光进铜退技术在铜陵本地网的应用.docx

1、光进铜退技术在铜陵本地网的应用南京邮电大学 硕士学位论文 光进铜退技术在铜陵本地网的应用 姓名：史高中 申请学位级别：硕士 专业：电子与通信工程 指导教师：唐宝民;陈德启20081101摘要接入网是通信网络直接面向用户的“最后一公里”，是各家运营商抢占用户接入市场 的制高点，其网络质量的好坏直接关系用户的接入服务水平。进入二十一世纪以来，随着 以互联网为代表的新一代宽带业务的不断推出和应用，人们不再只是满足于简单的语音通 信，要求数据、语音、视频相融合的多媒体通信需求不断上升。这时，传统运营商原先以 铜缆为主要接入手段的接入网就渐渐暴露出接入带宽低、业务承载能力差、建设维护成本 高等诸多问题，

2、于是，传统运营商纷纷开始选择接网的转型之路光进铜退，而随着 PON技术的不断成熟和商用，FTTH、FTTB、FTTN等各种光进铜退技术在接入网层面 得到越来越多的运用，通过光进铜退战略的全面实施，将使得作为“最后一公里”的接入 网不再是带宽瓶颈，全面宽带接入时代即将到来。本文以建设一个高带宽、大容量且支持数据、语音、视频相融合的高品质接入网络为 目标，首先分析了铜陵电信接入网络现状和存在问题，然后根据铜陵电信市县、农村的不 同情况，分别给出了光进铜退的具体实施方案和演进目标，并从可运营、可管理的角度描 述了核心网、IT支撑系统的协调发展原则，从而较为系统地阐述了整个铜陵电信接入网络 的建设原则

3、、发展方向和演进之路。本论文中的方案目前己部分开始实施，通过一段时间的实践证明，方案可操作性强、 实施效果比较明显，总体原则符合网络发展方向，值得在类似铜陵这样的小型本地网推广。关键词：接入网、以太无源光网络光纤到户光纤到小区光纤到行政村AbstractAccess network is the last mile of communication networks and the commanding height each which every telecom operators are scrambling for,whose quality will directly affect

4、the QoS.Entering the 21th century, with the new generation broadband services represented by the internet appearing and applying continuously, a simple audio communication are no longer fixlfilling humans requirement and the demand for multimedia communications which are integrated with data, audio

5、and video is increasing. Because of this, the access network which used the copper cables as the main means by traditional operators is gradually exposing many problems，such as the low-bandwidth, the poor carrying capacity of services, the high cost of construction and maintenance and so on.So tradi

6、tional operators are starting to choose new meansthe Replacement of Copper Cables with Optical Fiber Cables.The technology of PON are coming to maturity and becoming commercial. FTTH, FTTB, FTTN and other technologies are increasingly used in the access network.By means of the implementation of the

7、strategic(the Replacement of Copper Cables with Optical Fiber Cables),the access network as the last mile will be no longer bandwidth-bottleneck and the times of overall Broadband Access will just be around the comer.Basing on the aims of building a broad bandwidth, large capacity and high quality a

8、ccess networks which support the convergce of data,audio and video,firstly the article analyses the status and problems of Tongling Telecom access network. Then according to the different circumstance of the city and rural areas,this paper proposes the specific implement scheme of Replacement of Cop

9、per Cables with Optical Fiber Cables and evolvement goal, describes the harmonic development principles of the core network and the system based on IT from the operational and administrable viewpoint, and expounds the construction principles,development directions and evolvement ways of the whole ac

10、cess network of Tongling Telecom.The scheme described in this paper has been carrying out.From the result,it proves that the access network is better than ever and it represents the network developing directions.Ifs worth of popularizing in the small-scale local network similar to TonglingKeywords：

11、access network EPON FTTH FTTD FTTV南京邮电大学学位论文独创性声明令人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢 1地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得南京邮电大学或其他教育机构的学位或证1而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文_ 中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名： 日期: 南京邮电大学学位论文使用授权声明南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保 留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以釆用影印、缩印 或其

