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1、PON在电信接入网提速改造中的应用软件技术PON在电信接入网提速改造中的应用-软件技术PON在电信接入网提速改造中的应用 龙武昌 (上海电信住宅宽频网络有限公司上海200000) 摘要 传统ADSL或FTTB+LAN接入网的上下行非对称的传输使得速率低，故障点位多等缺点很难适宜宽带网络的技术需求，在宽带需求高速增长的状态下，现有的接入网络传输瓶颈难以满足速率需求。选用PON技术，设计ODN光分配网络来改造接入网，将单纤传输与无源光网相结合，体现了其独有的组网优点。改造结果表明，PON技术在宽带接入“最后一公里”组网中的应用，传输速度提高了60%，境外网站下载速率为800Kbps，本地网站下载速

2、率最高可达1.86Mbps。 关键词 PON技术，接入网，提速改造，FTTH 中图分类号：TP3 文献标识码：A doi:1 0.3969/ 0引言 随着网络技术的发展，宽带用户希望能获得运营商提供稳定、高速率的宽带业务，电信运营商在考虑对用户提供优质业务的同时，也在思考如何尽可能地降低运营成本，加大了对接入网组网策略的创新力度。在“光进铜退”的今天，对原有网络的技术改造势在必行。PON的传输速率高、建设维护低成了接入网首选。 1 PON技术原理 1.1 PON系统组成 近来研发卅来的接入网新技术-PON（无源光纤网络，Passive Optical Network）成为FTTH/O的首选方案

3、，称之为“无源光网络”，其通信系统的构成分为二部分：第一部分由OLT（局端设备）和ONU/ONT（用户端设备）组成，包括局端与用户端在内两侧的通信设备为发送与接受光信号的有源通信节点；第二部分为ODN（光分配网），所谓“无源”，是指组成传输部分的ODN由光分路器和以光纤为传输媒质的无源光器件构成的一套光传输链路，整套链路上无任何有源器件。 1.2 PON技术原理 PON是一种基于P2MP拓扑结构的物理层上网络技术，下行采用波长为1490nm广播方式，是点对多点的物理网络，OLT始终拥有整个下行带宽；上行采用波长为1310nm的TDMA技术，是多点对一点的网络，多个ONU都向一个OLT发送数据，

4、用2个不同波长实现了单纤传输双向数据。在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接人，可提供上下行对称的1.25Gbit/s线路传输速率，具有同时传输TDM、lP数据和视频广播的能力。TDM和IP数据采用IEEE 802.3以太网的标准，还可扩展第三个波长（通常为1550nm）实现视频业务广播传输。 2当前电信接入网存在的问题 为什么要进行接入网改造？以下进行分析。接入网直接连接广大宽带用户，其物理层传输的优良程度直接与用户的网络速率和QoS（Quality of Service）休戚相关。 2.1网络设备的交换能力亟待提高 正在使用语音的电路交换与数据的报文分组交换通信技术没

5、有跟上用户日益增长的高带宽需求。当前使用ADSL用户比例占63%，DSLAM设备母板的数据包处理（存储转发）速度最大只有2Gbps，母板总容量和交换能力低；下载与上传时间长，无法做到“有需就有供”，影响数据即时（视频和多媒体）通信质量，网络速度亟待改造提高。 2.2传输电缆线路严重老化 大部分铜缆通信线路年久老化，故障点多，障碍报修率高。 2.3建设投入与运营成本高居不下 铜缆媒质传输数据，因受远、近端串扰等因素，对其材质要求高，致其单价一直高居不下。密集型用户的大型住宅小区资源不足，有扩容需求，与现有光缆资源不足之间存在问题。 3接入网PON改造实施及出现的问题 基于以上原因及存在的问题，对

