一、引言
隨著寬帶用戶的快速增長，在接入網(wǎng)層面，較之傳統(tǒng)的銅線接入技術(shù)，光接入技術(shù)有著覆蓋范圍廣、傳輸距離遠(yuǎn)、帶寬高、安全性高、建設(shè)維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為接入網(wǎng)建設(shè)新的亮點(diǎn)。光通信技術(shù)一直是整個(gè)通信領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)之一，光進(jìn)銅退已經(jīng)成為業(yè)界廣泛的共識。本文結(jié)合UT斯達(dá)康第三代FTTx MSAN的技術(shù)方案，著重討論接入網(wǎng)光進(jìn)銅退建設(shè)的演進(jìn)模式，以及滿足新一代接入網(wǎng)要求時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。
二、循序漸進(jìn)的光進(jìn)銅退演進(jìn)
為了縮短銅纜的距離，需要將光纖進(jìn)一步向用戶側(cè)延伸。目前，F(xiàn)TTx的建設(shè)模式有FTTN/C(Fibre to the Node/Curb)、FTTB(Fibre to the Building)和FTTH(Fibre to the Home)。根據(jù)光纖到用戶的距離、每個(gè)用戶的帶寬需求、現(xiàn)有管線資源的情況以及運(yùn)營維護(hù)成本的不同考慮，需要選擇合適的光纖技術(shù)和入戶技術(shù)，來部署相應(yīng)的光纖寬帶接入網(wǎng)絡(luò)。 因此遠(yuǎn)端寬帶接入設(shè)備逐步下移一直到消失的過程，就是光纖寬帶接入從啟動到主流的演進(jìn)過程。
2.1 FTTN/C+xDSL模式
FTTN/C+xDSL模式是寬帶接入設(shè)備下移的第一步，即從干線段遷移到饋線段。寬帶接入設(shè)備位于傳統(tǒng)銅纜饋線段的配線架位置，一般在路邊或者小區(qū)機(jī)房。饋線段配線架到用戶的雙絞線距離一般小于1Km，根據(jù)用戶分布密度的不同，覆蓋的用戶數(shù)一般在100～500左右。
典型地，光進(jìn)銅退之前端局的銅線覆蓋范圍可以達(dá)到3公里。實(shí)施光進(jìn)銅退改造之后，各接入點(diǎn)覆蓋范圍縮小為1公里左右，能夠有效滿足用戶中期開展Multiplay的業(yè)務(wù)需求，同時(shí)有效解決銅纜網(wǎng)維護(hù)中的各種問題。
FTTN/C+xDSL模式的特點(diǎn)是對光纖數(shù)量需求不大，光纜部署容易，充分利用了現(xiàn)有銅纜的分線段資源，整個(gè)建設(shè)模式與局端寬帶接入設(shè)備的方式非常相似，工程實(shí)施也比較簡單，尤其適合銅線質(zhì)量比較好、用戶帶寬要求不太高的運(yùn)營商，建設(shè)成本比較低，維護(hù)成本也不高，取得了很好的平衡。這也是當(dāng)前傳統(tǒng)運(yùn)營商為提供較高帶寬而采取的主流寬帶接入建設(shè)模式。
2.2 FTTB+xDSL模式
FTTB+xDSL模式是寬帶接入設(shè)備下移的第二步，從饋線段遷移到分線段。寬帶接入設(shè)備位于傳統(tǒng)銅纜分線段的分線盒位置，一般在大樓邊或者多用戶集中處。
在FTTB+xDSL建設(shè)模式下，采用何種上行光纖接入技術(shù)和何種xDSL接入技術(shù)，需要從用戶區(qū)域密度、每個(gè)節(jié)點(diǎn)的用戶數(shù)、每個(gè)用戶的最大保證帶寬、每個(gè)用戶的最大帶寬來綜合規(guī)劃。當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)用戶數(shù)越少，每個(gè)用戶的保證帶寬越小，節(jié)點(diǎn)越集中，采用P2MP光纖技術(shù)帶來的價(jià)值越高，反之采用P2P光纖技術(shù)比較好。
