(guī)模復(fù)制的FTTH全面解決方案，不能像在商用試驗(yàn)期間只注重業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，還應(yīng)該注重業(yè)務(wù)的開通方便，與現(xiàn)有賬務(wù)營業(yè)系統(tǒng)建立接口便于統(tǒng)一計(jì)費(fèi)，以及建立統(tǒng)一的網(wǎng)管便于PON設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)、管理等，這樣才可以進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)維效率。1FTTH的主要需求目前已經(jīng)建設(shè)的FTTH商用網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)定位在高端客戶資源密集的新規(guī)劃投資建設(shè)區(qū)域，如高檔商務(wù)樓、高檔別墅區(qū)等，開展數(shù)據(jù)、基于軟交換的VoIP、TDM等業(yè)務(wù)。FTTH可提供高帶寬互聯(lián)網(wǎng)接入，能輕松提供雙向100 Mbit/s甚至1 000 Mbit/s帶寬專線接入，因此它的應(yīng)用定位如下。 對于高端公眾客戶，即下行總帶寬超過4 Mbit/s甚至10 Mbit/s，要求提供多路標(biāo)清IPTV、大文件下載、在線視頻/音頻以及互動游戲，甚至對高清IPTV也有需求的高檔用戶，推薦FTTH或PON+xDSL或PON+LAN。高收入家庭是FTTH的首選目標(biāo)，高檔小區(qū)、別墅區(qū)以及靠近市中心和副中心的新建小區(qū)應(yīng)該是目前優(yōu)先開發(fā)的客戶。從客戶數(shù)據(jù)庫中選擇帶寬較高，網(wǎng)絡(luò)流量較大，并且捆綁互聯(lián)星空影視頻道和游戲的客戶作為目標(biāo)客戶，并以此提高客戶ARPU值。 對于高帶寬接入政企客戶，其需求的業(yè)務(wù)包括企業(yè)上網(wǎng)、互聯(lián)OA以及新視通等。政企客戶對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笾凶钪匾氖歉叻€(wěn)定性，其次是高保密性、永遠(yuǎn)在線以及高傳輸速率。金融行業(yè)希望通過FTTH應(yīng)用E1功能，科技園區(qū)企業(yè)希望實(shí)現(xiàn)軟交換電話。一般要求下行帶寬大于10 Mbit/s，上行帶寬業(yè)務(wù)大于512 kbit/s，建議采用FTTO、FTTB/P+EPON或PON+LAN方式。2FTTH用戶使用的業(yè)務(wù)流量分析2.1FTTH公眾客戶使用的業(yè)務(wù)流量分析 目前一個(gè)OLT的容量大約為1 000個(gè)用戶，與DSLAM的容量相近，實(shí)裝率估計(jì)也為70左右。 在FTTH上開通的高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)帶寬都在48 Mbit/s，平均為DSLAM用戶帶寬的4倍，按照平均每個(gè)DSLAM上聯(lián)端口匯聚的業(yè)務(wù)量約50 Mbit/s計(jì)算，一個(gè)OLT的高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)所需帶寬大約為：504200 Mbit/s。 按照IPTV計(jì)劃提供頻道數(shù)分析，100個(gè)標(biāo)清加10個(gè)高清，一個(gè)OLT的IPTV業(yè)務(wù)所需帶寬大約為：1003 108 380 Mbit/s。 假設(shè)有一半用戶使用VoIP語音業(yè)務(wù)，電話業(yè)務(wù)的匯聚比為41，則一個(gè)OLT的VoIP業(yè)務(wù)所需帶寬大約為：500700.2 417.5 Mbit/s。 有20的用戶同時(shí)使用點(diǎn)播業(yè)務(wù)，一個(gè)OLT的點(diǎn)播業(yè)務(wù)所需帶寬大約為：1 00070120140 Mbit/s。 一般企業(yè)的視頻監(jiān)控主要是占用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)帶寬，而很少要上傳，只有像政府、金融、海關(guān)等特殊行業(yè)才需要上傳監(jiān)控錄像。所以，除政府、金融、海關(guān)集中的區(qū)域外，在一般區(qū)域，像視頻監(jiān)控等個(gè)性化業(yè)務(wù)大約需100 Mbit/s帶寬。