PON與xDSL融合組網(wǎng)應(yīng)用模式探討

摘要  本文介紹了PON與xDSL融合組網(wǎng)的背景，分析了融合組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，提出了融合組網(wǎng)的幾種主要應(yīng)用模式。

1、引言

目前，中國(guó)電信寬帶接入主要采用xDSL（如ADSL、ADSL2+等）、LAN、WLAN等技術(shù)，其中基于銅纜接入方式的xDSL所占的比例最大，達(dá)80%以上，其次是LAN接入方式，而無(wú)線(xiàn)接入僅是有線(xiàn)接入的補(bǔ)充手段。

數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)接入復(fù)用器（DSLAM）是xDSL系統(tǒng)的主要設(shè)備，通過(guò)銅纜與用戶(hù)端的調(diào)制解調(diào)器相連，為用戶(hù)提供寬帶業(yè)務(wù)接入。目前電信網(wǎng)中的DSLAM設(shè)備基本放置于局端，通過(guò)IP網(wǎng)或ATM網(wǎng)或光纖直聯(lián)的方式上聯(lián)到寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器（BRAS）。目前電信運(yùn)營(yíng)商已不再對(duì)城域ATM網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)容，并轉(zhuǎn)向建設(shè)IP寬帶城域網(wǎng)，基于ATM方式的DSLAM已越來(lái)越難以適應(yīng)實(shí)際組網(wǎng)的需要，因而IP DSLAM將成為DSLAM應(yīng)用和發(fā)展的方向。

現(xiàn)網(wǎng)中的xDSL接入主要有512 kbit/s、1 Mbit/s、2 Mbit/s等幾種下行速率，上行速率為512 kbit/s。隨著IPTV等業(yè)務(wù)的發(fā)展，對(duì)xDSL接入速率提出了更高的要求。

xDSL的可接入速率與銅線(xiàn)的長(zhǎng)度直接相關(guān)，由于現(xiàn)網(wǎng)中的銅線(xiàn)接入距離普遍較長(zhǎng)，對(duì)xDSL升速造成較大困難，很大比例的用戶(hù)無(wú)法得到開(kāi)展視頻等業(yè)務(wù)所需要的帶寬。對(duì)于IPTV業(yè)務(wù)，目前的標(biāo)清電視需要3 Mbit/s左右的帶寬，高清電視則需要至少6 Mbit/s的帶寬，此外還有高速上網(wǎng)、視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)游戲、VoIP等其他業(yè)務(wù)也需要占用一定的帶寬。解決用戶(hù)銅線(xiàn)接入距離過(guò)長(zhǎng)的最直接的方法就是通過(guò)光纖的延伸使DSLAM下移。

光纖到戶(hù)（FTTH）是固定寬帶接入網(wǎng)的發(fā)展方向，PON技術(shù)將是FTTH采用的主要接入技術(shù)。但考慮到目前FTTH的成本相對(duì)xDSL來(lái)說(shuō)還較高，因此短期內(nèi)不可能取代xDSL技術(shù)，但應(yīng)積極推進(jìn)FTTx（如FTTC、FTTP、FTTB等），縮短銅纜的長(zhǎng)度，以便提高寬帶接入網(wǎng)的可接入速率。

在當(dāng)前FTTH還不能一步到位的情況下，PON與xDSL融合組網(wǎng)是一種較好的應(yīng)用形式，這種組網(wǎng)模式可以利用PON和xDSL的技術(shù)特點(diǎn)，提供一種全新的寬帶接入方式，滿(mǎn)足用戶(hù)的多業(yè)務(wù)帶寬需求。

2、融合組網(wǎng)技術(shù)

目前，ADSL2+技術(shù)已成熟，并開(kāi)始在現(xiàn)網(wǎng)中規(guī)模化應(yīng)用。ADSL2+在傳統(tǒng)的ADSL基礎(chǔ)上對(duì)性能和功能方面進(jìn)行了較大改進(jìn)，提高了數(shù)據(jù)速率和對(duì)線(xiàn)路的適應(yīng)能力，是目前新增ADSL設(shè)備的主要選擇技術(shù)。

VDSL（超高速用戶(hù)數(shù)字線(xiàn)路）可以提供短距離高速非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)和中等距離的對(duì)稱(chēng)或接近對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)。VDSL2技術(shù)結(jié)合了ADSL2+和VDSL的特點(diǎn)，支持更高的傳輸速率。但目前VDSL2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還有待完善，芯片還不太成熟，互通性及兼容性較差。

