中国电信FTTH指导意见0407.docx
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中国电信FTTH指导意见0407
中国电信住宅小区FTTH(PON技术)
建设指导意见(讨论稿)
2010年3月
目录
第一章前言3
第二章PON系统基本组成和组网要求7
2.1系统组成7
2.2PON系统接口7
2.3PON技术的发展9
2.4宽带组网9
2.5语音组网13
2.6网管组网15
2.7光纤到户的计费原则17
第三章FTTH主设备建设原则18
3.1、EPON系统基本组网18
3.2、EPON系统覆盖范围原则18
3.3、OLT设备配置原则18
3.4、ONU建设原则19
第四章FTTH网络ODN部分建设原则20
4.1、分光原则20
4.2、ODN部署原则20
4.3、入户光纤光缆的处理25
4.4、ODN内部传输指标要求26
4.5、ODN部分新型材料和器件选择26
第五章FTTH网络工程界面30
5.1新建住宅用户30
5.2老小区改造30
中国电信住宅小区FTTH(PON技术)
建设指导意见(讨论稿)
第一章前言
宽带PON技术主要包括基于ATM的宽带无源光网络(BPON/APON,ITU-TG.983)、以太网无源光网络(EPON,IEEE802.3ah)、具有Gb/s传送能力的无源光网络(GPON,ITU-TG.984)三类。
B/APON由于技术复杂,成本高,速率低、IP业务映射效率低、不适合骨干网IP化等原因,不宜再采用。
以EPON技术实现的FTTH采用光纤作为传输媒质,具有传输容量大、传输质量高、高可靠性、传输距离长、抗电磁干扰等优点,是宽带固定接入的发展方向。
中国电信从2004年开始跟踪EPON技术实施光纤到户,作为中国电信集团公司光纤到户现场试验四个试点省市之一,中国电信在集团公司和中国省公司的领导下,陆续在十余个小区利用EPON技术建设光纤到户接入网,积累了一定的建设经验,业务流程和维护流程逐步理顺。
2010年3月3-5日,中国电信集团公司网络发展部在杭州组织召开了中国电信FTTH建设研讨会。
会议认为,光进铜退工作经过了2007年以来的大力推进,在PON技术成熟度、产业链、建设成本、标准规范、IT及网络维护等方面取得了重大进展,已经基本具备了规模建设FTTH的条件。
在当前三网融合、全业务竞争的新形势下,为加快提升中国电信的宽带竞争力,本次会议将宽带网建设工作重点转向FTTH,从根本上实现接入网从铜缆到光缆的转变,具有重要的里程碑意义。
在FTTH发展策略上要坚持新老区域并举,在新建区域提高FTTH建设比例,对于现有的重点区域积极采用FTTH方式进行改造。
在建设思路上从提供普遍服务向针对客户需求提供差异化服务转变。
基于业务驱动、技术发展、建设成本、社会环境以及网络现状等多种因素,中国电信计划推广光纤到户建设规模,加快建设步伐。
为了规范FTTH建设,特制定近阶段的建设指导意见。
1.1遵循原则
Ø前瞻性
FTTH的建设要具有一定前瞻性,要能满足今后规划期内网络建设和用户带宽的需求。
Ø注重投资效益
FTTH的建设投资较大,必需注重投资效益,坚持以市场为导向。
在为公众客户解决综合接入时优先考虑新建住宅用户的驻地网项目。
Ø考虑地区差异性
省内各市州人口、地理及经济差异很大,网络建设要根据带宽预测,因地而异,不强求统一。
1.2光纤到户总体建设策略
Ø从技术角度而言,EPON技术已经成熟,中国电信集团公司已经下发了《近期宽带光接入(FTTH)及PON的发展策略》和《中国电信EPON设备技术要求(V2.1)》以及《中国电信光纤到户(FTTH)工程设计规范(暂行)》和《中国电信光纤到户(FTTH)工程施工验收规范(暂行)》。
这一系列文件为光纤到户建设提供了技术保障。