FTTB+xDSL模式是向FTTH演進(jìn)中最復(fù)雜的模式，與用戶銅線布局密切相關(guān)，必須根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮。如果接入模塊太小，總的節(jié)點(diǎn)數(shù)量急劇增多，給管理維護(hù)帶來非常大的問題；如果接入模塊太大，可能導(dǎo)致用戶線太長，不能提供足夠高的帶寬，不能滿足新業(yè)務(wù)的需求。因此需要運(yùn)營商在OPEX和業(yè)務(wù)能力上做平衡選擇，需要設(shè)備提供商提供低OPEX的FTTB解決方案，共同實(shí)現(xiàn)向FTTH的平滑演進(jìn)。
2.3 FTTH模式
光纖到家或光纖到辦公室是光纖接入的終極模式。 FTTH有P2P和P2MP兩種方式。當(dāng)用戶比較分散，每個(gè)用戶需要的保證寬帶比較大，如100M左右，可以采用P2P的光纖接入技術(shù)。P2P的方式能夠滿足高價(jià)值用戶的高帶寬需求，也能夠提供充分的安全保障，是高帶寬高價(jià)值商業(yè)客戶的理想選擇。
由于對業(yè)務(wù)幾乎無限的支持能力和ODN極低的維護(hù)成本，F(xiàn)TTH建設(shè)模式成為運(yùn)營商最為期盼的建設(shè)模式。但是目前直接部署FTTH，仍然存在很多問題。光纖的工程部署，特別是入戶段光纖的工程部署問題和人工成本嚴(yán)重影響了FTTH的實(shí)施。只有當(dāng)FTTH的接入設(shè)備技術(shù)和光纖工程技術(shù)得到突破后，F(xiàn)TTH的CAPEX降低到與DSL可比的程度，F(xiàn)TTH才能夠成為寬帶接入的主流建設(shè)模式。
2.4 接入網(wǎng)光進(jìn)銅退改造方案對比分析
接入網(wǎng)的光進(jìn)銅退建設(shè)需要區(qū)分新建和改造兩種模式分別考慮。新建模式下，由于無需考慮現(xiàn)有銅纜網(wǎng)資源，從建設(shè)投資的角度考慮，采用FTTB+xDSL方式比較合理。與此對應(yīng)，已有銅纜網(wǎng)光進(jìn)銅退改造的主要選擇可以是基于FTTN/C的FTTx MSAN方案和基于PON及小容量MSAN的FTTB方案。與新建場景相比，銅纜網(wǎng)改造應(yīng)充分利用現(xiàn)有線路資源，基于DSL 技術(shù)提供寬帶解決方案。近期由于PON 設(shè)備與VDSL2 價(jià)格較高，且FTTN（P2P）＋DSL 可充分利用現(xiàn)有銅纜資源，因此FTTN（P2P)+DSL 模式改造成本低于FTTB/N(PON）+DSL，在建設(shè)投資方面具有優(yōu)勢。遠(yuǎn)期，隨著PON 設(shè)備、VDSL2 設(shè)備價(jià)格的大幅下降，F(xiàn)TTB（PON）+VDSL2成為最經(jīng)濟(jì)的改造模式，在建設(shè)投資、帶寬提升潛力方面更具優(yōu)勢。
三、光進(jìn)銅退方案中的關(guān)鍵技術(shù)
對于使用大對數(shù)電纜等方式連接配線箱和局方機(jī)房等的傳統(tǒng)固話接入應(yīng)用，通過將新一代MSAN系統(tǒng)部署到更為靠近用戶前端機(jī)房或室外柜，將連接配線箱或小區(qū)機(jī)房的銅線等現(xiàn)有連接線替換為光纖，可以提供面向下一代網(wǎng)絡(luò)的FTTx接入網(wǎng)。本文結(jié)合iAN8K的技術(shù)方案重點(diǎn)討論基于綜合接入MSAN的FTTN/C及/FTTB方案。
iAN8K是UT斯達(dá)康公司推出的第三代FTTx MSAN系列產(chǎn)品，它既是一個(gè)窄帶和寬帶綜合接入網(wǎng)設(shè)備，又是一個(gè)電信級的軟交換媒體接入網(wǎng)關(guān)。它支持V5接口，實(shí)現(xiàn)與PSTN互連；支持IP-DSLAM功能模塊，提供寬帶的Internet接入和視頻業(yè)務(wù)；還支持MGCP/H.248標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與UT斯達(dá)康軟交換mSwitch或第三方軟交換系統(tǒng)互連。