12、他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容 相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊 登）授权南京邮电大学研究生部办理。研究生签名 导师签名期:第一章研究背景和内容1.1 课题研究背景为深入贯彻落实科学发展观，推动企业的可持续性发展，中国电信目前正在 实施整个集团的战略转型，目标是要从传统的电信运营商向综合信息服务提供商 转型。企业转型的前提和基础是网络转型，只有实现网络转型，才能有效支撑企 业的业务转型，进而推动企业全面转型。而中国电信网络转型目前面临的最大难 题就是接入网络的转型，作为传统电信运营商，

13、中国电信在“最后一公里”的接 入网络层面具有一定的优势，但这种优势是建立在多年来建设的大量铜缆基础之 上。随着现代通信技术的迅猛发展，特别是互联网浪潮对传统通信方式的颠覆， 人们不再只是满足于简单的语音通信，对信息的多样化需求正在不断增强，人们 希望有一个简单、便利、高效的信息获取方式。而中国电信现有的以铜缆为传输 媒质、基于ADSL技术为基础的宽带接入建设模式受接入技术和接入距离的限制将 不能满足未来高速率带宽业务的发展需要，势必难以适应未来通信市场的竞争需 要。另外铜材料价格相比其它材料仍然较高，所以说如果再坚持以往铜缆为主的 接入网建设模式，不仅难以适应业务转型需要，也不符合网络转型方向

14、，投入的 成本也非常高，所以，光进铜退就成为了当前接入网转型的必然选择。1.2 课题研究的目的和意义通过对光进铜退课题的研究，目的在于探讨在网络转型的各个阶段，铜陵电 信如何科学选择最适合自身发展的光进铜退技术，探讨网络和业务发展如何匹配, 接入网和核心网如何协调发展，如何在光进铜退新形势下完善企业现有的IT支撑 系统等。根据本论文的理论成果，最终会探讨得出做为一个传统运营商，铜陵电信如 何快速、经济、有效地推进网络演进步伐，从而最终实现网络的整体转型。1.3 论文结构本文其他各章安排如下：第二章铜陵本地网接入网现状分析。主要介绍铜陵电信接入网的主要特点、 存在的问题以及转型的必要性，从而得出

15、接.入网转型必须选择光进铜退的结论。第三章光进铜退技术介绍，主要讲述了光进铜退技术演变的历史过程，并对 各种PON技术标准进行了优劣比较，得出当前最适合铜陵电信采用的光进铜退接 入技术。第四章EPON技术介绍及组网应用。主要对EPON接入技术进行了详细介绍， 并针对EPON各种组网应用进行了阐述。第五章铜陵本地网光进铜退建设方案。介绍了铜陵电信光进铜退的整体思 路，针对城市新建区域、现有区域、农村区域介绍了光进铜退具体实施方案，并 重点关注了光进铜退实施过程中需要考虑的几个问题。第六章光进铜退配套网络建设方案。介绍了光进铜退配套宽带承载网、语音 承载网建设方案，并对IP地址规划和网管等做了说明

16、。第七章铜陵本地网光进铜退下一步发展方向。对08年前期光进铜退取得的 阶段性成果进行了介绍，对今后光进退工作的发展方向做了描述和规划。:章铜陵本地网接入网现状分析2.1 接入网总体情况介绍铜陵电信公司接入网经过几十年的建设，已基本形成以宽/窄带一体化有源节 点为中心，铜缆为主要接入方式的网络格局。全网拓扑结构如图2-1所示.软交换中心 I接入网关核心层路由器穆业务路由器图2-1:铜陵接入网网络结构示意图2. 1. 1 车要特点从图2-1我们可以看出，铜陵电信接入网主要呈现以下特点:1.网络结构：铜陵电信接入网总体上来说是一个宽/窄带垂直分离的网络,窄带接入网部分主要由PSTN窄带交换设备和铜缆

17、组成，用来承载语音业务及ISDN 一线通等窄带拨号上网业务。宽带接入网部分主要由DSLAM、LAN接入交换机和光 缆、铜缆、五类线组成，用来承载ADSL、LAN等高速上网业务。2. 网络层次：窄带接入网可以分为端局和接入网/模块局两层，其中接入网 或模块局直接下挂窄带用户，而端局不仅可以下带窄带用户，同时还对接入网/模 块局起着汇接作用。宽带接入网中DSLAM设备一般不分层，只有LAN交换机有时 会根据需要实施级联分层，级联一般不会超过三层。3. 接入媒质：窄带接入网用户接入媒质为铜缆，用户通过铜缆与接入网/模 块局相连。宽带接入网用户接入媒质有铜缆、五类线和光缆三种，铜缆主要用于 ADSL接

