刍议OLT在农村宽带建设中的部署策略
刍议 OLT在农村宽带建设中的部署策略
【摘 要】当前，基于PON网络系统的FTTH宽带接入已经成为宽带建设的主要接入模式，而在PON网络系统中，光线路终端设备OLT的部署尤其重要。本文主要对农村宽带建设中OLT的部署进行深入研究分析，以供大家参考。
【关键词】 农村；宽带建设；OLT；部署；
引言
近年来，各大电信运营商通过光纤宽带大力建设，城区已经实现了全覆盖，但农村地区宽带建设由于投资成本高和收益率低而发展较慢，覆盖率较低。随着农村宽带建设的不断升级，建设范围不断扩大，农村宽带接入市场成为各大电信运营商关注的重点。为了合理搭建农村宽带接入建设思路，更好地支撑农村宽带业务发展、大幅提升网络能力，探讨农村宽带建设OLT部署，显得意义重大。
一、OLT概述
光纤宽带速度光线路终端设备，简称OLT，用于连接光纤干线的终端设备。OLT既是一个交换机或路由器，又是一个提供多个业务的平台，其提供了面向无源光纤网络的光纤接口。OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户QoS（Quality of Service服务质量，指报文传送的吞吐量、时延、抖动、丢失率等性能）需求的不同进行带宽分配，网络安全和管理配置【1】。在PON网络系统中，OLT属于接入网的业务节点侧设备，通过SNI接口与相应的业务节点设备相连，完成接入网的业务接入。OLT上连局端设备，如果接入距离短光信号损耗小而致到达终端的光信号过强，通常要添加衰减器。OLT下联用户终端ONU，在两者之间要连接分光器。OLT通常由2块主备控制板、2块主备直流电源板、风扇单元、业务框、上行板件（含GE光接口板、光收发一体模块）、下行板件（也称PON端口板）等组成，根据业务需求，OLT还可以插入TDM业务板、以太网业务板、16路E1业务板等。常见OLT设备有：华为MA5680T系列OLT，如MA5680T/MA5683T/MA5608T/ MA5800；中兴ZXA10 C200/C220/C300系列OLT；上海贝尔7360 ISAM FX系列OLT，如7360 ISAM FX-16/7360 ISAM FX-8/7360 ISAM FX-4; 烽火AN5516系列OLT等。
二、当前农村OLT部署情况分析
经过近几年的宽带建设，如今OLT已经完成城镇区域的全覆盖，以及农村区域主要乡镇和部分行政村的有效覆盖。农村区域的宽带接入，是乡镇覆盖的基础上向下延伸覆盖，由于早期PON板光模块采用CLASS B+情况，只按照覆盖5km半径进行建设，农村延伸覆盖存在少量的覆盖盲区，在跳纤点较多并且不降分光比的情况下，PON 光功率预算在接入距离上无法满足业务开通需求。之前，由于EPON设备商用成熟较早，中国电信早期的光纤宽带建设OLT部署大都采用EPON设备，而GPON以其更大的分光比、更高的传输速率、更远的传输距离，明显更适合农村地区部署场景。加上广大设备厂商支持和设备价格下降，GPON越来越受到了各电信运营商的热捧，近年的光纤宽带建设OLT部署大都采用GPON设备。
三、农村宽带建设OLT部署原则
在进行OLT部署时，应结合ODN网络规划进行，并遵循“大容量、少局所”的部署原则。在网络建设前期，应明确OLT部署覆盖区域和范围，并根据用户密度逐步扩容，按照最经济覆盖半径确定规划区域内的OLT节点数量和每个OLT节点的覆盖范围。从总体上看，OLT设备的安置通常是基于数据传输需求密度以及经济覆盖半径两个因素综合考虑的结果。单个设备覆盖范围在3km～5km内，终端局容量在2-5万用户范围内，对于小型城镇可以适当降低该数据