3.1 靈活的節(jié)點(diǎn)部署能力
在光進(jìn)銅退的應(yīng)用場景下，F(xiàn)TTx MSAN接入節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)容量、部署位置等方面與傳統(tǒng)的MSAN相比應(yīng)具備更大的靈活性。UT斯達(dá)康的iAN8K系列寬窄帶接入設(shè)備通過提供從1U、5U、8U、10U、12U到16U的全系列接入平臺，來滿足FTTN, FTTC, FTTB等各種應(yīng)用場景的部署需求。
FTTN/C及FTTB的光進(jìn)銅退需要考慮建設(shè)路邊或大樓內(nèi)的小型一體化光進(jìn)銅退接入節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用場景。強(qiáng)大靈活的綜合一體化機(jī)柜系統(tǒng)是針對這一問題的一個(gè)重要方案。例如，UT斯達(dá)康的FTTx MSAN AIO 通過采用一體化的設(shè)計(jì)思想，通過將業(yè)務(wù)框、供電、配線架、告警監(jiān)控等功能單元集成到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的1.6m或2.2m機(jī)架內(nèi)，來滿足需要較小的機(jī)房安裝空間同時(shí)又需要中等容量的寬、窄帶接入需求的要求。
iAN8K AIO 可提供豐富的業(yè)務(wù)接口并具備靈活的組網(wǎng)能力，可幫助運(yùn)營商組建多業(yè)務(wù)、可持續(xù)收益的網(wǎng)絡(luò)。典型地，通過AIO系統(tǒng)，可以在單機(jī)架內(nèi)提供360線POTS、144線ADSL或336線語音數(shù)據(jù)一體化IVD接入的接入能力。通過與UT斯達(dá)康的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房機(jī)架，室外型機(jī)柜等進(jìn)行組合，滿足在不同地理環(huán)境，不同容量，不同寬窄帶業(yè)務(wù)比例等條件下實(shí)現(xiàn)FTTB、FTTN/C的建設(shè)要求，有利于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資的優(yōu)化配置。
3.2 PHS與固定接入一體化的光進(jìn)銅退
光進(jìn)銅退的演進(jìn)也需要考慮對傳統(tǒng)窄帶應(yīng)用的合理支持。與基于PON的光進(jìn)銅退方案相比，具備獨(dú)立的寬帶、窄帶總線架構(gòu)的MSAN系統(tǒng)，能夠更好地支持對于時(shí)鐘穩(wěn)定性和同步要求敏感的窄帶應(yīng)用。
以PHS系統(tǒng)的光進(jìn)銅退為例。當(dāng)前國內(nèi)運(yùn)營商建設(shè)了大量的寬窄帶和PHS接入分離的接入網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)典型的遠(yuǎn)端機(jī)房內(nèi)，傳統(tǒng)的窄帶V5語音機(jī)架、DSLAM寬帶接入機(jī)架和CSC PHS基站控制器機(jī)架往往是分離設(shè)置的。然而，各機(jī)架接入用戶的銅纜則是一根統(tǒng)一的大對數(shù)電纜。在光進(jìn)銅退改造時(shí)，如果僅僅將寬窄帶固定接入部分的銅纜段采用光纖代替，而PHS部分仍保留原銅纜接入方式，則會面臨光進(jìn)銅不退的被動局面。