Ø采购的EPON设备必须符合《中国电信EPON设备技术要求(V2.1)》,属集团公司参加测试的主流厂商设备。
Ø在光纤到户业务与应用方面,中国电信应根据向综合信息服务提供商转型的要求,抓住三网融合的机遇,将光纤到户打造成一个宽带综合业务接入平台,为用户提供“Triple-play”服务。
视频业务原则上主推IPTV,不建议采用合波方式开通CATV业务。
Ø对各本地网新建中高档住宅小区或是有竞争需求的重点推进光纤到户,新建区域要加大光纤到户的建设比例,新建区域的光纤到户工程应以光纤入户封存为工程界面,装机阶段解决皮线光缆尾纤头制作和ONU安装调测。
ØFTTH在改造区域主要采用“光进铜不退”的重叠覆盖模式,仅针对有高带宽尤其是8M以上需求的高端重点小区,对成片的改造区域仍以FTTN和FTTB为主。
改造区域的光纤到户工程应以楼道分纤盒作为工程界面,装机阶段解决入户皮线光缆布放、尾纤头制作和ONU安装调测。
ØOLT覆盖原则:
“集中设置、适度下沉”。
当在局点新建OLT时,可覆盖本局点现有的覆盖区域;当在驻地网点(以机房免费、局端机房紧张或获取费用较低)新建OLT,可覆盖本接入点所在的光交覆盖区域。
ØOLT上行电路:
依据城域网承载策略而定,数据语音可以通过一个物理端口不同VLAN上行,也可以采用不同的物理端口分别上行。
Ø全局OLT按厂家统一网管,集中设置在网管中心,网管通过带内方式上行到IP承载网。
Ø新建区域ODN网络的线缆建设一步到位,ONU可逐步采购,初期不宜超过30%。
Ø为便于网络扩展和维护的需要,分纤盒为纤芯预留点,必须为该服务区内的用户预留1-2主干纤芯。
在分散放置光分路器的情况下,光分路器入口纤芯按2芯配置。
Ø在初期建设有明确的CATV需求情况下,为减少光路的衰耗,ODN中需要采用活接头的位置全程采用SC/APC光纤连接器,冷接部分用APC方式接续。
Ø规范布线标准、统一终端设备及箱体尺寸,更加有利于光纤到户大规模的建设和缩短建设周期,从而降低建设成本,促进产业链的发展。
Ø前端部分在签订驻地网合同或前期谈判时,达成开发商提供相关设备终端箱的协议或提供施工相关条件。
本文中用到的术语如下:
FTTH(FibertotheHome):
光纤到户
EPON(EthernetPassiveOpticalNetwork):
基于以太网的无源光网络
GPON(GIGABIT-CAPABLEPassiveOpticalNetwork):
基于GEM+ATM(ITU-T984.1-4)的无源光网络
OLT(OpticalLineTerminal):
光线路终端
ONU(OpticalNetworkUnit):
光网络单元
ODN(OpticalDistributionNetwork):
光分配网络
PON(PassiveOpticalNetwork):
无源光网络
SNI(ServiceNodeInterface):
业务节点接口
UNI(UserNetworkInterface):
用户网络接口
DBA(DynamicBandwidthAllocation):
动态带宽分配
POTS(PlainOldTelephoneService):
传统电话业务
VOIP(VoiceOverInternetProtocol):
IP电话
CATV(CableTeleVision):
有线电视
OBD光分路器
第二章PON系统基本组成和组网要求
2.1系统组成
FTTH系统的基本组成包括光线路终端(OLT)、光分配网(ODN)、光网络终端(ONU)三大部分,如下图2-1所示。
图3-1FTTH系统的组成
ØOLT一方面将承载各种业务的信号进行汇聚,按照一定的信号格式送入接入部分以便向终端用户传输,另一方面将来自终端用户的信号按照业务类型分别送入各业务网中。
ØODN为OLT与ONU之间提供光传输手段,ODN可以组成星型、树型、总线型和环型拓扑等结构。