6、现行运营接入网的改造势在必行，也是大势所趋。选用PON技术在大宁综合片区作为接入网改造试验立项后，面临如何制定改造计划与步骤？遇到PON技术缺陷又如何予以解决？ 3.1大宁片区原有网络及在线用户 为什么要选择大宁综合片区作为PON改造试验点？因其处的困境是一个具有代表性的缩影，其特点为：用户状态多样、市场细分情况复杂，现有接入网组网方式七零八乱。具体如表1。如何突破出这一困境，选择技术提速改造是最佳出路。 3.2改造目的与要求 为了整片区域的接入网全部统一改成PON接入，按一、二级光分路由，具体方式为FTTH/FTTO，用户语音与数据合为一体，以实现接入网的两网合一。要求充分利用部分原有光缆资

7、源，在线用户的割接障碍申告率控制在8%以下，A类故障一次恢复率50%，B类故障一次恢复率80%，C类故障一次恢复率95%。 3.3改造实施过程及出现问题 3.3.1 0DN光链路改造 住宅小区的原已在运营接入网为FTTB+LAN，中心机房至楼道交换机为点到点的2芯光缆连接，楼道交换机至用户终端为五类线连接。在此网络上，采用二级分光，改造成FTTH覆盖，原有部分分支光缆需利旧（难点之一）。安排线路班按设计的光缆路由图敷设光缆，机柜上部分固定至局房的主干光缆，用于连接至华为MA5680T的OLT上，中间5档安装1：16光分路器5只，下部分固定至小区楼道4芯光缆分纤箱，箱内安装3至4片1：4光分路器

8、（覆盖12至16户用户）。 当断开利旧光缆时，原被拆除光缆所覆盖用户即断网了。这事故非同小可，改造被迫暂时停止，以策解决。 4栋商务楼的原大多数用户是DDN数据专线接入，改造为FTTO方式覆盖，为避免断开利旧光缆而出现断网事故，吸取改造与在线割接中出现问题的教训，光缆一次性全新施工。商务楼内每2层安装一只24芯光分纤箱，皮线光缆至用户端。 稀疏且分布广的老式私房分散点，按PON+DSLAM的一级光分实施改造成POP点。在原有电缆交接箱附近加装DSLAM设备，设备箱敷设4芯光缆至小区中心机房内。PON的1:8光分路器安装在机房19英寸机柜内，其上行连接到局端MA5680T上，下行分别用光跳纤连接

9、4芯光缆至DSLAM的上行，原有电缆交接箱至用户的语音电缆不改动。 3.3.2 0LT设备数据配置 OLT设备采用华为MA5680T（B平面），其业务类型为IPTV+PPPOE+AG+网管。把以下数据配置到MA5680T内。PPPOE数据：通过PPPOE拨号动态获取公网lP地址，VLAN（范围为10011800）。AG数据：上联GSR时，IAD地址规划采用每个PON口8个C地址，通过DHCP动态获取lP；媒体信令地址（IAD私网网段）采用，VLAN范围为41 50。设备网管：采用 3.3.3 PON系统测试及出现的问题 改造初步完成后，大宁综合片区PON系统架构如图1，采用系统分级测试与用户点

10、抽查测试相结合的方法，开始对整个系统进行测试。测试第一步，远程登录到局房华为5680T，用ping命令到大华7450设备上是通的，但ping命令到彭浦CX600汇聚交换机则没成功。进入彭浦局房直接连接上MA5680T，然后重新检查数据配置，30分钟后依旧没有ping成功，静心思考问题出处。测试第二步：进人大宁商务广场办公楼内，在用户端测试语音与数据成功。到住宅小区内随机选择16个用户做PPPOE拨号上网测试，登录成功后，用丢包T具软件ATKKping测试6个用户家里的ATKKping测试丢包结果偏高、网络延时较长；最差情况是网络丢包率达24.1%，网络延时为203.3000ms，需查明原因后再