由于PHS系統(tǒng)對時(shí)鐘同步的要求很高，此時(shí)如果采用PON電路仿真方式來實(shí)現(xiàn)E1窄帶模擬線路，往往不能滿足PHS的光進(jìn)銅退要求。單純從小靈通接入網(wǎng)絡(luò)的光進(jìn)銅退來分離地考慮，PHS接入的光進(jìn)銅退可以通過PHS網(wǎng)絡(luò)專用的基站延伸器CSM設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。每個(gè)CSM設(shè)備是一個(gè)需要獨(dú)立供電和管理的基站接入復(fù)用器，能夠提供2個(gè)PHS基站的接入，上行則通過2M線路連接到CSC基站控制器。另外，對于PHS基站部署比較密集的區(qū)域，也可以將CSC直接下沉到小區(qū)機(jī)房。
針對當(dāng)前寬窄帶和PHS接入統(tǒng)一的光進(jìn)銅退問題，一種更為先進(jìn)、合理的解決方案是，在MSAN系統(tǒng)中通過提供內(nèi)置的PHS基站控制模塊，以有線、無線一體化的方式統(tǒng)一部署固話和PHS的光進(jìn)銅退。以UT斯達(dá)康第三代MSAN iAN8K為例，iAN8K支持內(nèi)置的PHS基站控制模塊CSIF，能夠?qū)o線基站信號經(jīng)E1電口透傳上行到CSC。作為PHS基站的控制模塊，CSIF除了基本的基站接口功能之外，還有對基站的管理信息的接口功能，例如程序下載、網(wǎng)管信息的傳輸?shù)墓δ艿鹊?。固網(wǎng)POTS和ADSL業(yè)務(wù)則由FE/GE上行到城域網(wǎng)和NGN,如圖所示。圖中NetRing600為UT斯達(dá)康MSTP光傳輸設(shè)備，可以將2M電路信號、VoIP語音和ADSL業(yè)務(wù)上聯(lián)到上級MSTP設(shè)備。2M電路可以傳遞無線基站所需的時(shí)鐘同步信號。
這樣，利用iAN8K綜合接入設(shè)備的嵌入小靈通基站控制模塊匯聚來自基站的信號，經(jīng)E1模塊上聯(lián)至NetRing600統(tǒng)一的傳輸通路，再連接至基站控制器CSC。對于iAN8K而言，小靈通基站與其他用戶端設(shè)備在邏輯上和網(wǎng)絡(luò)層次上是一致的，利用統(tǒng)一的機(jī)房、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，有效地將CSC與CS之間的ISDN雙絞線長度也從3公里縮短為1公里，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的部署結(jié)構(gòu)清晰，以有線無線一體的方式實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)和PHS網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的光進(jìn)銅退。
3.3 通過一線通技術(shù)實(shí)現(xiàn)高密度的全業(yè)務(wù)接入
與傳統(tǒng)接入節(jié)點(diǎn)相比，光進(jìn)銅退之后的綜合接入節(jié)點(diǎn)更為靠近用戶前端，因而對設(shè)備的密度、小型化等有更高的要求。作為新一代的融合性綜合接入設(shè)備，iAN8K通過集成語音數(shù)據(jù)IVD業(yè)務(wù)模塊提供高密度的一線通接入技術(shù)滿足光進(jìn)銅退的特定應(yīng)用要求。IVD業(yè)務(wù)模塊采用純IP內(nèi)核設(shè)計(jì)，通過集成POTS業(yè)務(wù)、ADSL業(yè)務(wù)以及ADSL2/2+業(yè)務(wù)功能，并內(nèi)置分離器，內(nèi)置分組語音處理模塊，支持與NGN業(yè)務(wù)的完全對接，來支持全業(yè)務(wù)的高密度接入。從應(yīng)用邏輯來看，一個(gè)IVD模塊等效于于一塊24口ADSL模塊加上一塊24口POTS模塊加上一塊24線分離器模塊加上一塊VOIP板，其一線IVD等同于一線POTS加上一線ADSL加上一線Split和相關(guān)配線。