星型拓扑结构对应P2P方式;树型、总线型和环型拓扑结构对应P2MP(PON)方式。
FTTH系统以树型拓扑结构的PON系统为主。
ØONU负责与OLT之间的信息互通,并可通过内置或外挂用户网络接口设备的方式提供用户接入。
2.2PON系统接口
2.2.1业务端口功能SNI
该功能连接业务节点,根据提供业务的不同可以包含,千兆或百兆以太接口用户以太业务的上联;STM-1/OC3,DS3,或T1/E1接口用于TDM业务的上联。
FTTH系统中由OLT提供向上与各业务网络的SNI接口。
各接口如下:
数据上行:
采用GE/10GE接口连接至接入局IP城域网,端口的数量视小区用户数、开放的业务带宽预测以及放号率来计算。
10GE的选用需要结合IP城域网的具体情况。
语音上行:
采用FE/GE/10GE接口连接至接入局IP城域网,采用H.248协议。
当IP承载网具备语音承载平面时,采用FE/GE接口独立上行;否则可与数据上行共端口划分独立的语音VLAN。
数据上行和语音上行至城域网的交换机类型根据城域网的承载策略而定。
CATV接口(可选):
CATV接入通过EDFA对来自有线电视网的光信号进行放大,再通过合波器将OLT的两个波长和EDFA发送过来的1550nm波长复用在一起下行传送,在ONU端,信号先经过CATV信号器处理,提供RF接口连接电视机。
PON系统网管接口:
光纤到户管理系统应向集中维护管理的方向发展,以建立统一的接入网管系统。
由OLT设备提供网管接口,可提供完善的ONU远程管理功能、设备性能统计、环回故障诊断等功能。
2.2.2光分配网络接口
OLT的ODN接口:
PON线路终端处理光-电转换过程,ODN接口在上下行两个方向上提供业务的混合传输。
EPON系统中光纤的传输带宽为1Gbps,10GEPON非对称系统中光纤的传输带宽为下行10Gbps、上行1Gbps,GPON系统中光纤的传输带宽为2.5Gbps,由同一个PON网络中的ONU共享。
ONU的ODN接口:
ODN接口为用户提供连接WAN的一个光的上行链接,处理光-电转换过程,在上下行两个方向上提供业务的混合传输。
EPON系统中光纤的传输带宽为1.25Gbps,10GEPON非对称系统中光纤的传输带宽为下行10Gbps上行1Gbps,GPON系统中光纤的传输带宽为2.5Gbps。
2.2.3用户端口UNI
系统提供一个或多个10/100Ethernet、POTS和RF端口(可选)。
2.2.4设置端口
ONU可直接提供配置端口用与维护和升级,也可通过PON网络统一管理,实现集中配置和升级维护等。
2.3PON技术的发展
EPON设备的1000BASE-PX20+光模块已经成熟,提高了光功率预算,相当于GPON的ClassB+规格,可以提供更高的分光比和更远的传输距离。
1:
64分光比已具备商用条件,在住宅小区采用高分光比可有效提高PON端口和主干光纤的资源利用,降低每户投资成本,具备规模商用条件。
EPON上行的家庭网关已经成熟,具备了商用条件。
2010年下半年,10G-EPON非对称设备已基本成熟,在有需求的地方进行试商用,优先用于FTTN/FTTB场景,中远期用于FTTH。
预计2011年起,10G-EPON的成熟度和性价比能够达到较好的水平,可以开始规模商用。
GPON技术和设备取得了长足的进步,基本形成了良性的产业链格局,已达到规模商用水平。
当前GPON的主要应用场景是FTTH/O。
2.4宽带组网
PON网络中的OLT设备主要完成业务端口汇聚和流量汇聚等功能,与现有的宽带接入网设备相比,实现的功能以及承载用户的容量与汇聚交换机类似,经中国电信集团组织的测试,从接口容量、交换能力和组网能力来看,主流厂商的EPONOLT已经达到了A类汇聚交换机的能力,是低成本的多业务接入与汇聚平台。
