华为AirPON与传统PON优劣对比_崔子鹏.pdf

54新技术新业务DOI:10.3969/j.issn.1006-6403.2023.02.013华为 AirPON 与传统 PON 优劣对比崔子鹏2013 年 8 月 17 日，中国国务院发布了“宽带中国”战略实施方案，宽带首次成为国家战略性公共基础设施。方案提到着力突破宽带网络关键核心技术，加速形成自主知识产权，进一步完善宽带网络标准体系，积极参与相关国际标准和规范的研究制定。华为作为全球领先的信息与通信技术（ICT）解决方案供应商，近年研发的AirPON 技术已经在部分地区进行商用，取得积极效果，在产品质量、建设速度、数字化等方面优势突出。崔子鹏通信工程师，北京中网华通设计咨询有限公司（宁夏项目部），长期从事宽带规划设计。关键词：AirPON ODN3.0 分光器 预连接摘要1 引言20022003 年，烽火通信等承担的 863 项目“基于千兆网的宽带无源光网络（EPON）”实验系统完成。2005 年，烽火通信与武汉电信合作建设了中国第一个FTTH 商用工程，武汉紫菘花园小区 FTTH 工程，该工程采用烽火科技承担的国家”863”计划项目研究成果的基础上形成的产品，能够为用户综合提供普通电话、传真、宽带上网、CATV、IPTV 等多种电信业务。经过近 20 年的建设，技术已经由最初的 1G EPON 发展到现在 10G EPON、10G GPON，设备、材料价格、人工折扣等大幅度下降，极大的拉低了 FTTH 建设成本。自 2021 年以来由华为研发的 AirPON 技术，陆续在部分城市和农村进行试点建设，取得不错的反响。2 华为 AirPON 特点介绍华为AirPON被华为定义为ODN3.0，方案自发布以来，获得了业界的广泛认可，尤其是ODN3.0即插即用、免熔接，大大的降低了施工难度，同时新技术也带来了部署模式转变1。2.1 技术原理（1）华为 AirPON 引入了不等比分光器，分纤箱内集成了 19 分光器，比传统 18 分光器多出来的 1 个端口可以连接下一个1 9分光器，作为下一个分光器的主光。（2）分纤箱和光缆等配件采用预制式，装配式设计思路，现场直接安装，不需要二次加工。（3）主要组网模式为链式结构。2.2 技术特点55新技术新业务华为 AirPON 与传统 PON 优劣对比2023.02 广东通信技术（1）全程预链接，通常外线最多 1 个熔接点，效率提升 3 倍。（2）所有盒子连接头外露，施工现场无需打开盒子。（3）所有光缆、盒子及接口自动扫码识别，100%资产准确性，彻底解决 ODN 哑资源问题。（4）MPO 馈线缆和单芯配线缆全部自带预连接头，施工现场即插即用，快速部署。（5）施工简单，光缆布放和盒子安装，仅需要普工。2.3 技术优势（1）对现网资源要求不高，免机房，易安装，可根据市场需求就近利用附近基站上联纤芯资源，进行 OLT设备安装，安装灵活，可利用基站抱杆进行室外安装，无需像传统 OLT 一样配置机房和专用机柜，有效降低了基础设施和设备的相关投入成本。（2）用户侧线缆预连接和不等比分光快速部署，可充分利用少量纤芯资源，完成大面积农村、山区非规整区域的宽带薄覆盖，施工便捷、灵活，节省大量的熔接人工，采用单芯光缆级联，全程即插即用，单芯配线缆敷设效率提高 50%。3 华为 AirPON 与传统 PON 对比3.1 网络单元对比传统 PON 与华为 AirPON 设备对比，从机房到用户之间由 OLT、ODN、ONU 单元组成，其中 OLT 和 ONU为具体设备，而 ODN 网络是由 OLT 到 ONU 之间的所有光缆、无源器件和线路辅助设施组成2，ODN 网络包括ODF 架、光交箱、分光器、分纤箱等器件，所有器件均为无源。传统 PON 与华为 AirPON 设备之间究竟有什么相同与不同之处？首先相同之处是网络内各单元相同，ODN网络中同样由 ODF 架、光交箱、分光器、分纤箱等器件组成，但在名称、以及制造工艺上有很大不同。