11、做网络优化调整。 3.4在线用户割接 在ODN光缆改造与OLT上数据配置完及经系统测试后，即着手在线用户割接到PON网上。割接前，在客户关系管理( CRM)系统里将用户工单（包括公客PPPOE拨号帐号及高端专线用户重新申请的公网lP等信息）打印出来。割接任务分配给3个小组同时实施，割接过程显露出来了一些隐性问题。光链路损耗过大，ONT得不到lP地址，PPPOE拨号无法登录及验证，lP协议配置不当，华为HG-813e用户终端不匹配。 4问题解决方法及组网策略 4.1解决方法 大宁路660弄老式住宅小区施工改造被停止，第一反应的解决办法是ODN传输光缆改造与割接必须同步进行，这样才能有效控制断网时

12、间，经慎重分析后，着手从小区中心机房至门洞每更换一根光缆，熔接后立即割接该门洞内的用户，从更换光缆到用户在线割接，必须在12小时内完成。第二个办法是敷设临时光缆以解燃眉之急，但会增料和误工，为下策。 4.1.2 0DN网光链路故障解决 接入网改造为PON传输的ODN网，在波长为1 310nm时，每条光链路的总损耗严格控制在2.5dB以下，包括增强型的OLT发送光功率在2.3-0.9dB之间，ONU/ONT接受光功率的灵敏度为-15dB，光链路损耗过大，必然影响改造网络的通信质量。在ODN网络施工过程中，通过施工一段就用OTDR和光功率计测试一段的办法，严格按ODN网络要求，不符合标准的光链路，

13、或重新熔接或整理光缆弯曲半径，对故障一一解央。 4.1.3 0LT上行ping不通问题解决 登录到MA5680T上ping其上联汇聚交换机CX600没成功问题，在局房现场的CX600汇聚交换机与MA5680T安装处，发现MA5680T其中的一路上行至相邻柜的CX600交换机的距离太近，光跳纤总长度只有6米，原因是OLT的这一路上联的发送光信号过强，为2.7dB，而6米长的光链路损耗只有0.2dB，导致与CX600交换机产生数据组塞而不通。解决方法是在MA5680T与CX600汇聚交换机之间SC-LC光跳纤上套接衰减值为5dB光衰减器，然后再登录MA5680T上，用命令ping到彭浦CX600成

14、功，至此问题解决。 4.1.4 0LT端口覆盖数的调整方法 ATKKping测试丢包结果偏高、网络延时较长的6个用户特点是位置分散在整个住宅小区里，似乎毫无规律可言。经对整个改造的PON网络每层节点逐层分析，把问题集中到了彭浦局房OLT上每个PON口覆盖用户(ONT)数量上了，其最大值是64，建议值为32，而本改造工程采用的实际数是其最大值64。基于这点，我们提出了一个想法：重新调整PON端口覆盖数，小区中心机房里增装15个1:8的一级光分路器，在原一级光分为1:16上叠加二级为1:4的ODN上，调整为一级光分为1:8上叠加二级为1:4的方法，由原实施的1个PON端口下覆盖64户(16x4)调

15、整为32个( 8x4)用户，虽增加15个1:8的一级光分路器材料，但其作用是终端用户的丢包率与网络延时问题已彻底地完整解决。 华为MA5680T上自带PON端口光模块作为光源，使用Acterna OLS-6光功率计测定ONU/MDU数据为-2.6至-15dB之间，功率预算值1:16为5-18dB，1：32为10-24dB。在笔记本电脑上使用测试软件直接下载测试速率，下载境外网站速率为800Kbps，下载本地网站速率最高可达1.86Mbps。与其他如ADSL或FTTB+LAN接人方式相比，传输速度提高了60%至110%。 4.2改造心得 4.2.1 PON端口覆盖户数是关键 在ODN传输网络设计