因此,在网络建设中,应参考目前宽带接入网中的汇聚交换机部署模式,并考虑与汇聚交换机和BRAS等设备的衔接。
2.4.1PON网络设备与IP城域网的关系
OLT设备应能灵活地对其所带用户的同类业务进行汇聚;对于所有以太网/IP类业务,应支持通过不同的上联端口区分,以及通过相同的上联端口以不同的VLAN等方式区分,支持上联链路聚合功能。
OLT上行具体端口应视IP城域网的能力和承载策略决定,在IP城域网具备普通宽带接入和专线接入差异性接入能力时,采用语音和数据分端口接入到IP城域网方式;否则,采用同端口不同VLAN方式上行,保证语音的QoS。
网管采用带内方式,以不同VLAN区分。
OLT本身具备汇聚收敛能力,在城区宽带接入交换机和BRAS部署较密集时,初期由于OLT上行流量不大,可接入宽带接入交换机,通过宽带接入交换机进行收敛后进入BRAS或SR;当随着用户数的增加和业务的丰富,流量增大到1个GE,可直接接入BRAS或SR;在郊区农村地带,宽带接入交换机和BRAS部署很少,在农村的乡镇中心部署OLT可起到二层交换机的汇聚作用,基本可替代IP城域网接入层交换机在农村地带的延伸。
图2-2PON网络设备与IP城域网的关系
对采用二级或多级汇聚的网络环境,可能存在OLT覆盖范围的限制、OLT上联GE口传输距离限制或需进行两级流量汇聚的问题,OLT应放置在B类汇聚交换机层面(部分边远地区甚至更低),通过A类汇聚交换机上联BRAS。
在BRAS逻辑位置过高时,应结合BRAS下移,尽量减少OLT设备上联级数,简化网络结构。
近期考虑以下因素,将OLT上行连接至城域网汇聚交换机:
✧小区成熟期问题:
一个住宅小区从建设到成熟,至少要经过两年,到第三年才会基本稳定。
但对于电信运营商来说,在房地产交房前必须具备网络能力,而用户装修、入住以及达到50%以上入住率至少得2-3年的时间,即至少2年后才能达到我们规划中预期的带宽值。
✧OLT建设属于初期建网阶段:
从现阶段厂商提供的OLT性能指标来看,每OLT机架可覆盖的用户数在4000-10000之间。
我们现阶段属于起步阶段,每OLT的覆盖面不是很广,带的用户数不高。
✧BRAS部署并不是达到了每个端局,端口也很比较昂贵。
对于现网的OLT,应实时监控端口流量,对流量接近1GE可实时优化直连到BRAS。
2.4.2VLAN分配
在以以太网技术为主的二层汇聚网络中,VLAN作为通道识别标识,承担了用户和业务隔离、线路识别、QoS标记区分和流量汇聚等功能,是规划和设计二层汇聚网络的重要考虑因素。
PON网络的VLAN规划应遵循以下原则:
1)采用VLAN隔离方式来实现业务类型、区分业务等级,对不同的业务类型通过分配不同的VLAN实现优先等级,VOIP业务的优先级最高,IPTV组播业务次之,互联网业务最低。
2)尽量做到每个用户每种业务分配不同的VLAN,VOIP和IPTV业务可以采用相同的VLAN。
综合考虑用户隔离、QoS区分以及VLAN的扩展性,结合中国电信IP城域网的特点,PON网络中业务VLAN的设计主要采用1:
1的方式:
即每用户1个独立VLAN,通过两层VLAN扩展VLAN空间。
用户内部的不同业务根据802.1pCOS值进行区分,利用VLAN信息做到用户线路和端口的精确绑定。
为节省组播业务带宽资源,需要一个独立的VLAN承载IPTV组播业务,从BRAS连接到接入节点,在接入节点上实现组播复制。
PON网络中的VLAN设计如下:
图2-3PON网络中的VLAN设计
PON设备中的ONU设备,应负责将每用户家庭内上行的所有PVC/VLAN统一映射到唯一的用户CVLAN中,OLT设备标记外层VLAN;针对FTTH场景下的语音网关设备,ONU上为其静态配置一条独立VLAN,通过OLT汇聚上联至SR或BRAS上。
2.4.3带宽考虑