以上各種應(yīng)用加起來：20038017.5140100838.5 Mbit/s 1 000 Mbit/s。所以對于公眾客戶，一個(gè)OLT的所有業(yè)務(wù)的上聯(lián)匯聚帶寬用一個(gè)GE就夠了。2.2FTTH政企客戶使用的業(yè)務(wù)流量分析 根據(jù)EPON在商務(wù)樓的試點(diǎn)情況來看，政企客戶一般是以單位的方式統(tǒng)一申請上網(wǎng)帶寬及其他業(yè)務(wù)，而不是按照每個(gè)員工進(jìn)行結(jié)算，以充分共享帶寬并節(jié)省費(fèi)用。因此，建議一個(gè)商業(yè)用戶就使用一個(gè)ONU，而不是每個(gè)辦公桌一個(gè)ONU。 商業(yè)用戶主要利用PON綜合承載高速上網(wǎng)、專線互聯(lián)業(yè)務(wù)，酒店可考慮使用IPTV業(yè)務(wù)。在商務(wù)樓內(nèi)不建議通過PON提供VoIP語音業(yè)務(wù)，因?yàn)樯虅?wù)樓的用戶比較集中，電話布線已經(jīng)很完善，集中AG的方式更加適用。少數(shù)商業(yè)用戶可能考慮使用視頻監(jiān)控等其他個(gè)性化業(yè)務(wù)。 目前一個(gè)OLT的容量大約為1 000個(gè)用戶，根據(jù)目前試點(diǎn)的模式，每個(gè)商務(wù)樓提供12個(gè)PON端口，實(shí)裝率估計(jì)為50左右。 目前商業(yè)用戶的寬帶接入（DSL或FTTB+LAN）普遍提供512 kbit/s2 Mbit/s的業(yè)務(wù)，少量地提供2 Mbit/s以上的業(yè)務(wù)。在FTTH上開通的高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)（PON寬帶接入）帶寬估計(jì)都在210 Mbit/s，假設(shè)平均帶寬為4 Mbit/s（據(jù)現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)企業(yè)的上網(wǎng)帶寬在2 Mbit/s以下，所以即使推廣PON接入，客戶考慮收費(fèi)因素，35年平均上網(wǎng)帶寬估計(jì)也就4 Mbit/s左右），匯聚比為41，一個(gè)OLT的高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)所需帶寬大約為：4 1 000504500 Mbit/s。 按照IPTV計(jì)劃提供頻道數(shù)分析，100個(gè)標(biāo)清加10個(gè)高清，一個(gè)OLT的IPTV業(yè)務(wù)所需帶寬大約為：1003108380 Mbit/s。 有10的用戶同時(shí)使用IPTV點(diǎn)播業(yè)務(wù)，一個(gè)OLT的點(diǎn)播業(yè)務(wù)所需帶寬大約為：1 0005011050 Mbit/s。 根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，目前大多數(shù)企業(yè)都是使用DDN、MSTP等專線，基于IP方式的二層、三層的VPN業(yè)務(wù)用戶選擇不多，所以二層、三層的VPN業(yè)務(wù)預(yù)留100 Mbit/s已足夠。 視頻監(jiān)控等其他個(gè)性化業(yè)務(wù)大約需100 Mbit/s帶寬。以上各種應(yīng)用加起來：500100100700 Mbit/s1 000 Mbit/s（不包括IPTV的組播和點(diǎn)播業(yè)務(wù)）。使用E1專線的用戶從目前來看遠(yuǎn)小于63個(gè)，一個(gè)STM-1上聯(lián)就夠了，所以對于商業(yè)用戶，一般一個(gè)OLT的上聯(lián)匯聚帶寬用一個(gè)GE、一個(gè)STM-1也夠了。如果考慮IPTV的組播和點(diǎn)播業(yè)務(wù)，對于商業(yè)用戶，一般IPTV組播業(yè)務(wù)使用較少，根據(jù)統(tǒng)計(jì)復(fù)用的原理，380 Mbit/s的帶寬最多使用一半，即190 Mbit/s，所以總帶寬仍是小于1 000 Mbit/s。3FTTH與城域骨干網(wǎng)的互聯(lián)解決方案3.1公眾客戶FTTH與城域骨干網(wǎng)的互聯(lián)方案一般公眾客戶主要對高速上網(wǎng)、IPTV等業(yè)務(wù)有需求，有些用戶對視頻監(jiān)控和和VoIP業(yè)務(wù)有需求。