目前EPON（GEPON）技術(shù)比較成熟，并已在電信現(xiàn)網(wǎng)中應(yīng)用，可支持1 Gbit/s的上下行對(duì)稱(chēng)以太網(wǎng)速率，可以承載數(shù)據(jù)、IPTV、VoIP等多種業(yè)務(wù)。GPON可以支持2.5 Gbit/s的上下行對(duì)稱(chēng)速率，但GPON標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜且制定較晚，目前主流的設(shè)備及芯片廠商均在進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，市場(chǎng)上尚無(wú)完整的GPON解決方案，預(yù)計(jì)一兩年后GPON技術(shù)及產(chǎn)品也將成熟。

因此，目前融合組網(wǎng)所采用的PON技術(shù)應(yīng)是EPON技術(shù)，所采用的xDSL技術(shù)主要是ADSL2+技術(shù)。PON與xDSL融合組網(wǎng)模型如圖1所示。

圖1　PON與xDSL融合組網(wǎng)模型

圖1中SR指業(yè)務(wù)路由器。PON系統(tǒng)主要由OLT、ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）、ONU組成，其中ODN由光分路器和光纖線(xiàn)路等組成。ONU與DSLAM可能是分離的，也可能是集成的。

PON與xDSL融合組網(wǎng)方式綜合應(yīng)用了xDSL和PON技術(shù)，具有以下一些優(yōu)勢(shì)。

●提高了用戶(hù)可接入帶寬。融合組網(wǎng)方式使DSLAM向用戶(hù)端靠近，縮短了銅纜接入長(zhǎng)度，因而提高了用戶(hù)的可接入帶寬。

●節(jié)約設(shè)備端口資源。隨著用戶(hù)接入帶寬的不斷提高，未來(lái)BRAS的業(yè)務(wù)端口將主要是GE接口，相對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)中采用的DSLAM光纖直聯(lián)BRAS方式，融合組網(wǎng)可以使DSLAM經(jīng)PON系統(tǒng)匯聚后再上聯(lián)BRAS，因而可多臺(tái)DSLAM共享GE端口，從而節(jié)約了昂貴的BRAS端口資源。

●節(jié)約光纖資源。PON系統(tǒng)的上下行業(yè)務(wù)流在一根光纖中傳送，融合組網(wǎng)方式將減少對(duì)光纖資源的消耗。DSLAM下移后，DSLAM的數(shù)量將明顯增加，傳統(tǒng)的光纖直聯(lián)等方式無(wú)疑將消耗更多的光纖資源。目前不少地方，特別是大型城市，管道資源相對(duì)緊張，光纜資源難以擴(kuò)容。

●提高運(yùn)營(yíng)商投資效益。相對(duì)于FTTH的接入網(wǎng)升級(jí)改造，融合組網(wǎng)方式投資成本低，網(wǎng)絡(luò)改造難度小。融合組網(wǎng)可以充分利用用戶(hù)端現(xiàn)有的銅纜資源，而且無(wú)需對(duì)用戶(hù)端進(jìn)行布線(xiàn)改造。

●融合組網(wǎng)具備較強(qiáng)的業(yè)務(wù)支持能力。PON系統(tǒng)能提供GE/FE、E1/T1、STM-1、POTS等多種接口，并能提供不同的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)，以滿(mǎn)足多種業(yè)務(wù)承載的需要。而且PON系統(tǒng)還具備較完善的組播業(yè)務(wù)復(fù)制、控制能力，為將來(lái)最終實(shí)現(xiàn)組播業(yè)務(wù)在DSLAM上的復(fù)制和控制準(zhǔn)備了條件。

●維護(hù)方便。相對(duì)于采用交換機(jī)匯聚DSLAM方式，融合組網(wǎng)采用無(wú)源光分路器對(duì)多臺(tái)DSLAM進(jìn)行匯聚后連至端局的OLT設(shè)備，匯聚線(xiàn)路中無(wú)需機(jī)房及供電等配套設(shè)施，從而減小了維護(hù)工作量。

3、應(yīng)用模式

PON與xDSL融合組網(wǎng)的應(yīng)用模式多種多樣，本文根據(jù)PON系統(tǒng)的ONU設(shè)備在融合組網(wǎng)中的位置，闡述3種組網(wǎng)應(yīng)用模式。

3.1　ONU置于端局

ONU置于端局的組網(wǎng)模式如圖2所示，其特點(diǎn)是，PON系統(tǒng)的光分路器、ONU與DSLAM放置于一般端局，OLT放置于業(yè)務(wù)接入節(jié)點(diǎn)局，光分路器一般采用1:4（或1:8）的光分支器件。DSLAM通過(guò)FE/GE端口連接ONU，一般端局的多個(gè)ONU各自通過(guò)GE光口上聯(lián)，經(jīng)ODN連接至OLT，OLT通過(guò)多個(gè)GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

