面向千兆宽带光纤接入网的网络架构设计
Telecom Power Technology
设计应用技术
面向千兆宽带光纤接入网的网络架构设计
蔡继康，戚清岭，陈帅
（山东省邮电规划设计院有限公司，山东
为了探讨面向千兆宽带光纤接入网的网络架构设计及相关挑战，分析关键问题，以提供对未来网络发展
趋势的理解。通过对千兆宽带光纤接入网的网络架构设计等关键问题的分析，得出千兆宽带光纤接入网是未来网络
发展的趋势，能够提供高速的数据传输和更好的用户体验。在设计千兆宽带光纤接入网的网络架构时，需要考虑网
络的可扩展性、灵活性和高效性。千兆宽带光纤接入网的发展是未来网络的趋势，但在实现这一目标时，需要解决
网络架构设计、组网、网络安全和隐私保护等关键问题和挑战。通过合理规划和有效措施，建立稳定、高效、安全
和隐私保护的千兆宽带光纤接入网，为用户提供更好的网络体验。
千兆宽带；光纤接入网；网络架构
Network Architecture Design for Gigabit Broadband Fiber Access Network
CAI Jikang, QI Qingling, CHEN Shuai
(Shandong Post & Telecommunications Planning & Design Institute Co., Ltd., Jinan
to discuss the network
 2023年7月10日第40卷第13期
Telecom Power Technology
Jul. 10, 2023, Vol.40 No.13
蔡继康，等：面向千兆宽带光纤接入网的 
网络架构设计
实现带宽平滑升级，但对光模块选型配置要求较高，价格不低，维护改造难度也较大。
分光器
WDM 合波器
10G OLT
ONT
OLT
ONT
图1 OLT 外置WDM 合波器拓扑
与上面2个融合方案相比，目前实际运营商部署大多采用新增千兆OLT 设备与原有OLT 并行使用的方式，或将原用户整体割接至新OLT 。该部署增加了对传输资源的需求，需要对原有波分系统扩容或新建100G 波分，也可结合实际情况对传输设备做下沉处理[3]。100G 波分对10G OLT 承载拓扑如图2所示。
169骨干网
CR 城域网10 GE
10 GE
10 G ONT
分光器
分光器
10G OLT
10 G ONT
100G 波分环
SW
图2 100G 波分对10G OLT 承载拓扑
网络的可靠性要求非常高，需要保证网络的稳定性和可用性。在网络架构设计中，需要充分考虑网络的容错性和备份策略，以及网络设备的可靠性和故障处理能力。
网络的链路安全非常重要，OLT 设备需满足双上联，市区短距离可通过双路光纤直驱至宽带接入服务器（Broadband Remote Access Serve ，BRAS ）/全业务路由器（Service Router ，SR ），长距离需经波分传输上联。
1.2 强调灵活性和扩展性
光纤宽带速度灵活性是网络架构设计的重要原则之一。在千兆宽带光纤接入网中，为应对未来的需求和变化，
网络架构需要具备一定的灵活性。灵活性体现在网络拓扑结构的设计、网络设备的选型和配置等方面。
在千兆宽带光纤接入网中，网络的规模和用户数量不断增加，因此网络架构需要具备一定的扩展性。考虑大容量10G PON 设备，ODN 网络中分光器采用大分光比，用户端采用10G PON ONT 。扩展性体现在网络拓扑结构的设计、网络设备的选型和配置以及网络服务的部署等方面。
因此，强调灵活性和扩展性可以帮助网络架构适应未来的需求和变化，保证网络的可扩展性和可持续性。
1.3 考虑未来技术发展和应用需求
首先，未来可能会出现新的技术和应用，网络架构需要具备兼容性和可扩展性，以适应新的技术和应用需求。从百兆无源光网络（1G Passive Optical Network ，1G PON ）到万兆无源光网络的兼容和网络的平滑演进中，电气与电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers ，IEEE ）已在波长分配、多点控制等方面制定标准，支持1G PON 、10G PON 2个系统在ODN 网络上的兼容，并具备平滑演进至下一代无源光网络（Next Generation Passive Optical Network ，NG PON ）的条件。
其次，网络架构需要具备自适应性和智能化。未来，设备终端更智能化，家庭网关、智慧终端、全屋光网以及智慧安防等业态会越来越丰富，云存储、高清视频以及实时交互等带宽需求持续增加。网络架构需要具备自适应性和智能化，以适应未来网络的需求和变化[4]。
最后，网络架构需要具备可管理性和可监控性。未来，网络将会更加复杂和庞大，网络架构需要具备可管理性和可监控性，以便管理和维护网络。
因此，考虑未来技术发展和应用需求可以帮助网络架构适应未来的需求和变化，保证网络的可用性和竞争力。
2 面向千兆宽带光纤接入网的网络架构设计
2.1 网络拓扑结构设计
网络拓扑结构设计如表1所示，采用树形结构，将OLT 作为根节点，接入多个ODN ，每个ODN 再接入多个ONT ，每个ONT 连接用户终端设备。
需要注意的是，实际网络拓扑结构可能会因为具体的应用场景、业务需求以及技术选型等有所差异。2.2 链路设计
链路设计如表2所示，链路主要分OLT 和ODN 、ODN 和ONT 之间的光纤传输，同时使用光纤收发模
）是一种网络性能保障机制，可以根据不同的业务需求，进行流量ODN 网络采用点对多点架构，上行、下行传输不对称，上行采（2管理网络设备、服务以及应用，从而快速实现故障处理和安全管理，同时减少管理成本和人力投入。
（3设备、服务以及应用的性能参数，如带宽利用率、流量情况以及延迟等，及时发现网络故障和性能问题，表2 链路设计
传输介质距离限制单模光纤20单模光纤
20
表1 网络拓扑结构设计
光纤线路的端点设备，与ODN 之间通过光纤链路连接，提供数据交换、路由、管理等功能
光纤分布网络，连接OLT 和多个光网络设备，连接ODN 和用户终端设备，提供数据交换、路由、光功率控制等功能
终端用户使用的设备，通过
数据库编辑模块，再由数据库编辑模块传输到历史数据库，而数据储存和处理模块中的数据源也会传输到历史数据库。前置机和终端服务器之间的连接可以使
终端服务器实现，在完成上述的数据
所示，这个过程有
状及发展趋势
21-23.
[2] 付
力调度自动化系统中的应用
2023，40（2）：67-69. [3] 邵逸凡
措施
239.
[4] 黄子萍
究
168-169.
[5] 郑小英
障
219-221.
[6] 冶莉娟
析
3 结 论[2] 张海峰，张黎明，王作佑，等.基于10G I-PON （上接第38页）

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