“光进铜退工程”实施策略探讨

　　摘要：首先介绍了“光进铜退”的含义、“光进铜退”已具备的条件和面临的问题；随后对接入网建设思路和模式、PON网络建设策略、设备选择及组网、实施“光进铜退”步骤、主要接入技术设备的实施应用策略、接入网转型对相关配合专业的要求进行了阐述；最后提出了“光进铜退”建设实施要求。
　　关键词：光进铜退，EPON，光纤，策略探讨
　　
　　随着技术进步和社会的快速发展，人们对优质、高速的通信需求日益增长。基于xDSL为基础的接入技术无法满足未来视频（IPTV、3G）、互动娱乐等高带宽业务发展的需要；通信电缆被盗的现象屡屡发生严重影响了通信畅通；全世界铜价目前仍保持高位运行；传统的铜缆通信和光纤通信双网并存，需要二套设备、二套维护人员运行成本较大；这些问题需要通过“光进铜退”的战略来解决，使传统网向IP网络方向转换。“光进铜退”是实施网络转型和固网宽带化战略的重要举措，是今后相当长一段时间内国内外运营商网络转型的重点。
　　何谓光进铜退？其含义是将铜缆换成光缆，尽可能地将光缆向用户靠近，通信线路在城市光纤到楼，在农村光纤到自然村，最后实现光纤到户的建设。
　　其实光纤技术一直在不断地积蓄着力量。随着光纤骨干网络的成熟，光纤用户网的发展终于迎来了拐点时刻。目前市场上光纤价格已低于同长度同芯的铜电缆，而光纤的带宽潜力是巨大的。光纤的带宽完全不是几百对的电路可以比拟的，只要配以适当的设备，单根光纤的带宽至少可以达到G级、一般可以达到10G～40G，目前国内商用的最高已达1600G。
　　一、EPON因技术成熟率先破局
　　目前，EPON(以太无源光网络)和GPON(吉比特无源光网络)是目前国内外运营商采用较多的PON接入方式。从技术储备的角度来说，EPON和GPON仅仅是技术原理不同，其组网模式、业务接入能力、工程实施等都是完全相同的，但EPON在商用步伐上领先一步。EPON的技术链和产业链比较成熟，参与厂商众多，并且已经更新换代数次，解决了商业化的绝大多数问题，最重要的是它已经规模应用，所以成本较低。业界公认，EPON的技术成熟程度相对于GPON有18个月以上的优势(从长远来看这种优势会缩小)。
　　EPON技术从传统的以太网技术演进而来，也称以太无源光网络，之所以被称呼为“无源光网络”是因为有别于传统的电信机房局端及客户端的连接，这其中并没有一个有源电子设备装置介于该接入网络之间，这样的优势大大的简化了网络系统的操作、维护及成本，网络可靠性得很大的提高。EPON技术简单且成熟、设备成本逐渐下降，无源以太光网络为点对多点的光纤拓朴结构，相比于一个点对点的光纤网络中，其所使用的光纤、光收发器并不需要很多。EPON技术提供了一个高效率、低成本，又稳定环境的以满足一般民众家用及商务上的需求。
　　EPON技术的典型应用主要有FTTB/C（光纤到大楼/分线盒）、FTTH（光纤到户）、FTTO（光纤到公司或办公室）等几种模式，光终结点越靠近用户，平均投资越大，FTTH模式单用户投资最大，但带宽性能和运维管理最佳，FTTH是网络发展的终极目标，综合考虑投资回报比，光终结点的位置的下移是一个循序渐进的过程。
　　2007年8月，中国电信完成了对4万线EPON设备的集中采购，2008年则集中采购200万线，代表着EPON技术首先破局。中国电信已经确定了光进铜退技术路线，即先使用技术成熟的EPON，继续跟踪GPON的进展，逐步实现光进铜退。
　　
　　FTTB接入方案
　　
　　FTTH接入方案
　　
　　二、光纤新技术支持光纤到户的部署