圖2　ONU置于端局的組網(wǎng)模式

這種組網(wǎng)模式將一般端局的多臺(tái)IP DSLAM設(shè)備通過(guò)PON系統(tǒng)匯聚后再上聯(lián)BRAS/SR等業(yè)務(wù)接入設(shè)備，可以節(jié)約該端局至BRAS/SR所在局的中繼光纖資源。

這種模式主要用于一般端局IP DSLAM的匯聚上聯(lián)和端局周邊xDSL寬帶用戶(hù)的接入。如果端局的DSLAM是ATM上聯(lián)接口，則不能應(yīng)用該模式，除非對(duì)其改造或更換為IP上聯(lián)的DSLAM。

3.2　ONU置于小區(qū)機(jī)房

ONU置于小區(qū)機(jī)房的組網(wǎng)模式如圖3所示，其特點(diǎn)是，PON系統(tǒng)中的OLT放置于業(yè)務(wù)接入節(jié)點(diǎn)局，光分路器放置于一般端局，ONU與DSLAM放置于小區(qū)機(jī)房。DSLAM通過(guò)FE/GE端口連接ONU，ONU通過(guò)GE光口上聯(lián)，經(jīng)ODN連接至OLT，OLT通過(guò)多個(gè)GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。ONU至端局的光纖距離可以是數(shù)km，甚至是十幾km。

圖3　ONU置于小區(qū)機(jī)房的組網(wǎng)模式

由于DSLAM下移到小區(qū)，用戶(hù)端的銅纜接入距離短了（一般在1.5 km以下），可以向用戶(hù)提供較高的接入帶寬。

這種應(yīng)用模式可以將端局下面的多個(gè)用戶(hù)小區(qū)的DSLAM設(shè)備匯聚上聯(lián)至BRAS/SR所在的業(yè)務(wù)接入節(jié)點(diǎn)局，并節(jié)約用戶(hù)小區(qū)至BRAS/SR所在局的中繼光纖資源和接入網(wǎng)光纖資源。

IPTV等高帶寬業(yè)務(wù)的發(fā)展，對(duì)寬帶接入速率提出了新的要求。目前電信網(wǎng)中的DSLAM基本放在端局，離端局較遠(yuǎn)的用戶(hù)（如3 km以上）將難以開(kāi)展這些高帶寬業(yè)務(wù)，這就需要DSLAM設(shè)備下移。這種模式一般將下移的DSLAM放置于用戶(hù)小區(qū)機(jī)房，如果小區(qū)內(nèi)沒(méi)有設(shè)置機(jī)房的條件，則可以在小區(qū)附近的電纜交接箱旁設(shè)置路邊機(jī)箱（機(jī)柜），將DSLAM設(shè)備置于其中。

下移到用戶(hù)小區(qū)或小區(qū)附近的DSLAM可以向用戶(hù)提供10 Mbit/s左右的高接入速率，以滿(mǎn)足用戶(hù)未來(lái)幾年開(kāi)通IPTV等業(yè)務(wù)的帶寬需求。

3.3　ONU置于用戶(hù)樓內(nèi)

ONU置于用戶(hù)樓內(nèi)的組網(wǎng)模式如圖4所示。這種模式的特點(diǎn)是將PON系統(tǒng)的ONU放置于用戶(hù)樓內(nèi)，DSLAM（有幾個(gè)至幾十個(gè)用戶(hù)端口）內(nèi)置在ONU中（目前已有設(shè)備廠商在開(kāi)發(fā)這樣的產(chǎn)品），ONU至用戶(hù)端的銅纜長(zhǎng)度短（在幾百米內(nèi)）。ONU經(jīng)ODN上聯(lián)至OLT，OLT通過(guò)多個(gè)GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

圖4　ONU置于用戶(hù)樓內(nèi)的組網(wǎng)模式

在這種模式中，每個(gè)DSLAM下的用戶(hù)數(shù)不多，一個(gè)小區(qū)中將有多個(gè)甚至幾十個(gè)這樣的DSLAM。由于內(nèi)置DSLAM的ONU放置于樓內(nèi)，所以無(wú)需在小區(qū)設(shè)置機(jī)房。

這種融合組網(wǎng)模式既可以解決用戶(hù)對(duì)超高接入速率的需求（20 Mbit/s左右），又可以解決DSLAM下移工程中可能碰到的機(jī)房問(wèn)題。

