PON與xDSL融合組網(wǎng)應用模式探討

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，提出了融合組網(wǎng)的幾種主要應用模式。

1、引言

目前，中國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80%以上，其次是LAN接入方式，而無線接入僅是有線接入的補充手段。

數(shù)字用戶線接入復用器（DSLAM）是xDSL系統(tǒng)的主要設備，通過銅纜與用戶端的調(diào)制解調(diào)器相連，為用戶提供寬帶業(yè)務接入。目前電信網(wǎng)中的DSLAM設備基本放置于局端，通過IP網(wǎng)或ATM網(wǎng)或光纖直聯(lián)的方式上聯(lián)到寬帶遠程接入服務器（BRAS）。目前電信運營商已不再對城域ATM網(wǎng)進行擴容，并轉(zhuǎn)向建設IP寬帶城域網(wǎng)，基于ATM方式的DSLAM已越來越難以適應實際組網(wǎng)的需要，因而IP DSLAM將成為DSLAM應用和發(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)務的發(fā)展，對xDSL接入速率提出了更高的要求。

xDSL的可接入速率與銅線的長度直接相關(guān)，由于現(xiàn)網(wǎng)中的銅線接入距離普遍較長，對xDSL升速造成較大困難，很大比例的用戶無法得到開展視頻等業(yè)務所需要的帶寬。對于IPTV業(yè)務，目前的標清電視需要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)、視頻會議、網(wǎng)絡游戲、VoIP等其他業(yè)務也需要占用一定的帶寬。解決用戶銅線接入距離過長的最直接的方法就是通過光纖的延伸使DSLAM下移。

光纖到戶（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xDSL來說還較高，因此短期內(nèi)不可能取代xDSL技術(shù)，但應積極推進FTTx（如FTTC、FTTP、FTTB等），縮短銅纜的長度，以便提高寬帶接入網(wǎng)的可接入速率。

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

2、融合組網(wǎng)技術(shù)

目前，ADSL2+技術(shù)已成熟，并開始在現(xiàn)網(wǎng)中規(guī)�；瘧�用。ADSL2+在傳統(tǒng)的ADSL基礎上對性能和功能方面進行了較大改進，提高了數(shù)據(jù)速率和對線路的適應能力，是目前新增ADSL設備的主要選擇技術(shù)。

VDSL（超高速用戶數(shù)字線路）可以提供短距離高速非對稱業(yè)務和中等距離的對稱或接近對稱業(yè)務。VDSL2技術(shù)結(jié)合了ADSL2+和VDSL的特點，支持更高的傳輸速率。但目前VDSL2技術(shù)標準還有待完善，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)中應用，可支持1 Gbit/s的上下行對稱以太網(wǎng)速率，可以承載數(shù)據(jù)、IPTV、VoIP等多種業(yè)務。GPON可以支持2.5 Gbit/s的上下行對稱速率，但GPON標準復雜且制定較晚，目前主流的設備及芯片廠商均在進行相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，市場上尚無完整的GPON解決方案，預計一兩年后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)務路由器。PON系統(tǒng)主要由OLT、ODN（光分配網(wǎng)絡）、ONU組成，其中ODN由光分路器和光纖線路等組成。ONU與DSLAM可能是分離的，也可能是集成的。

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

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

●節(jié)約設備端口資源。隨著用戶接入帶寬的不斷提高，未來BRAS的業(yè)務端口將主要是GE接口，相對于現(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)務流在一根光纖中傳送，融合組網(wǎng)方式將減少對光纖資源的消耗。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，管道資源相對緊張，光纜資源難以擴容。

●提高運營商投資效益。相對于FTTH的接入網(wǎng)升級改造，融合組網(wǎng)方式投資成本低，網(wǎng)絡改造難度小。融合組網(wǎng)可以充分利用用戶端現(xiàn)有的銅纜資源，而且無需對用戶端進行布線改造。

●融合組網(wǎng)具備較強的業(yè)務支持能力。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)務優(yōu)先級，以滿足多種業(yè)務承載的需要。而且PON系統(tǒng)還具備較完善的組播業(yè)務復制、控制能力，為將來最終實現(xiàn)組播業(yè)務在DSLAM上的復制和控制準備了條件。

●維護方便。相對于采用交換機匯聚DSLAM方式，融合組網(wǎng)采用無源光分路器對多臺DSLAM進行匯聚后連至端局的OLT設備，匯聚線路中無需機房及供電等配套設施，從而減小了維護工作量。

3、應用模式

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

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)務接入節(jié)點局，光分路器一般采用1:4（或1:8）的光分支器件。DSLAM通過FE/GE端口連接ONU，一般端局的多個ONU各自通過GE光口上聯(lián)，經(jīng)ODN連接至OLT，OLT通過多個GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務網(wǎng)絡。

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IP DSLAM設備通過PON系統(tǒng)匯聚后再上聯(lián)BRAS/SR等業(yè)務接入設備，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寬帶用戶的接入。如果端局的DSLAM是ATM上聯(lián)接口，則不能應用該模式，除非對其改造或更換為IP上聯(lián)的DSLAM。