　　在标准光纤中，在弯曲或改变方向的地方，光信号会泄露。现在常用的光纤产品由于弯曲损耗太大而不适合室内布放。目前一种创新型的抗弯曲损耗光纤技术出现了，新光纤的设计利用纳米结构作为镜子，新光纤与现在普通光纤的弯曲性能相比，可提升100倍，使光纤在小弯曲半径下也几乎没有损耗，即使在光纤缠绕手指时，信号也不会泄露。新技术使得光纤像铜线一样好用，为电信运营商将光纤铺设到消费者家庭中铺平了道路，也为消费者享用更高宽带应用提供了更多可能。
　　三、面临的难题剖析
　　1、网络转型过程中需要在一个网络上实现二种功能（语音和数据），需要采用二套软交换系统，电话是附带在宽带网上的（承载网），这就要求智能系统的地名库要精确到单元或户，对支撑网系统的改造相对复杂。省内支撑单位缺乏工程实践和理论研究经验，出现短期内设计和施工力量方面的瓶颈。
　　2、如何实现一体化的问题，即设计、施工、维护要一体化。如设计一体化是指各项参数要一致，OLT、传输、ONU要实现自动流；施工一体化是指施工人员既要能安装设备又要会光缆施工；维护要一体化是指维护人员能排除设备故障又要会抢修光缆障碍。这就对设计、施工、维护人员的业务素质提出更高的要求。
　　3、ONU设备形态不够丰富，使工程规划设计阶段能力部署受到限制，并可能产生业务提供时受到一定影响（主要针对FTTH的系列化产品开发和研究）。
　　4、原有终端及配套产品厂家普遍缺乏对FTTX的跟踪和研究，相应产品服务能力受到制约；地方政府缺少对光通信产业的推动，使房产开发项目中机房和布线等基础设施配套条件受到限制——可能使将来提供业务的质量受到影响。
　　5、受近几年来业务竞争影响，在驻地网项目中可接受FTTH/O接入方式并愿意出资的仅为少数有品牌意识并实力较强的开发商。
　　四、接入网建设思路和模式
　　1、供电有保障区域，城市新建区停止主干电缆和配线电缆的建设，农村原则停止主干电缆建设。
　　2、城市新建小区、楼宇推进主要采用FTTB，效益合理可直接采用FTTH/O,住宅楼首选基于PON的FTTB+LAN，设备宜集中放置。
　　3、城市区域优先采用FTTB方式改造铜缆超长用户线路，需一步到位，城市密集区（用户密度5000以上）采用FTTN方式时铜缆长度控制在500m以内，一般市区（用户密度2000左右）采用FTTN方式时铜缆长度控制在1000m以内。
　　4、农村地区将光缆推进到行政村和大的自然村，主要采用FTTN+DSL模式。铜缆长度控制在2300m以内。
　　5、推进光进同时重视铜退，铜缆被盗严重、维护成本高、管线迁改或交换机退网时宜采用FTTB模式改造现网。
　　五、关于PON网络建设策略
　　1、城市OLT覆盖范围控制在5km以内，原则上安装于现有端局，如接入点有条件（如有无线基站机房）也可采取OLT分布式设置。在ODN组网时尽量采用一级分光，分光器集中或片区集中放置，以实现较大的分光比，提高EPON的接入能力，同时也便于维护。对于OLT到ONU之间的距离大于5km的（如农村偏远地区），可以通过以下方式解决OLT的长距离覆盖：
　　（1）考虑减少分光比，如分光比为1：16，传输距离可增加8km。
　　(2)采用不等分光的光分路器可以为不同距离的用户分配不同的光功率，有效满足不同用户组网的要求。
　　（3）尽量减少活动连接头的数量，如将活动连接头由7个减少为3个传输距离可增加5km.。
　　2、无源分光器采用一级分光或二级分光，原则上不采用三级或三级以上的分光，农村地区OLT可放置于乡镇局所或县城端局，分光器主要采用一级分光，主干资源可考虑采用逐级分光（三级以内）。
　　3、PON以星形结构为主，城市进楼光缆6芯以上，有条件的直接布放楼内垂直光缆。
　　4、考虑综合布线成本，户线接入需要分时分批的进行布线，避免一次性全覆盖造成资源的长期闲置。OUN设备是影响投资的重要因素之一，建议初期设备端口容量按覆盖用户数的20%配置。