18、入方式，五类线和光缆主要用于LAN接入方式，其中ADSL是宽带用户的主 流接入方式，用户占比达到95%以上。4. 节点局：目前，铜陵电信全区共有78个有源节点，节点布局密度城区 和农村地区相比差距较大。城区面积只占全区的32%,拥有有源节点43个，节点 平均覆盖半径为2. 7公里。广大农村面积占全区的68%,有源节点却只有35个， 平均覆盖半径达到4. 8公里。5. IT支撑系统：窄带和宽带接入网分别建有各自独立的IT支撑系统。2.1.2 存在的主要问题目前铜陵接入网主要存在以下问题：1.接入带宽低，业务承载能力差受前几年“大容量、少局所、广覆盖”建设思路的影响，目前铜陵全网有源 节点数量只有

19、78个，且城区和农村节点密度分布不均勻。有源节点总体数量偏少， 从而造成单个有源节点覆盖距离普遍过大，全E有源节点平均覆盖半径为3. 8公 里，个别节点覆盖范围更是达到6公里以上。由于目前铜陵电信宽带接入以铜缆承 载的ADSL方式为主，而铜缆电气性能和距离的长短关联度很大，虽然承载话音业 务感觉影响不是很大，但承载宽带业务，如果铜缆距离超过3公里以上ADSL根本就 无法开通。也正是考虑到铜缆接入带宽的限制，铜陵电信现在一般只向用户提供 1M-2M的带宽业务，很多需要高带宽支撑的业务在现有接入网上根本无法开通。铜 缆距离过长己经成为制约当前铜陵电信宽带业务发展的主要瓶颈。所以说铜陵电 信现在的接

20、入网还是一个以窄带接入为主的网络，要转变为一个以承载宽带业务为主的网络就必须实施改造和转型。2. 建设维护成本高受这两年全球市场铜价上升因素的影响，铜缆的建设和维护成本正在急剧上 升。布放一条同等对数的铜缆，2007年投资造价与2005年同比要高出两倍都不止, 这其中主要原因就是铜缆主材价格的上涨。铜缆建设成本的上升使得铜陵电信06、 07连续两年铜缆投资都超过800万元，接近本地网总投资的四分之一。维护成本连 续两年超过500万元，几乎占整个网络维护成本的70%。铜陵电信每年铜缆建设和 维护成本加起来要超过1300万元，而06、07两年铜陵本地网电话放号平均也就在 1.5万户左右，宽带发展在

21、6000户左右，由此可以看出，巨大的投资带来的经济效 益并不大，即网络发展和运营成本代价太高。而受国际资本市场制约和企业自身 精确化管理需要，实际上铜陵电信投资和维护成本每年都在以超过两位数的百分 比下降，所以在这样一个背景环境下，如何及早解灰每年巨大的铜缆投入问题， 转变企业发展模式就成为了一个当务之急需要考虑的问题。3. 服务质量难以保障接入网铜缆受自然老化、铜缆被盗、鸟害鼠灾、杆线迁移、自然灾害等诸多 因素影响，故障率和维护工作量非常大。而这两年因企业人力资源转型的需要， 原来部分从事铜缆维护的人员或转型到客户维护部门，或转型到前端营销部门， 现在真正从事铜缆维护的人员己越来越少，而这两

22、年接入网的网络规模还在不断 扩张，用户数还在不断地增加，所以铜缆维护人员整天忙于应付处理障碍和抢修， 根本谈不上对铜缆的主动性维护和网络优化，从而造成接入网网络服务质量难以 保障，用户服务不满意度上升，2007年全年铜陵电信ADSL障碍率占本地网全部障 碍申告的11. 51%，宽带服务质量已成为用户投诉的热点之一。4. 资源利用率低前几年受建设理念的束缚，用户接入段铜缆建设都按照较高的比例进行配比， 并实施一定的冗余，部分高档小区配线电缆甚至按住户数1: 2进行容量配比建设。 而实际上随着这两年固话业务的萎缩，加上城市改造拆迁力度的加大，铜缆的实 际资源利用率非常低，07年底全区主干铜缆利用率