FTTH模式下,相比较FTTB而言,在PON系统中基本不存在带宽瓶颈,下表是不同技术的PON系统为用户所能占用的带宽,宽带物理端口带宽能力均能达到100M。
EPON
GPON
10GEPON
分光比
1:
32
1:
64
1:
64
1:
128
1:
128
绝对带宽
28M
14M
35M
17M
70M
考虑并发比后的业务带宽
≥36M
(3路高清直播+1路高清点播+4M上网+VoIP)
≥20M
(1路高清直播+1路高清点播+4M上网+VoIP)
≥36M
(3路高清直播+1路高清点播+4M上网+VoIP)
≥20M
(1路高清直播+1路高清点播+4M上网+VoIP)
≥76M
(8路高清直播+1路高清点播+4M上网+VoIP)
从上表可以看出,三种组网技术都能够满足20M以上的接入带宽需求,相比之下,EPON32路分光、GPON64路分光、10GEPON128路分光时能够给用户提供更高的带宽。
2.5语音组网
2.5.1语音业务提供方式
在光进铜退网络建设中,作为普遍服务的语音业务需求依然存在,因此需要网络侧提供语音业务能力。
具体可通过FTTH类型ONU内置语音处理模块或外置语音网关的方式提供,也可以通过FTTH+家庭网关的方式,结合e8套餐供高端家庭用户选用。
ONU内置语音处理模块的方式具备以下主要特点:
设备中数据业务处理模块、语音业务处理模块等各功能实体均可在PON的网管上实现统一管理,并以OLT的板卡或模块呈现,整个网络在网管中的管理网元数量较少,维护工作量较低;数据和语音相关的业务配置、开通均在PON网管上统一实现,只需与上层业务网协调,业务开通过程相对简单。
因此该模式在部署方便性、运营维护等方面都存在优势,当前在FTTH网络建设中,应优先选择ONU内置语音处理模块的方式。
2.5.2语音业务承载方式分析与建议
考虑到网络安全和业务业务接入控制的要求,软交换网络中对于电信可信任的AG/TG/SG等设备,采用私有地址,直接连接软交换SS所处的逻辑/物理专网;对于电信不信任的通过公网或者用户私网接入的IAD和软终端等设备,一般通过BAC设备接入到软交换核心网络,解决用户的公私网穿越代理的同时,也在用户和软交换网络之间部署了一套安全防护设备来抵御来自不可信域的攻击。
随着光进铜退的逐步推进,整个接入网建设模式将出现结构性变化,FTTB和FTTH网络将统一提供话音及其它业务的接入,FTTB场景下的楼内语音设备/模块由中国电信统一建设、运营,是电信可信任的设备,因此可参考可信任的AG等局端设备的建设,不使用BAC设备。
结合中国电信软交换网络和IP城域网的现状采用城域网大客户平面进行承载,OLT上行的语音端口(FE)采用和数据端口分离的方式,经城域网大客户平面的AG接入专用交换机二层汇聚后,终结到城域网大客户平面PE设备(SR),通过三层MPLSVPN跨域进入软交换网络。
图2-4FTTB场景下楼内设备语音承载方案
在该方式下的每个内置IAD的ONU,必须分配一个AG域内的IP地址,应遵循软交换私网IP地址分配原则。
FTTH场景下的终端语音业务,考虑到核心网的安全性,家庭设备应视为非可信设备,使用BAC设备接入:
家庭终端配置公网或私网地址,作为专线用户接入城域网,通过城域网公网链接到BAC,实施地址转换后进入软交换网络。
图2-5家庭终端方式的语音组网方案
FTTH场景下的终端语音IAD设备应遵循全网IAD地址段进行地址分配,尽量节省IP地址,充分考虑网络安全性能。
2.6网管组网
PON网管系统集中建设,目标是管理PON的OLT和ONU设备,实现对PON网络的集中监控、集中操作,并对内置在ONU中的语音处理模块和数据业务处理模块进行集中统一管理;同时提供告警、性能等信息的收敛功能,通过北向接口上传ONU设备的告警、资源配置等维护信息。
用于FTTH场景的ONU作为SNMP实体,可同时支持其它业务管理系统(如城域网)对其进行VLAN、QoS等业务信息的远程配置管理。