　　六、设备选择及组网策略
　　1、语音业务提供方式：城市新建区域语音业务在FTTB模式下以楼宇设备为宜，已有区域新增窄带业务以调配现有资源为主，无法调配解决以AG（AccessGateway，接入网关）建设方式解决；
　　2、采用PON进行FTTN建设时，采用内置语音和数据的ONU。
　　3、PON宽带组网：上联带宽1Gbps以上，传输距离不受限制时，直接上联BRAS，上联带宽小于1Gbps或上联距离受限时OLT通过汇聚交换机上联BRAS。
　　4、话音组网：FTTB场景下，楼内语音可视为可信终端，类似AG组网，不建议采用BAC设备，各地应积极推进采用IP城域网承载软交换网络；如语音业务通过家庭网关接入终端提供，语音组网应引入BAC设备。
　　5、采用PON技术（内置）网管，应新建EMS管理OLT、ONU及内置的语音业务模块和数据处理模块。
　　七、实施“光进铜退”步骤
　　“光进铜退”仍需循序渐进。根据Infonetics咨询公司的调查，FTTC、FTTB是目前运营商的主流选择，只有部分运营商在新建区域选择FTTH。NTT作为FTTH推广最积极的运营商，在其建设规划中仍然有30%的用户采用FTTB+VDSL2的建设方式。
　　综合考虑技术、CAPEX、OPEX和业务能力的要求，对于光纤到户，我认为不必一步到位，而是尽力挖掘铜缆资源。对于原有铜缆用户的网络提速，以FTTN+DSL(光纤到节点+各种DSL技术)方案为主，以较低的建设成本迅速提升网络带宽。在用户线小于500m时，采用VDSL2技术，以获得最高的用户带宽，满足未来业务的需求。否则采用ADSL2+技术，在获得最高带宽的同时，降低CAPEX，实现最有性价比的方案。
　　在市场有需求投资有效益的区域，建议采用FTTB和FTTH（宽带接入的终极模式——光纤到家）方式，满足有更高带宽需求的高端客户的宽带接入。
　　目前我们应重点推进新建区域的“光进”，光纤100％到楼，100％到村，提升宽带品牌；稳步实施改造区域，尽快改造2km以上的线对。
　　在实施过程中，应加强接入局点、接入光缆网和铜缆网的统一规划，因地制宜开展铜缆网的优化整治，控制铜缆的投资。
　　八、主要接入设备的实施应用策略
　　1、FTTO模式
　　（1）对单点超过50M以上带宽需求的可以采用点对点（P2P）光纤接入，推荐用户使用企业网关和企业网关内置IAD，改造用户建议保留传统语音接入。
　　（2）对单点小于50M带宽需求的宜采用EPON方式解决，其中LAN和IAD均内置于ONU中，ONU采用SBU（单商户单元）型或MBU（多商户单元）型
　　2、FTTN模式
　　（1）在改造区域利用现有机房或新建室外机柜，采用FTTN(P2P)+ADSL2＋方式实现光纤到路边、光纤到小区和光纤到村，以满足宽带提速需求。
　　（2）在C类农村新建宽带区域采用FTTN(PON)+ADSL2＋方式实现光纤进村提供宽带接入。OLT（光线路终端）集中设置于区域中心局，覆盖范围可扩大到10公里左右，控制在20公里以内，ODN(光分配网)主要采用一级分光方式、在满足衰耗核算情况下可采用二级分光方式，光分路器尽量集中设置在各村相对中心位置的主干光节点上；对于铜缆被盗严重、线路老化和自然灾害等因素导致铜缆维护成本较高的农村地区，可以按特殊需求考虑采用FTTN(PON)+ADSL2＋＋IAD方式进行铜缆的替换。
　　3、ONU内置IAD供电解决策略
　　ONU内置IAD时原则上采用本地供电方式，尽量选用电梯电。为保证断电时语音业务的正常开展，可以根据需要提供ONU断电保护：
　　(1)首先考虑采用“一号双机”等业务套餐捆绑CDMA手机或小灵通避开话音业务的生命线问题。