依据，局容量放宽到0.5-2万用户范围，同时综合PON网络传输能力进行考量[2]。在当前农村FTTB、FTTH共存的宽带网络环境下，OLT部署仍应充分利用现有机房设施，尽可能集中设置，不宜因新增OLT而新建机房。另外，OLT部署还要遵循的原则是满足ODN光通道传输损耗计算要求，即PON网络系统的R-S点允许的最大衰耗≥光纤损耗系数×传输距离＋光分路器插损＋活动连接头损耗＋ODN光通道衰耗＋光缆线路富余度。根据《宽带光纤接入工程设计规范》（YD 5206-2014）中规定，PON网络系统中OLT至ONU/ONT的传输距离可按照以下公式进行计算：L≤（P-∑i-Ac×N-Mc）/Af，其中：
L是OLT至ONU/ONT的传输距离；P是OLT和ONU/ONT的R/S-S/R 点之间允许最大通道插入损耗（单位：dB）;∑1是OLT至单个ONU/ONT链路中所有光分路器的插入损耗（不含连接器损耗）之和（单位：dB）;Ac是单个活动连接器的损耗（单位：dB）;N是OLT至单个ONU/ONT之间光链路中活动连接器的数量（单位：个）；Mc是线路维护余量（单位：dB）;AF是光纤线路（含固定接头）衰减系数（单位：dB/km）。比如某电信运营商 GPON网络中 OLT和ONT设备均采用Class C+光模块，ODN网络采用二级组网，线路维护余量为3dB，可以推算出PON系统最大传输距离均大于10km。
四、农村宽带建设OLT部署思路及建议
在乡镇/农村区域，OLT一般部署在方便实现用户接入且相对稳定的现有农村机房，原则上不应为满足OLT新部署而新建机房，早期农村OLT部署通常是放置在所属的乡镇模块局机房内。在农村地区，因考虑传输距离限制，OLT部署应结合PON系统的最大传输距离和ODN网络规划进行，同时灵活选择FTTB、FTTH相结合的方式完成光纤宽带建设覆盖。现就农村宽带建设OLT部署提出个人建议：
（1）当宽带用户接入点至附近的OLT部署节点没有空闲光纤芯资源，而用户接入点侧附近机房有PTN或OTN资源，这种情况下，建议OLT下沉部署到接入点附近的机房，OLT设备类型根据周边潜在用户规模选择架式设备或盒式设备都可以；
（2）当宽带用户接入点至附近的OLT部署节点有空闲光纤芯资源，而用户接入点侧附近机房没有PTN/OTN 资源或传输带宽不足，这种情况下，建议考虑采用PON拉远方式建设，即在附近OLT节点和内新增PON聚合拉远设备，满足周边业务的快速接入需求，GPON 拉远最长距离可以达到40km左右。
（3）视情况适当采用小型化OLT下沉部署。以往为了覆盖更远的距离采用了OLT串接级联的方式，一级一级地扩展，极易产生单点故障引起连锁故障。同时，在距离乡镇机房10km以
上的农村片区，二级分光器的插损相对较大，如果光缆线路过长，比如支干光缆超过10km，加上支线光缆和分配光缆，再加上5个连接法兰头的损耗（每个按0.5计算），整个链路插损超过26dB，线路损耗已经远远不能满足用户端设备光功率指标需求，导致ONU工作在临界状态或不能正常工作。随着OLT设备价格大幅下降，以及通信技术的进步和市场需求，市场上出现了越来越多的小型OLT设备。小型OLT具有轻巧、部署灵活方便、功耗低的特点，它对机房配套要求较低，能够节约机房空间资源，降低能耗，非常适合在机房部署，为农村宽带大规模建设提供了很好的解决方案，因此，可以考虑在农村用户较密集区域实施OLT下沉部署。OLT下沉部署到农村覆盖区域内后，OLT的上联口可以采用远距离光模块连接至主机房汇聚交换机，形成了以主机房为核心的星型网络，排除了单点故障的连锁反应，有条件的可以采用光缆双路由保护，能进一步保证业务的不间断性。另外OLT下沉部署，上行纤芯只占用4芯，相比大型OLT满配情况下需要的128芯，节约纤芯97%，大幅缩短业务接入的纤芯长度和转接点数，大大降低了故障风险，进一步减少了光链路损耗，保证了覆盖范围，还可以节省光缆的纤芯资源。而接入设备进一步靠近用户，冗余的带宽配置可满足各类新增高带宽业务的快速接入，减少了网络卡顿、时延等问题，提升了客户感知。