16、时，OLT上PON端口覆盖户数是关键一步，做好了这一步，就既能对网络设备资源的合理使用，又可以保证PON网络通信质量。 4.2.2 lP地址规划是重点 在接入设备OLT或终端ONU进行数据配置前，需要将设备的管理lP与各项业务lP、VLAN划分进行预先规划，这一点及其重要。在需要安装大量ONU设备时，当第一个ONU的数据配置完后，可作成数据模板导入其他ONU里，进行成批配置。 4.3 PON组网策略 一般来说，PON应用组网可以分为3种方式：FTTH、FTTO、FTTB+X。每种方式状况对应的PON系统，都能给各种用户带来不同的需求，运营商可依据覆盖用户区域情况选择适合自身的组网策略。 4.3

17、.1 FTTH光纤到家方式 FTTH最好地体现了PON技术的组网优势。其组网方案为，OLT安装在局端或小区中心机房，一级光分路器放置在室外光交接箱内，二级光分路器放置在楼道光分纤箱内，ONT放在用户家中。FTTH组网方式要求PON提供多种业务接口以支持三网合一，实现多业务的综合接人。 4.3.2 FTTO光纤人办公室方式 PON的FTTO组网可以很好地解决需要高带宽的商业用户接入。因OLT设备支持FE/GE、E1、STM-1三种接口，作为直接面对用户的终端设备ONU，支持FE、E1、POTS接口。对于政企客户，由于业务的可靠性要求很高，最好能实现干路光纤和支路光纤的双纤保护倒换。 4.3.3

18、FTTB+X光纤到楼方式 PON也可以用作楼道交换机或DSLAM的汇聚上联手段，实现FTTB+X（DSLAM或LAN）组网。基于PON技术的FTTB+X应用主要包括PON+DSLAM和PON+LAN方式。在这种应用中，OLT放在局端，光分路器放置在小区室外光交接箱内或机房室内，MDU放置在带有220V市电的楼道设备箱内，DSLAM或LAN交换机集中楼道内用户语音电缆和五类线。本方式的缺点是因需要引入市电给MDU供电，在市电供应不是很稳定的地区，常常对运维方面带来很大的不便。 5 PON技术应用评价与总结 PON技术的应用对接入网改造效果究竟如何？我们在表2中对三种技术进行了比较。 5.1 PO

19、N经济技术评价 据表2中的对比，从经济角度分析得出：FTTH/FTTO建设与维护成本居中，但是，随着通信光缆的规模化生产，价格下降，FTTH/FTTO的成本将会越来越低。 5.2 PON技术优势 从表2可以看出，PON明显具备诸多技术优势，其提高速率，减少网络故障点，光纤资源利用率高，线路品质稳定，受环境影响小，是接入网新建与改造的首选方案。主要体现在： 达到单纤双向传输1 000M，实现公客用户以低费用获得100M接入端口，接入网宽待速率能实现质的飞跃。 与点对点方式对比，光模块减少50%，光纤减少95%，能够减少主干光纤资源占用，节约投资。网络结构灵活，针对不同用户群，FTTO/FTTH/

20、FTTB+LAN可混合组网，扩展能力强，业务支持能力强。 PON属于无源光网，相对来说，无源光器件故障点少；没有中间设备节点，网络组件数量少；ODN网络无需市电供应，不易受外界环境干扰。 5.3改造总结 在大宁区域接入网改造实施过程中，通过对所遇到的问题，假设某处为故障点，反复试验，进行分层分析，逐层排除故障点。结果表明，PON技术在宽带接入最后一公里组网中的应用，传输速度总体提高了60%，传输速率1M以上占比75%，500K至1M之间占比20%，低于500K占比5%以下。下载境外网站速率为800Kbps，下载本地网站速率最高可达1.86Mbps。 电信宽频接入网提速改造成以PON技术为核心的FTTH/FTTB+X方式，组网技术成熟、方式灵活多样，具有高带宽、低成本和运维方便等优势，其基本上主导了接入网的发展方向，值得在接入网改造上进行技术推广。