　　(2)可根据需要配置电池模块或UPS提供断电时的语音保护。
　　九、接入网转型对相关配合专业的要求
　　1、软交换：
　　内置于ONU的IAD设备，由于存在非授权设备接入软交换网络的潜在危险，建议通过独立的城域网VPN接入，通过BAC设备联通软交换专网与该城域网VPN，并且IAD设备分配独立的私网地址（与软交换域不同），所有呼叫均经过BAC设备转发；另外，为了增强安全性，可以采取MAC地址绑定等手段防止未授权用户接入软交换网络。
　　2、光纤、电缆、管道和接入机房：
　　（1）光纤建设严格按照光纤物理网规划实施，建立扁平化集中汇聚的接入层光纤网络架构。
　　（2）新建电缆要严格按照“铜不出楼、铜不出村”的要求，全面停止主干电缆的新建，大幅下降配线电缆建设。
　　（3）管道要按照主要满足光缆布放需求的标准，明显降低新建管道的管孔规模。
　　（4）有源标准接入机房的建设要大规模压缩。
　　十、“光进铜退”建设实施要求
　　“光进铜退”是一项系统工程，建设、市场、运维要相互协作，总体推进，边试点、边实施、边规范。在维护上转变为以光缆为主，语音和数据的融合需要对维护体系、流程及规程进行调整，需提前做好维护人员的转型培训；业务运营上应调整现有的业务管理流程、完善BOSS和资源管理系统；网络建设方面完善相应技术标准、设备规范、建设规范、加快设备互通进程；加强与建委、开发商和物业公司合作，出台适用的房地产建设标准，引入应急电源；关注停电对语音服务质量的下降，采用技术手段和维护管理提高楼内设备用电安全；结合CDMA网络或小灵通及其他通信手段开发新业务提高服务水平；完善用户服务协议避免法律纠纷
　　坚定不移地加快光进力度，积极引入PON组网技术，加快部署IP语音设备（IAD），联合PON设备厂家共同促进PON技术和产品的产业成熟度和降低成本，采取“光进铜不进”、“光进铜退”、“光进铜暂不退”等方式兼顾业务、技术和资源盘活需求积极推进接入网转型。
　　光进铜不进：对现有存量资源无法直接满足的新建和成片改造区域采取FTTB（FTTH）方式实现光纤到楼道（用户）。
　　光进铜退：对有提速或扩容需求（及潜在）的原铜缆覆盖区域采取FTTB（FTTH）方式替换原有铜缆实现光进。
　　光进铜暂不退：对有提速或扩容需求（及潜在）的原铜缆覆盖区域采取宽带节点下移（缩短区域内铜缆长度）或FTTN(PON)方式实现光进满足宽带需求，而维持铜缆不退来满足语音需求。
　　同时在推进实施中要按照加快促进光纤到户产业链成熟的要求，促进支撑厂家定制设备和技术能力的提升，带动光纤配套产品产业的快速成熟，推进接入网专业投资管控、采购物流、工程管理等建设体系的变革创新。
　　结束语：光进铜退是通信发展特定历史时期的必然产物，它没有先例可循，只能“模着石头过河”式的渐进。因此，在推进过程中既不能追求大跃进式的“一步到位”，也不该在新技术、新趋势下无所作为而落后于社会对通信的需求。
　　总之，“光进铜退”的网络建设必须基于现有网络因素和用户分布现状，经过严密调查科学地预测潜在用户及业务的分布、合理设计主干光缆路由和设置光节点位置。光进铜退具体的实施过程中，应根据技术和业务的发展情况适时地进行实施，突出“统一规划，分步实施”的建网思路，这样才能获得较好的经济效益，满足人们日益增长的对优质、高速通信的需求。
　　
　　参考文献：
　　【1】陈维义．光进铜退光纤发展新拐点[J]．《中国计算机报》，总第1678期第7期．
　　【2】袁海涛．中国电信集团接入网发展建设指导意见．《中国电信集团“光进铜退”交流资料》，2008年
　　【3】左建．PON与ODN网络建设指导意见．《中国电信集团“光进铜退”交流资料》，2008年