我国固定宽带光纤端口总数及渗透率情况分析

我国在2013年发布“宽带中国”战略时首次提出到2020年发达城市部分家庭固定网络接入速率可达1Gbit/s的目标。之后工业和信息化部连续发布了多项落实“宽带中国”和“提速降费”战略的具体行动方案。

国家战略促进FTTx网络普及

运营商在国家战略的指引下，大力推动宽带接入网络从DSL向FTTx演进，光纤到户已成为主要的宽带接入技术。截至2018年6月，光纤端口在固定宽带接入端口中所占比例提升至86.3%，共7.18亿个，如图1所示。我国网络下载速率大幅提高使得我国固定宽带人口普及率与经济合作与发展组织（OECD）35个发达国家的平均宽带人口普及率之间的差距加速缩小，如图2所示。

图1  我国固定宽带光纤端口总数及渗透率情况

图2  我国固定宽带用户发展情况与国际对比

以中国联通为例，中国联通按照“南北有别”策略提升宽带能力，落实“宽带中国”战略，在2017年底固网宽带端口达到2亿个，其中FTTx端口占比达到98.8%。北方主导区域基本具备百兆接入能力。截至2018年6月底，联通拥有约5787万固定电话用户，约7892万固网宽带用户，固网宽带端口中FTTH端口渗透率达到81%，宽带用户中FTTH用户占比达到79%，视频业务在固网宽带用户中的渗透率超过43%，同比提高10个百分点。

视频业务迅速切入超高清快车道

随着大规模的光进铜退和用户带宽的提升，运营商将视频业务定位为战略性基础业务，通过“超宽带、大视频”的策略，跨过标清和高清阶段，迅速切入超高清快车道，进一步带动了用户对带宽的需求，4K视频对带宽的需求达到了50Mbit/s及以上。

统计分析某市联通现网用户的宽带流量发现：96%的用户全天下载流量在10G以下，10%的用户下载了50%的流量；不同带宽用户流量分时波动特性基本一致，峰值流量时间在22:00-24:00，流量谷底时间在3:00-7:00；用户流量增加速度低于用户可用带宽增加速度，20M用户相比10M用户流量特性增加1.4倍，50M用户相比20M用户、100M用户相比50M用户流量特性平均增幅均为50%。

在光进铜退中，运营商现网主要部署了EPON（下行线路速率1.25Gbit/s，可用带宽约950Mbit/s）和GPON（下行速率2.488Gbit/s，可用带宽约2100Mbit/s）设备，中国联通以GPON设备为主。在进一步将宽带速率提高到500M及以上时，EPON和GPON设备受限于速率，单个PON口只能开通少量用户，因此光接入网需要引入10G PON设备实现千兆接入。

10G PON技术标准与产业发展

10G PON技术标准由IEEE和ITU主导

10G PON延续了由IEEE和ITU主导的格局：IEEE在EPON（802.3ah）基础上制定了10G EPON技术标准（802.3av），并沿用了EPON的上行波长，不需要增加合波器就能与EPON终端共存于同一ODN网络。ITU-T在GPON（G.984.x）基础上制定了非对称10G PON的XG-PON技术规范（G.987.x）和XGS-PON标准（G.9807.1）；为了解决GPON和XG-PON终端在同一个ODN下共存，还制定了GPON和XG(S)-PON合一的光模块（即Combo PON光模块）标准。

10G PON产业链逐渐完善，具备现网规模部署条件

随着10G PON标准的完善，国内主流设备商都推出了10G PON的局端和终端设备，并逐步采用自研芯片。华为海思、中兴微电子、烽火飞思灵、诺基亚自研的芯片分别用于各自主推的10G PON局端设备，芯片集成度已经能够达到单板卡16 PON口的能力；10G PON终端设备既有采用自研的芯片也有采用博通等第三方的芯片；部分芯片已经实现多种PON制式的共模方案。在模块方面，10G EPON使用的PR/PRX30光模块，XG-PON使用的N1、N2a光模块，Combo PON使用的D1、D2光模块均实现量产。10G EPON技术下主流设备商的10G EPON PON板卡都是一块板卡同时支持对称/非对称两种技术制式，现网10G EPON局端设备统一采用对称的光模块，可以连接对称和非对称两种类型的10G EPON终端设备。

经过多年的光改建设，宽带接入网形成了多种制式多个设备商的设备并存的复杂局面。中国联通宽带接入网设备中GPON和EPON并存，GPON技术制式的设备较多，未来10G PON的部署需要考虑与已有GPON和EPON设备的共存以及异厂商设备的互通。中国联通在前期10G PON应用场景试点的基础上，于2017年完成了主流设备商的10G PON FTTH设备的实验室互通验证，并在北京联通现网完成了FTTH千兆业务开通、10G PON FTTH设备互通以及家庭内部组网的试点工作。2018年，中国联通启动了在互通条件下的10G PON设备集采测试工作，并配套制定了EPON和GPON分别演进到10G EPON和XG-PON的方案，10G PON具备了现网规模部署条件。