23、为65. 4%，配线铜缆利用率只 有44. 37%，利用率的低下造成大量铜缆资源沉淀，而新的小区业务发展又有大量 新需求要去满足，所以造成了资源配置的极不合理现象。而随着企业转型的不断深入和精确化管理要求，本地网必须改变资源管理的传统模式，要逐渐形成一套 适应网络和业务发展的资源管理模式，不断提高企业的资源精确化配置水平。2.2接入网转型的必要性综合上一小节对当前接入网存在问题的分析，我们可以清晰地看到现有接入 网的建设模式和管理模式已难以适应企业转型的需要，接入网转型已经面临迫在 眉睫、时不我待的局面，主要体现以下几个方面：1. 市场因素驱动：当前电信市场已经呈现宽带业务高速增长、移动语音平

24、稳 增长、固话语音快速下滑的局面，而铜陵电信作为经营宽带和固网语音的运营商, 要想实现综合信息服务提供商的宏伟目标，网络建设和发展工作就必须适应市场 发展格局的变化，快速抢占用户宽带接入市场，这样就能在全业务市场竞争中占 得先机。所以，作为“最后一公里”的接入网网络转型就成为了重中之重，没有 接入网的转型，所有的核心网络转型都只是空中楼阁，铜陵电信的网络优势根本 无从谈起，所以，接入网转型是适应市场发展需要、切实提高企业综合竞争力的 必然要求。2. 技术因素驱动：当今世界技术发展和网络融合的进程正在不断加.快，随着 大量接入新技术的推出和商用，使得接入网转型的技术条件已经完全具备，接入 网转型

25、的成本正在不断下降。所以目前国际主流运营商纷纷抓住这历史机遇不遗 余力地实施接入网转型，例如：美国AT&T从2007年开始大力推广接入网光纤化战 略，计划在2007年底为1800万用户提供高速IPTV和宽带服务，主要釆用FTTP和 FTTN,建筑密集区釆用FTTN+VDSL方式大力提升用户接入带宽；日本NTT接入网转 型的核心思想是IP+光纤+多业务接入。新建IP接入层网络中，以FTTH方式为主， FTTN+VDSL2方式为辅，局部区域开始部署建设WiMAX接入技术。国内运营商也同 样如此，中国移动、中国网通也正在抓紧向用户驻地网小区不放光缆，为下一步 抢占用户接入的制高点做好准备。从以上国内

26、外运营商的战略可以看出，一场无 声息的接入网转型大战即将拉开序幕，谁网络转型的快，转型的早，谁就有可能 是最终的胜利者。所以，铜陵电信要充分抓住当前技术转型的机遇，科学高效地 推进接入网的整体转型，确保接入市场在电信运营商竞争中的领先优势。成本因素驱动：上一小节提过，在铜陵电信推进企业转型的过程中，由于 受国际资本市场制约和企业自身精确化管理需要，投资和维护成本每年都在大幅度下降，以CAPEX占收入比为例，铜陵电信2005年为35. 68%, 2006年为32.18%, 2007年则下降到28. 67%,而目前国际上主流运营商CAPEX占收入比基本上也就在 20%左右，铜陵电信要想向国际一流运

27、营商看齐，未来几年投资势必还要下降。维 护成本也同样如此，基本上像铜陵这种规模的本地网，维护成本每年也在以10% 左右的比例下降。但是在投资、成本逐年下降的同时，收入还要保证有一定比例 的增长，所以，网络如何更有效益地发展是运营商高度关注的问题，而作为投资 和维护成本中的重i一接入网的建设和维护是改善网络发展模式的关键所在，所 以说，从成本因素考虑，接入网的转型也是势在必然。从以上市场、技术、成本三个方面的要素分析可以看出，铜陵电信为了生存 和发展的需要，必须对接入网实施转型，必须对以往的建设思路进行反思和调整， 改变多年来形成的惯性思维和做法，认真研究和吸取世界先进国家电信运营商的 宝贵经验