FTTH網(wǎng)絡(luò)由光線路終端（OLT）、光分布網(wǎng)絡(luò)（ODN）和光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）3部分組成。公眾小區(qū)的OLT放在端局，ONU放置在用戶側(cè)，OLT與ONU之間通過無源光合/分路器（PON）連接。在同一根光纖中同時(shí)處理雙向信號傳輸，上行信號使用1 310 nm波長，以TDMA方式傳輸；而下行信號使用1 490 nm波長，以廣播的方式傳輸。每個(gè)OLT子框可以提供到IP核心網(wǎng)的上行接口和到用戶的下行光口，每個(gè)下行光口在單根光纖上最大可以支持32個(gè)分路比，傳輸距離可達(dá)1020 km。一個(gè)PON卡的端口，通過光分路器最多可以分為32個(gè)光纖用戶，為了減少光纖浪費(fèi)，節(jié)省布線等工作量，建議采用兩級分路器的方式進(jìn)行工程實(shí)施，如先1分4，再1分8，這種做法的另一個(gè)優(yōu)勢是組網(wǎng)比較靈活，用戶增減方便。一般建議一個(gè)PON卡的端口的32個(gè)支路不要全部用盡，其中31路直接連到用戶的家里，剩下的1路最好作為備用或測試通路使用。根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)需求情況，結(jié)合上海電信接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，建議OLT統(tǒng)一通過匯聚交換機(jī)匯聚到IP城域網(wǎng)的兩個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)。互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)通過BAS上聯(lián)到互聯(lián)網(wǎng)，IPTV、軟交換、視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)通過業(yè)務(wù)路由器（SR）上聯(lián)到IP城域網(wǎng)。公眾客戶FTTH與城域骨干網(wǎng)的互聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中SS為軟交換機(jī)。 3.2基于PON的商務(wù)樓與城域網(wǎng)互聯(lián)的方案一般商務(wù)樓用戶除高速上網(wǎng)外，還對OA、IPTV等業(yè)務(wù)有需求，有些用戶還要求支持E1專線和VoIP。前期首先提供當(dāng)前的業(yè)務(wù)類型（VPN業(yè)務(wù)、專線上網(wǎng)、2 Mbit/s業(yè)務(wù)）以及撥號上網(wǎng)業(yè)務(wù)，后續(xù)逐步增加IPTV、VoIP等業(yè)務(wù)。根據(jù)商業(yè)用戶的業(yè)務(wù)需求情況，建議OLT分別通過匯聚交換機(jī)匯聚到IP城域網(wǎng)的兩個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域?；ヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)通過BAS上聯(lián)；IPTV、軟交換、視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)通過業(yè)務(wù)路由器上聯(lián)；E1專線通過傳輸網(wǎng)匯聚上聯(lián)；二層VPN、三層VPN可以通過傳輸網(wǎng)或業(yè)務(wù)路由器上聯(lián)。PON系統(tǒng)的OLT放在端局，根據(jù)商務(wù)樓的規(guī)模為每個(gè)商務(wù)樓預(yù)留12個(gè)PON端口。為了適合樓內(nèi)商務(wù)用戶比較集中的特點(diǎn)，分路器放在商務(wù)樓的機(jī)房內(nèi)，可選擇一級分光的方式，即直接用132分光?；赑ON的商務(wù)樓與城域網(wǎng)互聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖2所示。綜上所述，對于公眾客戶的上網(wǎng)、IPTV、軟交換語音等業(yè)務(wù)，可采用吉比特單上聯(lián)方式，OLT吉比特光口上聯(lián)到匯聚交換機(jī)，由匯聚交換機(jī)上聯(lián)到公眾BAS和業(yè)務(wù)路由器（包括IPTV業(yè)務(wù)、軟交換業(yè)務(wù)等）。