图2-6PON网管框架图
全局按厂家建设统一的网元级网管,在网管中心设网管服务器,各营维中心设远程终端,分权分域进行用户管理和设备管理。
网管采用带内方式传送到IP城域网,网管信息通过VLAN隔离,利用IP城域网承载网管信息流量。
网管信息流量对城域网几乎不造成影响。
要求网管系统提供对BOSS支撑系统提供北向接口,需要满足业务受理、停复话、资源管理等流程的需要。
积极推进EPON/GPONOLT共平台同网管,做到EPON和GPON统一硬件平台、统一网管;统一的北向接口;统一的认证方式、业务流程。
图2-7集中网管网络拓扑示意图
2.7光纤到户的计费原则
光纤到户系统作为宽带接入技术,其认证、计费系统是现有认证和计费系统的一个子系统,沿用宽带接入系统的认证方式,不产生新的认证系统。
第三章FTTH主设备建设原则
3.1、EPON系统基本组网
EPON系统由光线路终端(OLT)、光分布网络(ODN)和光网络单元(ONU)三部分组成。
其网络结构如下:
3.2、EPON系统覆盖范围原则
当在局点新建OLT时,可覆盖本局点现有的覆盖区域;
驻地网点(以用户机房免费提供或获取费用较低时)新建OLT时,可覆盖本接入点所在的光交覆盖区域。
在FTTX混合场景下,OLT坚持集中设置、适度下移的原则。
3.3、OLT设备配置原则
OLT设备应符合相应的技术体制要求。
可以根据需要选择支持语音、数据、视频、TDM等业务能力。
支持动态带宽分配、组播、加解密、业务优先级等功能,并且宜采用扩展能力强,可在线升级的设备。
OLT设备应能灵活地对其所带用户的同类业务进行汇聚;对于所有以太网/IP类业务,应支持通过不同的上联端口区分,以及通过相同的上联端口以不同的VLAN等方式区分。
对于重要的OLT节点,应对其上联中继链路实现双归上联,并尽量对上联链路实行物理层保护。
OLT设备的PON口数量,应根据需求按照20-30%冗余考虑,具体需求按照用户规模和ODN规划来确定。
对OLT设备的重要板卡进行冗余保护配置。
OLT设备应具备向10GEPON平滑升级和与GPON共平台的能力。
OLT设备PON口光模块应配置1000BASE-PX20+的光模块。
OLT支持最大分路比应不小于1:
64。
OLT设备供电采用-48V直流供电。
3.4、ONU建设原则
ONU设备应符合相应的技术体制的要求。
应支持与OLT之间芯片级的互联互通。
根据用户分布特点和业务需求种类、性质来确定采用ONU的端口类型和数量,并确定所需ONU的数量。
ONU可根据不同的应用场合配置不同的用户接口,如FE接口、POTS接口、RF接口、各类TDM接口等:
✧一般情况下,家庭型ONU可提供4个FE接口、2个POTS接口;
✧如需提供CATV业务,ONU应配置WDM模块及CATV接口。
✧应根据各种应用场合选择家庭型、企业型等ONU设备类型。
✧ONU尽量安装在用户终端箱内,在用户没有特殊要求时,尽量不采用桌面安装方式,以减少对光纤的损伤,降低维护成本。
市电引入由用户提供。
✧在FTTO的模式下,采用台面式安装时,应在ONU附近安装有光纤信息插座,以光跳线连接至ONU。
第四章FTTH网络ODN部分建设原则
4.1、分光原则
✧ODN结构以树型为主,不采用三级及三级以上的分光方式。
✧新购PON光模块全部要求为1000BASE-PX20+,总分光比应不小于64,光功率应在最坏值算法下满足系统的功率指标要求。
在1000BASE-PX20光模块下,总分光比应不小于32,光功率应在最坏值算法下满足系统的功率指标要求。
✧合理的规划光分路器的设置位置:
光分路器下沉到楼道,可节省光交接点到楼道的光缆和光交接箱的配线容量,但工程初期光分路器和PON端口需要按终
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