通過高密度多線數(shù)的集成語音數(shù)據(jù)模塊技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的綜合提供，而且能夠大幅度降低每接入節(jié)點(diǎn)的設(shè)備投資，幫助電信運(yùn)營商有效降低光進(jìn)銅退時(shí)更多接入節(jié)點(diǎn)應(yīng)用的建設(shè)投資。
3.4 統(tǒng)一軟硬件平臺提高網(wǎng)絡(luò)的可管理和可維護(hù)能力
如前所述，隨著接入節(jié)點(diǎn)的下移，光進(jìn)銅退后的接入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大于傳統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)網(wǎng)絡(luò)的可維護(hù)和可管理能力就成為光進(jìn)銅退實(shí)現(xiàn)中的一個(gè)重要問題。
UT斯達(dá)康第三代FTTx MSAN系統(tǒng)iAN8K采用以下技術(shù)提供基于統(tǒng)一軟硬件平臺的可管理、可維護(hù)網(wǎng)絡(luò)能力。首先，iAN8K的MSAN和IPDSLAM共用統(tǒng)一的硬件平臺。通過將系統(tǒng)主控模塊由IP匯聚模塊ICM升級替換到綜合接入系統(tǒng)控制模塊SCM，寬帶IP DSLAM可以直接平滑升級到綜合接入系統(tǒng)MSAN。配置方便，節(jié)省資源。其次，寬、窄帶業(yè)務(wù)的控制和管理由一種系統(tǒng)控制板卡SCMx完成。另外，統(tǒng)一的網(wǎng)管平臺Netman 4000實(shí)現(xiàn)對寬窄帶業(yè)務(wù)和設(shè)備級別的統(tǒng)一管理。最后，iAN8K局端（CT）、遠(yuǎn)端（RT）使用相同硬件平臺，板卡等能夠完全通用，從而能夠提供很高的網(wǎng)絡(luò)可維護(hù)能力。
四、結(jié)束語
根據(jù)Infonetics咨詢公司的調(diào)查，從全球范圍來看，F(xiàn)TTN/C、FTTB是目前運(yùn)營商的主流選擇，只有部分運(yùn)營商在新建區(qū)域選擇FTTH。NTT作為FTTH推廣最積極的運(yùn)營商，在其建設(shè)規(guī)劃中仍然有30%的用戶采用FTTB+VDSL2的建設(shè)方式。
綜合考慮技術(shù)、CAPEX、OPEX和業(yè)務(wù)能力的要求，對新建小區(qū)和新建樓宇等沒有銅線入戶的綠色區(qū)域，當(dāng)用戶對帶寬需求比較高，希望采用更多的業(yè)務(wù)，可以考慮采用光纖直接入戶的一步到位的方式，實(shí)現(xiàn)寬帶接入的終極模式-光纖到家。在其他情況下，宜采用FTTN/C/B+xDSL方式。在用戶線小于500m時(shí)，采用VDSL2技術(shù)，以獲得最高的用戶帶寬，滿足未來業(yè)務(wù)的需求。否則采用ADSL2+技術(shù)。在獲得最高帶寬的同時(shí)，降低CAPEX，實(shí)現(xiàn)最有性價(jià)比的方案。這種模式將既能夠滿足multiplay的業(yè)務(wù)需求，又可以滿足今后對帶寬的擴(kuò)展需求，同時(shí)充分利用銅線的存量資源，獲得最優(yōu)的投入產(chǎn)出比。
光進(jìn)銅退是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。作為領(lǐng)先的接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案和設(shè)備提供商，UT斯達(dá)康將以其一貫的創(chuàng)新精神和強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力，推動接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)入光進(jìn)銅退時(shí)代，將全社會信息化水平提升到更高的層次。