FTTx网络发展策略

运营商宽带网络采取以市场需求为导向，以投资效益为中心，远近结合、按需迭代建设的策略。

10G PON设备选择策略

l  局端设备

考虑到宽带速率将进一步大幅度提升，运营商在10G PON设备部署时应优选新一代OLT平台，并采用支持16口10G PON业务板卡；在单用户板槽位交换能力满足的情况下，也可在原有OLT设备增加10G PON板卡的方式进行10G PON的建设。

在既有EPON区域，中国联通已经停止EPON板卡的扩容，目前主要采用对称型10G EPON设备进行建设；对于既有GPON区域，未来随着500M及以上接入速率业务的开展，中国联通逐步采用XG-PON（包括Combo PON）。

10G PON的新建OLT应采用2*10GE上联，对于原有OLT补插10G PON板的情况，应密切跟踪上联链路流量情况，在GE链路峰值流量超过50%或10GE链路超过70%时，及时扩容上联链路；在开展500M及以上接入速率业务时，上联链路直接升级为10GE。

以PON方式接入的政企客户楼宇专线等应采用OLT独立的槽位，在市区等政企客户密集、业务量大的区域，可以考虑安装独立的OLT设备。

l  ODN设施

改造方式下应实现ODN重用：EPON/GPON改造为10G PON应选用合适的光模块，保证升级为10G PON后，光链路预算不低于原有EPON/GPON系统，并重用原有ODN。

新建方式应满足光链路预算的要求：ODN的光功率衰减与光分路比、活动连接器数量、光缆线路长度、熔接点数量、光缆线缆富余度等因素有关，需控制ODN中最大的衰减值，使其符合系统设备OLT和ONU的光功率预算要求。ODN总分光比应根据用户带宽要求、ODN光链路衰减要求等因素确定。

l  终端设备

在10G PON接入区域且接入速率为500M及以上的用户宜采用10G PON HGU。10G PON HGU应该与10G PON OLT实现解耦合，且支持802.11ac规格的Wi-Fi；接入速率为千兆的用户宜采用支持802.11ac wave2的10G PON HGU。

FTTx主要建设场景

l  10G PON新建

10G PON FTTH的建设方式与现有EPON/GPON一致。10G PON+LAN的建设方式由于采用千兆下联端口，如新布放入户线，应采用CAT6或CAT6A，保证入户段的接入速率。

l  EPON升级为10G EPON

10G EPON下行采用波分复用，上行采用时分复用的方式与EPON共存。EPON升级为10G EPON时，局端OLT新增10G EPON板卡，原有EPON端口的用户割接至10G EPON端口上，用户端HGU保持不变，对于500M及以上接入速率的用户更换为10G EPON的HGU，ODN网络无需改造。

l  GPON FTTH升级为XG PON FTTH（Combo PON方式）

在Combo PON方式下，GPON和XG-PON的上下行波长都是独立的，二者互不影响。GPON升级为Combo PON时，局端OLT新增Combo PON板卡，原有GPON端口的用户割接至Combo PON端口上，用户端HGU保持不变，对于500M及以上接入速率的用户更换为XG-PON的HGU。对于ODN网络，在选用D2级别光模块情况下，原有光链路预算不变，只需将局端的光纤由GPON端口跳接至新的Combo PON端口；如果选用D1级别光模块，需要对现有全程光链路预算超过28dB的线路进行整改。

l  GPON FTTH升级为XG PON FTTH（增加WDM1r方式）

局端OLT新增XG-PON板卡并增加WDM1r时，需将GPON和XG-PON耦合到同一ODN内。原有GPON端口的用户HGU保持不变，对于500M及以上接入速率的用户更换为XG-PON的HGU。对于FTTH中采用1:32及以上分光的情况，在增加WDM1r之前，应测算光链路预算能否满足增加2dB插入损耗的要求。

l  GPON升级XG-PON（FTTB方式）

增加WDM1r，逐步割接：局端OLT新增XG-PON板卡，并增加WDM1r，原有MDU逐个更换为XG-PON的MDU，并割接至XG-PON口上。当同一GPON口下的全部设备升级为XG-PON后，应拆除WDM1r。

一次性割接：对于在割接允许的时间内能够完成单一PON口下全部MDU割接的情况下，可以不增加WDM1r，采用直接替换原有MDU或替换上联光模块的方式进行升级。

对于FTTB中采用1:32及以上分光的情况，在增加WDM1r之前，应测算光链路预算能否满足增加2dB插入损耗的要求，对于不满足的情况，采用一次性割接的方案，或者降低分光比。

展望

在10G PON即将规模部署的同时，业界趋势也越来越清晰：下一代PON技术充分提升接入网设备性能，能够与现网设备共存平滑演进以充分保护投资，并能够积极应对5G小微基站承载等多种未来应用场景，结束IEEE和ITU各一套标准的局面，2018年1月的ITU-T SG15全会已通过了50G TDM PON立项，为下一代PON技术发展指明了方向。

固定宽带逐渐进入千兆接入速率时代，对PON技术和运维管理提出了更高的要求，也需要业界的携手努力，促进千兆宽带的蓬勃发展。