3.2 分纤箱对比分纤箱规格容量的不同：传统 PON 采用的分纤箱规格有 16 路和 32 路，16 路代表可以最多接 16 个用户，32 路代表最多接 32 个用户，新国标的出现，衍生出三网合一分纤箱，特殊情况会用到四网合一分纤箱。华为AirPON 技术，分纤箱根据所处位置不同分为 SUN BOX和 END BOX，SUN BOX 内置 19 分光器，END BOX 内置 18 分光器，END BOX 部署在末端，两种箱子最多可以接8个用户。可见两种技术中分纤箱容量存在明显差异，相对来说传统 PON 的分纤箱容量更大，扩容更加灵活。分纤箱结构的不同：分纤箱在 FTTH 中的主要作用是提供分光器的安装，光缆的成端，皮线光缆的收纳。传统PON 中分纤箱主要由熔纤盘和分光器托架组成，如图 1 所示，熔纤盘作用为接入光缆的成端，通过尾纤连接分光器，而分光器托架的作用为固定分光器。华为 AirPON 中的分纤箱集成了分光器，不需要单独安装，SUN BOX 分纤箱内安装的分光器为 19 不等比分光器，除了可以带 8 个用户外，其专用的一个端口可以带下个分纤箱内的分光器，END BOX 分纤箱内安装的是 18 分光器，作用和传统分光器相似。华为 AirPON 中的分纤箱由于采用集成式，如图 2 所示，所以在体积和重量方面都比传统分纤箱要小，在防尘和防水方面更优，防护等级达到 IP65 级。图 1 普通分纤箱外观和内部结构图图 2 华为分纤箱外观图分纤箱安装和使用的不同：通过对比可以发现传统PON 中分纤箱各部件为独立形式，根据现场不同需要可以灵活配置，而华为 AirPON 中的分纤箱为集成形式，容量单一。在安装方面，华为 AirPON 分纤箱省去了分光器的安装、光缆成端，由于采用预制光缆，省去了光缆成56新技术 新业务新技术新业务端等工作量，所以在安装方面更加方便快捷，另外华为AirPON 分纤箱以及配套光缆由于采用工厂预制生产，在品控方面可以做的更好。3.3 光缆和光缆施工对比华为 AirPON 中使用到普通光缆的地方较少，一般大量会用到自制的 MPO 缆（12 芯）和单芯光缆，MPO 缆和单芯光缆均为预制缆，自带预连接头，由于采用工厂化生产，在生产过程中拥有更高的环境和设备条件，生产出的连接头在损耗上更小，质量更优。由于在施工时大量减少了熔接的工作量，敷设光缆和安装分纤箱可以并行进行，为工程施工提供了便利，缩短工期，进而实现运营商的快速部署。在传统 FTTH 建设中，一般会用到 12 芯、24 芯、48芯等普通光缆，根据不同位置使用不同芯数光缆，光缆在运到施工现场后根据需要进行裁剪，光缆敷设完和分纤箱安装好后进行熔接，一般在施工中熔纤工程量会很大，小型工程一般有几百芯的熔接，大型工程往往需要上千芯的熔接，在熔纤过程中，光纤熔 接质量一般会受到熔接人员的技艺、现场环境、温度湿度等影响，使得熔纤质量参差不齐。3.4 网络对比3.4.1 FTTH 各种场景小区、商务楼宇、酒店等用户接入，这几种场景主要面向城市用户，根据建筑年代不同光缆敷设方式不同，早期建筑由于没有弱电管道，光缆接入多为架空方式，年代近的建筑多建有弱电管道，所以接入方式以管道为主。农村用户接入，住户分散，光缆接入方式主要为架空，部分发展好的乡镇、新农村也会修建弱电管道，弱电接入方式可能会有管道和架空相结合的方式。可见 FTTH 建设中会遇到不同场景，不同的场景决定了光缆敷设方式的不同，不同的敷设方式选用的材料略有不同，比如室外场景在选用设备材料时会考虑到防水防尘，而室内对防水要求就没有那么高。3.4.2 华为 AirPON 组网华为 AirPON 在各种场景上会使用到不同的材料，例如在城区楼宇采用管道方式敷设时，华为 AirPON 主干光缆采用子弹头设计，方便在管道内穿缆，Hub Box 和室内分纤箱均与室外不同，虽然材料和设备略有不同，但是在组网模式上相近。Hub Box 以下所有场景使用的都为单芯预制光缆，每条链最多 4 个分纤箱，分纤箱之间采用单芯光纤串连，如图 3。