3.2　ONU置于小區(qū)機房

ONU置于小區(qū)機房的組網(wǎng)模式如圖3所示，其特點是，PON系統(tǒng)中的OLT放置于業(yè)務接入節(jié)點局，光分路器放置于一般端局，ONU與DSLAM放置于小區(qū)機房。DSLAM通過FE/GE端口連接ONU，ONU通過GE光口上聯(lián)，經(jīng)ODN連接至OLT，OLT通過多個GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務網(wǎng)絡。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)機房的組網(wǎng)模式

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

這種應用模式可以將端局下面的多個用戶小區(qū)的DSLAM設備匯聚上聯(lián)至BRAS/SR所在的業(yè)務接入節(jié)點局，并節(jié)約用戶小區(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)務的發(fā)展，對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，離端局較遠的用戶（如3 km以上）將難以開展這些高帶寬業(yè)務，這就需要DSLAM設備下移。這種模式一般將下移的DSLAM放置于用戶小區(qū)機房，如果小區(qū)內(nèi)沒有設置機房的條件，則可以在小區(qū)附近的電纜交接箱旁設置路邊機箱（機柜），將DSLAM設備置于其中。

下移到用戶小區(qū)或小區(qū)附近的DSLAM可以向用戶提供10 Mbit/s左右的高接入速率，以滿足用戶未來幾年開通IPTV等業(yè)務的帶寬需求。

3.3　ONU置于用戶樓內(nèi)

ONU置于用戶樓內(nèi)的組網(wǎng)模式如圖4所示。這種模式的特點是將PON系統(tǒng)的ONU放置于用戶樓內(nèi)，DSLAM（有幾個至幾十個用戶端口）內(nèi)置在ONU中（目前已有設備廠商在開發(fā)這樣的產(chǎn)品），ONU至用戶端的銅纜長度短（在幾百米內(nèi)）。ONU經(jīng)ODN上聯(lián)至OLT，OLT通過多個GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務網(wǎng)絡。

圖4　ONU置于用戶樓內(nèi)的組網(wǎng)模式

在這種模式中，每個DSLAM下的用戶數(shù)不多，一個小區(qū)中將有多個甚至幾十個這樣的DSLAM。由于內(nèi)置DSLAM的ONU放置于樓內(nèi)，所以無需在小區(qū)設置機房。

這種融合組網(wǎng)模式既可以解決用戶對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房問題。

幾年后VDSL2技術(shù)及應用將走向成熟，VDSL2在幾百米的銅纜長度范圍內(nèi)相對于ADSL及ADSL2+等DSL技術(shù)來說，具有明顯的帶寬優(yōu)勢。如果ONU內(nèi)置的DSLAM采用VDSL2技術(shù)，可以為用戶提供高達數(shù)十兆的上下行對稱接入速率。

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

4、運營與維護

PON具有業(yè)務透傳、L2交換及業(yè)務匯聚、組播復制與控制等功能，支持業(yè)務的QoS、DBA（動態(tài)帶寬分配）、VLAN Stacking、VLAN Trunk，為PON與xDSL融合組網(wǎng)的現(xiàn)網(wǎng)運營提供了條件。

在目前寬帶業(yè)務量尤其是IPTV的業(yè)務量還不是很大的情況下，業(yè)務的認證、組播業(yè)務的復制與控制工作可以仍由BRAS來完成。但這種情況下的業(yè)務服務響應時間長，控制節(jié)點集中，單點故障將造成較大的影響。

隨著IPTV業(yè)務（組播、點播）等高帶寬業(yè)務的普及與發(fā)展以及對業(yè)務質(zhì)量要求的提高，將要求盡量在接近用戶的地方進行業(yè)務復制，以便減少網(wǎng)絡帶寬壓力和縮短服務響應時間，并避免集中的單點故障問題。

目前PON系統(tǒng)的OLT及ONU基本具備組播業(yè)務復制及控制功能，也有廠商已開發(fā)出采用PON技術(shù)上聯(lián)的DSLAM設備，該設備支持IGMP snooping、IGMP proxy、IGMP router等功能，支持組播VLAN功能，能實現(xiàn)基于不同VLAN的組播復制功能，支持CAC（頻道訪問控制）、PRV（頻道預覽）、CDR（呼叫詳細記錄）、SMS（業(yè)務管理子系統(tǒng)）業(yè)務管理等組播管理功能。在實際業(yè)務開通時，為區(qū)分用戶和業(yè)務類型、業(yè)務優(yōu)先級等，需合理配置相應的PVC及VLAN，并根據(jù)網(wǎng)絡條件和業(yè)務需要，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、寬帶接入等多個領(lǐng)域，維護質(zhì)量要求高，維護技術(shù)相對復雜，這就給系統(tǒng)的維護帶來了挑戰(zhàn)，需要打破傳統(tǒng)的條塊分割式維護模式，建立清晰的維護界面和維護流程，完善運維支撐系統(tǒng)和網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)，進行集中綜合維護，并培訓和組建一支綜合維護隊伍以適應網(wǎng)絡及業(yè)務發(fā)展的需要。

5、結(jié)束語

PON與xDSL融合組網(wǎng)是在電信寬帶業(yè)務不斷發(fā)展，帶寬需求不斷增加，xDSL技術(shù)不斷發(fā)展和成熟，普遍的光纖到戶還有待時日以及“光進銅退”的背景下提出來的一種組網(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，采用融合組網(wǎng)方式，既可以充分利用用戶端現(xiàn)有的銅纜資源，增強電信運營商的投資效益，又可以很好地滿足今后幾年寬帶業(yè)務的接入寬帶需求。