五、农村宽带建设OLT部署对策
1、部署资源需求。首先，OLT向下连接至用户终端，向上汇聚疏导业务至SR/BRAS，需要大量的上行下行光缆；其次，新建OLT设备，需要机房能够提供基本的设备安装空间、电源、电池、ODF等配套设施；最后，后期OLT的扩容或升级，需不断对OLT进行操作，机房要能够方便人员进出。
2、OLT覆盖范围。OLT覆盖范围指的是，从OLT至用户ONT或ONU的最远光缆距离。根据OLT设备PON口光模块的光功率，以及OLT至用户链路存在的衰耗 (分光器、光缆衰耗、活接头等衰耗)，可以得出OLT 设备可以覆盖的大致范围。比如农村用户分布范围较广，当采用一级分光时，则OLT在采用CLASS C+光模块下，假设链路活动接头数为5个，则在1：32分光情况下覆盖最远距离为12.5KM，1：16分光情况下覆盖最远距离为15KM；在1：8分光情况下覆盖最远距离为20KM。
3、OLT上联方式。当OLT部署在汇聚点机房，且同机房内无SR/BRAS时，OLT上联应优先考虑采用OTN上联，无OTN时可采用PTN上联；当OLT部署在未纳入汇聚环的机房时，OLT上联可通过PTN或光纤直连的方式连接到SR/BRAS。采用GE PTN上联时，OLT上联带宽原则上不大于100M。当OLT与SR/BRAS同机房时应采用光纤直连。OLT上联平均业务流
量不超过端口带宽30%时，可通过汇聚点交换机进行带宽和端口汇聚后上联到SR/BRAS，OLT上联平均业务流量超过端口带宽30%时可直接连接到SR/BRAS，超过50%应直接连接到SR/BRAS。由于OLT接入的业务量较大，收敛的用户数量较多，使得其对上联接口的安全性要求很高，因此，OLT的上联方式必须具备保护能力，保证线路故障时能快速恢复，避免因修复时间长而导致的投诉、退网等情况。
4、光分路器的部署。在采用大分光情况下，光链路损耗明显加大，OLT的覆盖范围则会变少。因此，分光器的部署，对OLT的设置部署有着直接影响。农村用户较为分散，用户密度偏低，建设实施相对较困难，末端接入纤芯数量较少，在农村部署光分路器应综合考虑农村用户分布、业务密度、分光架构等情况规划放置位置。（1）一级分光点设置。从经济性的角度出发，一级分光点的设置应尽量靠近用户，设置于覆盖区域的中心位置。由于农村用户以自然村、且距离相对较远的形式分布，单个自然村用户较少，在几十户到二三百户之间，因此一级分光点宜分布设置。因分布设置的单个一级分光点覆盖用户相对较少，不宜设置大容量光交接箱，光交接箱容量应考虑后期扩容需求。小容量光交接箱或分光分纤箱优先安装于电杆或墙面，安装位置应在安全高度以上；（2）二级分光点设置。二级分光器端口容量应考虑农村宽带市场用户发展现状和未来几年的发展趋势，合理设置，其中乡镇区域的配置
比例应高于普通村庄。为避免长距离敷设大芯数配线光缆，二级分光点应分布设置，不宜再下挂分纤箱[3]。二级分光点应靠近用户，建议设置在电话皮线下线集中的电杆上，以减少放装时蝶形引入光缆的布放长度，蝶形引入光缆布放长度不宜超过200 米。对于乡镇区域，二级分光器分光比，一般可选1：16 或1：8。对于自然村，自然村用户分散，密度较低，二级分光器分光比，一般可选1：8，特别稀疏的边远区域，二级分光比可选1：4。

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