Hub Box 产品分预制型和熔接型，而熔接型有 2 种配置，一种为配置1 2分光器，Hub最大接4PON/8条链，分光比为 164，最多接 256 户，如果不配置 12 分光器，Hub最大接8PON/8条链，分光比为1 32，最多接256户。Hub Box 在两种不同分光比下覆盖最大用户均为 256 户，但 164 分光比只需要 4 个 PON 口，而 132 分光比下需要 8 个 PON 口。3.4.3 传统 PON 组网传统 FTTH 建设中，不同场景使用的设备和材料几乎相同，主要变化在分光比上，分光比有一级分光和二级分光，一级分光可以根据覆盖用户一般采用 1 32 分光器和1 64分光器，二级分光一般采用1 4分光器和1 8分光器。分纤箱之间可以采用串联（光缆直熔）、并联以及混合组网方式，传统 PON 在网络中建设更加灵活，可以适应不同场景建设，如图 4 传统 PON 组网结构图。4 数字化目前运营商在建设 FTTH 网络时已经加入数字化管理部分，项目在建成后对分光器、分纤箱等部件现场张贴二维码，现场扫码登记。华为 AirPON 产品增加了二维码/图 3 华为 AirPON 组网结构图57新技术新业务华为 AirPON 与传统 PON 优劣对比2023.02 广东通信技术图 4 传统 PON 组网结构图条形码，是光缆和和盒子的唯一标识，图像识别 APP 增加 AI 识别算法，一次扫描可读出产品和光缆的所有标识，操作高效，资源精准可管理1。5 结语经过对华为 AirPON 技术以及传统 PON 技术进行简单比较，华为 AirPON 以其独特的设备技术颠覆传统 PON技术，在产品质量、结构简化、施工便利及造价低廉等方面具有绝对优势。但从组网方面考虑，华为 AirPON 似乎不如传统 PON 更加灵活，由于受分纤箱之间链式结构影响，组网中缺乏灵活性，个别场景下容易出现光缆迂回现象，共享单芯光缆存在安全风险,不过任何一种新技术的出现都要经历不断完善，相较于不足，它的优点更加明显，华为 AirPON 值得肯定。参考文献1 文华.云南电信联合华为打造 ODN3.0 光网快速覆盖解决方案，加速全光转型 J.通信世界2 张傲，程淑玲，杨柳.三网融合下的 FTTx 网络 M.人民邮电出版社.2011（收稿日期：2022-11-23）（上接第 39 页）3.2 ULCL 方案“二合一”和“三合一”的选择从逻辑上，ULCL 分流技术中涉及三类 UPF，一般将ULCL UPF 与专网接入 UPF 合设，即“二合一”，也支持将二者与通用 ToC UPF 也合设，即“三合一”。下面从技术演进、网络维护、业界建设等情况进行了分析，具体如表4所示，为降低网络维护复杂度，便于方案快速应用部署，建议采用“二合一”方式在各个地市部署 ULCL UPF。4 结束语文章首先介绍了 5G 双域专网的业务需求场景，然后对 5G 双域专网专用 DNN+目的 IP、通用 DNN+ULCL、网络侧多 DNN 三种技术方案进行了对比分析，最后针对ULCL 方案中现网的 UPF 部署位置以及 UPF 部署方式选择等关键问题进行了分析，并给出了相应的建议。参考文献1 3GPP.3GPP TS 23.501:System Architecture for the 5G SystemS.2019.2 赵际州，周欣，谷群，都晨辉，黎丹.5G 双域专网解决方案浅析.移动通信,2022(1):20-26.3 谢永安，刘永亨.广州 5G 校园专网解决方案实践.广东通信技术,2022(3):67-71.（收稿日期：2023-01-20）表 4 ULCL 方案“二合一”和“三合一”的选择对比维度二合一三合一技术演进未来可平滑演进至网络侧多DNN 方案中的专网接入 UPF。未来需将园区业务接入点从三合一UPF 割接至专网接入 UPF，届时割接工作量大。网络维护业务开通对大网影响小，便于业务的快速开通；可根据需求独立进