對于政企客戶的VPN、專線上網(wǎng)等業(yè)務(wù)，可采用吉比特單上聯(lián)方式，OLT吉比特光口上聯(lián)到匯聚交換機(jī)，由匯聚交換機(jī)上聯(lián)到政企BAS和業(yè)務(wù)路由器（包括VPN業(yè)務(wù)、IPTV業(yè)務(wù)、視頻監(jiān)控、軟交換業(yè)務(wù)等）。OLT可以采用單上聯(lián)匯聚交換機(jī)的方式，也可以采用鏈路聚合或負(fù)載均衡方式上聯(lián)匯聚交換機(jī)的方式。將來隨著用戶申請的帶寬和相應(yīng)的業(yè)務(wù)量的大幅提升，可以采用多個(gè)GE上聯(lián)，通過鏈路聚合或負(fù)載均衡方式上聯(lián)到同一個(gè)匯聚交換機(jī)或不同的匯聚交換機(jī)。4EPON接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管方案一般廠商的EPON系統(tǒng)都支持帶內(nèi)和帶外網(wǎng)管兩種方式，本文建議采用帶內(nèi)網(wǎng)管管理方式。建議對網(wǎng)管數(shù)據(jù)配置專用VLAN，不需要對VLAN的數(shù)據(jù)帶寬進(jìn)行限制，因?yàn)榫W(wǎng)管數(shù)據(jù)量并不是很大。 建議對VLAN配置必要的優(yōu)先級，可以參照上網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級配置，至少需要高于上網(wǎng)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級。 對于帶內(nèi)管理的配置，首先要在本地配置好網(wǎng)管服務(wù)器的交換機(jī)相關(guān)端口的IP地址、子網(wǎng)掩碼（MASK）、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，再進(jìn)行遠(yuǎn)程的帶內(nèi)網(wǎng)管管理。 帶內(nèi)管理的IP地址屬性配置必須與網(wǎng)管服務(wù)器在同一網(wǎng)段或在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)路由可達(dá)。網(wǎng)絡(luò)管理平臺具備對設(shè)備進(jìn)行配置管理、故障管理、性能管理和安全管理方面的功能。（1）配置管理 能對網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口進(jìn)行配置，包括電接口和光接口。 能對遠(yuǎn)端設(shè)備的用戶側(cè)接口進(jìn)行配置，包括FE/GE口、POTS口等。 支持對ONU的用戶側(cè)接口的打開/關(guān)閉功能。 能配置PON系統(tǒng)功能，如對每一個(gè)PON的總帶寬進(jìn)行限制，線路保護(hù)倒換等。 能對業(yè)務(wù)流參數(shù)進(jìn)行配置，如保證帶寬、最大帶寬和業(yè)務(wù)優(yōu)先級等，配置的保證帶寬總和不應(yīng)超過PON最大系統(tǒng)帶寬。 能配置以太網(wǎng)功能，如VLAN、幀過濾等。（2）故障管理 能判定故障發(fā)生的時(shí)間和故障的位置，如果是OLT的故障，能定位到電路板，如果是遠(yuǎn)端設(shè)備的故障，能定位到用戶側(cè)接口。 系統(tǒng)告警日志統(tǒng)計(jì)列表可對故障類型基于故障嚴(yán)重程度、故障原因、時(shí)間段進(jìn)行分級處理。 能對ONU掉電事件進(jìn)行記錄，當(dāng)ONU恢復(fù)上電后，掉電記錄應(yīng)更新。（3）性能管理 網(wǎng)管能啟動性能測量功能，采集和處理測量數(shù)據(jù)，分析測量結(jié)果，包括OLT以及遠(yuǎn)端ONU設(shè)備。 能對PON系統(tǒng)總體帶寬以及每一個(gè)ONU的帶寬使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。 網(wǎng)管能對系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行持續(xù)的或間斷的測試、觀察和監(jiān)測，以發(fā)現(xiàn)故障或性能的降低，包括OLT設(shè)備本身以及遠(yuǎn)端ONU設(shè)備和ODN。（4）安全管理 網(wǎng)管系統(tǒng)能通過定義個(gè)人訪問權(quán)限的方式，提供針對管理員/操作系統(tǒng)訪問的安全措施，拒絕非法用戶和密碼錯(cuò)誤用戶的登錄訪問。