28、，结合本地区的实际情况，抓住机遇、大胆创新，加快网络转型进程， 摸索出一条符合国情的发展之路。2.3接入网转型的必然选择一光进铜退上一小节，我们分析了接入网转型的必要性和急迫性，本节主要讨论接入网 转型的技术选择，即网络转型的实现模式，因为如果技术选择发生差错，则很有 可能造成转型不成功,或者即使转型成功，但付出代价太大。所以正确的技术方 向选择是转型能否成功的关键。如果撇开无线宽带接入技术不谈，放眼当今世界电信有线宽带接入技术的发 展，主要有以下两类：基于铜缆的 ADSL、ADSL2+、VDSL、VDSL2+等 xDSL 技术。DSL (Digital Subscriber Line：数字用

29、户线路）是一种以铜芯电话双绞线为传输介质的传输技 术，根据所采用的调制、编码技术及上下行带宽速率的不同，DSL可以分为对称型 DSL和非对称型DSL,对称型DSL以HDSL、SHDSL技术为代表， 目前主要在企业内 部网络中有少量应用，电信网络中很少采用。而非对称型DSL主要以ADSL、VDSL 技术为代表，ADSL2+和VDSL2+分别是两者的第二代增强型技术。这些技术的共同 特点是下行速率远大于上行速率，下行接入带宽从512K55M不等，而上行带 宽只有384K 19. 2M，这种特点非常适用于普通用户上网，因为绝大部分用户都是 下载数据量大，而上传数据量很小。再加上DSL技术最大程度地利

30、用中国电信现有铜缆资源，投资相对较省的优点，所以ADSL和VDSL技术在电信接入网中得到 了广泛的应用。像铜陵电信目前就以ADSL 2+接入技术为主，ADSL 2+用户在整 个宽带用户中占比达到95%以上。但是xDSL技术有一个共同的缺点就是受铜缆接 入距离的影响很大，铜缆接入距离越近，所能提供的带宽就越高。而一旦铜缆接 入超过一定距离，受实际线路质量影响，接入带宽就会降到很低甚至宽带根本无 法开通（ADSL和VDSL接入带宽与铜缆距离的关系见图2-2)。0.6km 0.8km图2-2 ADSL/VDSL速率与铜缆长度的关系 2.以光纤+五类线为代表的LAN接入技术，这种接入技术主要用于大客户

31、/商 业客户和较为高档的驻地网小区，用户端五类线上联至接入层.LAN交换机组成局 域网，再通过光纤上联到城域网完成宽带的接入。这种接入技术全程采用以太网 和IP交换，优点是接入带宽高，可以为用户提供10M-100M的带宽。缺点是交换 机设备建在用户楼道或弱电井，外接交流电源，一旦停电，所有通信就会中断。 另外这种接入方式只能解决宽带接入，话音仍需通过铜缆解决，所以建设成本要 高于xDSL接入方式。以上分析可以看出，xDSL技术和LAN接入技术都有各自的优点和缺点，考虑 到中国电信拥有丰富的铜缆资源，这是中国电信目前在接入市场占有优势的根源 所在，也是中国电信数代人经过艰苦奋斗创立的一笔宝贵财富

32、。这部分资源如果ADSL2+下打ADSL2+速率与锏缆长度的关系ADSL2-*- VM -o- ADSL2 M Ftr ADSL2+M 上行1.0km 1.5km 2.0km 2.5kmVDSL2速率与铜缆长度的关系（实验资楔拟测试结课）VDSL2下行餚宽O- VDSL2上行带宽 50M 42M 、40M30M 24M0.4km1.0km1.2km 19M 17M20M C-一 lfm6M不充分加以利用，那么不仅是放弃了已经建立起来的领先优势，让人痛心；而且 所有一切推翻从头来过需要巨大的投资支撑，依照中国电信目前的经济实力也无 法承受。而基于铜缆的接入技术目前难以适应发展需要的主要原因是受接入距离 限制带宽上不去，只要我们把铜缆距离缩短到一定的范围之内，接入带宽是足以 满足我们业务发展需要的。所以，以xDSL技术为主，充分发挥铜缆资源优势，同 时有步骤的发展光纤接入，是当前中国电信较为积极稳妥的选择。中国电信的接 入网转型不是把铜缆推掉，全部用光缆取代，而是通过科学的方法实现光缆逐步 向用户端延伸，铜缆接入距离逐步缩短，