幾年后VDSL2技術(shù)及應(yīng)用將走向成熟，VDSL2在幾百米的銅纜長(zhǎng)度范圍內(nèi)相對(duì)于ADSL及ADSL2+等DSL技術(shù)來(lái)說(shuō)，具有明顯的帶寬優(yōu)勢(shì)。如果ONU內(nèi)置的DSLAM采用VDSL2技術(shù)，可以為用戶(hù)提供高達(dá)數(shù)十兆的上下行對(duì)稱(chēng)接入速率。

另一方面，可以預(yù)見(jiàn)，隨著高清電視、視頻通信、高速上網(wǎng)等高帶寬業(yè)務(wù)需求的增多，需要為用戶(hù)提供超高寬帶接入速率（如20 Mbit/s甚至更高）。在普遍應(yīng)用FTTH作為寬帶接入方式的條件還不成熟的情況下，應(yīng)用這種融合組網(wǎng)模式可以很好地滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求。

4、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)

PON具有業(yè)務(wù)透?jìng)�、L2交換及業(yè)務(wù)匯聚、組播復(fù)制與控制等功能，支持業(yè)務(wù)的QoS、DBA（動(dòng)態(tài)帶寬分配）、VLAN Stacking、VLAN Trunk，為PON與xDSL融合組網(wǎng)的現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)提供了條件。

在目前寬帶業(yè)務(wù)量尤其是IPTV的業(yè)務(wù)量還不是很大的情況下，業(yè)務(wù)的認(rèn)證、組播業(yè)務(wù)的復(fù)制與控制工作可以仍由BRAS來(lái)完成。但這種情況下的業(yè)務(wù)服務(wù)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，控制節(jié)點(diǎn)集中，單點(diǎn)故障將造成較大的影響。

隨著IPTV業(yè)務(wù)（組播、點(diǎn)播）等高帶寬業(yè)務(wù)的普及與發(fā)展以及對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的提高，將要求盡量在接近用戶(hù)的地方進(jìn)行業(yè)務(wù)復(fù)制，以便減少網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力和縮短服務(wù)響應(yīng)時(shí)間，并避免集中的單點(diǎn)故障問(wèn)題。

目前PON系統(tǒng)的OLT及ONU基本具備組播業(yè)務(wù)復(fù)制及控制功能，也有廠商已開(kāi)發(fā)出采用PON技術(shù)上聯(lián)的DSLAM設(shè)備，該設(shè)備支持IGMP snooping、IGMP proxy、IGMP router等功能，支持組播VLAN功能，能實(shí)現(xiàn)基于不同VLAN的組播復(fù)制功能，支持CAC（頻道訪(fǎng)問(wèn)控制）、PRV（頻道預(yù)覽）、CDR（呼叫詳細(xì)記錄）、SMS（業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)）業(yè)務(wù)管理等組播管理功能。在實(shí)際業(yè)務(wù)開(kāi)通時(shí)，為區(qū)分用戶(hù)和業(yè)務(wù)類(lèi)型、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)等，需合理配置相應(yīng)的PVC及VLAN，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件和業(yè)務(wù)需要，配置和啟用系統(tǒng)的相關(guān)功能。

由于融合組網(wǎng)系統(tǒng)涉及傳輸、數(shù)據(jù)、交換、寬帶接入等多個(gè)領(lǐng)域，維護(hù)質(zhì)量要求高，維護(hù)技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，這就給系統(tǒng)的維護(hù)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，需要打破傳統(tǒng)的條塊分割式維護(hù)模式，建立清晰的維護(hù)界面和維護(hù)流程，完善運(yùn)維支撐系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行集中綜合維護(hù)，并培訓(xùn)和組建一支綜合維護(hù)隊(duì)伍以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

5、結(jié)束語(yǔ)

PON與xDSL融合組網(wǎng)是在電信寬帶業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，帶寬需求不斷增加，xDSL技術(shù)不斷發(fā)展和成熟，普遍的光纖到戶(hù)還有待時(shí)日以及“光進(jìn)銅退”的背景下提出來(lái)的一種組網(wǎng)方式。融合組網(wǎng)方式具有節(jié)約光纖資源等多種優(yōu)點(diǎn)，采用融合組網(wǎng)方式，既可以充分利用用戶(hù)端現(xiàn)有的銅纜資源，增強(qiáng)電信運(yùn)營(yíng)商的投資效益，又可以很好地滿(mǎn)足今后幾年寬帶業(yè)務(wù)的接入寬帶需求。