不同級別的管理員有不同的權(quán)限，確保訪問請求的發(fā)起者只能在自己的權(quán)限范圍內(nèi)執(zhí)行管理操作。 敏感信息、固定用戶終端鑒權(quán)屬性、數(shù)據(jù)庫和配置數(shù)據(jù)只能由有授權(quán)的個(gè)人和管理系統(tǒng)進(jìn)行操作。對于OLT，要求能通過其所帶的Console口對其進(jìn)行帶外方式的操作維護(hù)，支持通過SNMPv2c 網(wǎng)管系統(tǒng)遠(yuǎn)程進(jìn)行操作管理維護(hù)，支持Telnet方式的網(wǎng)管。網(wǎng)管交互信息通過匯聚交換機(jī)設(shè)備進(jìn)行分離，通過MPLS VPN方式穿過IP MAN到區(qū)局的網(wǎng)管中心或到網(wǎng)運(yùn)部的網(wǎng)管中心。5FTTH業(yè)務(wù)開通要使FTTH規(guī)模推廣，就要讓該業(yè)務(wù)的開通同ADSL、LAN等其他寬帶接入業(yè)務(wù)一樣，用戶只要到電信營業(yè)廳或打客戶服務(wù)熱線就能開通。因此，基于PON的FTTH網(wǎng)絡(luò)至少要與客戶管理系統(tǒng)（CRM）、賬務(wù)營業(yè)系統(tǒng)（BSS）分別具有聯(lián)系的接口。（1）客戶管理系統(tǒng)接口在現(xiàn)有的客戶管理系統(tǒng)中增加如下功能模塊，實(shí)現(xiàn)FTTH資源的創(chuàng)建和派配功能。 EPON設(shè)備端口創(chuàng)建； EPON設(shè)備端口信息查詢； FTTH小區(qū)或商務(wù)樓信息創(chuàng)建； 光分路器設(shè)備創(chuàng)建； 光分路器設(shè)備互聯(lián)； 光分路器信息查詢； EPON設(shè)備端口占用及釋放； FTTH端口指派。（2）賬務(wù)營業(yè)系統(tǒng)接口BSS需要FTTH用戶端口的物理地址，所以BSS需要將用戶AD編號轉(zhuǎn)換成“OLT所在的端局、小區(qū)名稱、光分路器編號、起始端口、終止端口、BAS編號、ONU端口”的物理地址信息。BSS在增加與網(wǎng)管的接口后，在原賬務(wù)營業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，添加FTTH用戶的相關(guān)信息。同時(shí)BSS每天定時(shí)從計(jì)費(fèi)認(rèn)證服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入更新的用戶資料信息，以便記錄FTTH用戶使用每種業(yè)務(wù)的起始時(shí)間、終止時(shí)間等具體信息，與寬帶賬號捆綁記入到賬務(wù)營業(yè)系統(tǒng)，為FTTH業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)提供依據(jù)。具備了以上接口后，用戶就可以在電信營業(yè)廳直接申請開通FTTH業(yè)務(wù)，具體的業(yè)務(wù)流程大致如下。 在正式接受用戶申請前必須對用戶FTTH資源能力進(jìn)行判斷，需開發(fā)用戶FTTH資源能力查詢功能并提供前臺受理查詢界面給區(qū)局營業(yè)廳和客戶服務(wù)熱線。 FTTH資源能力的數(shù)據(jù)庫要能夠?qū)崿F(xiàn)自行維護(hù)、定期更新。資源能力查詢界面可根據(jù)用戶的FTTH設(shè)備編號或?qū)拵з~號、地址等用戶信息查詢。 在確認(rèn)該用戶所在地區(qū)有能力安裝FTTH后，客戶管理系統(tǒng)錄入用戶信息，生成訂單。 在客戶管理系統(tǒng)軟件中能夠輸入OLT所在的端局、MDF、設(shè)備名稱、機(jī)架號、子機(jī)架號、槽位、端口號和ID號等。 在客戶管理系統(tǒng)軟件中支持對ONU相關(guān)參數(shù)的配置，將來自O(shè)NU的不同業(yè)務(wù)流映射到不同的VLAN。 激活寬帶、IPTV和軟交換語音等業(yè)務(wù)的賬號，完成賬號和FTTH相關(guān)信息的綁定，為高帶寬接入和增值業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)提供基礎(chǔ)。 對于有同時(shí)上網(wǎng)、IPTV、軟交換語音等需求的用戶，先對業(yè)務(wù)優(yōu)先級進(jìn)行設(shè)定，因?yàn)檎Z音業(yè)務(wù)、IPTV對時(shí)延非常