UT斯达康引领接入网进入光进铜退时代

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随着宽带用户的快速增长，在接入网层面，较之传统的铜线接入技术，光接入技术有着覆盖范围广、传输距离远、带宽高、安全性高、建设维护成本低等优点，已经成为接入网建设新的亮点。光通信技术一直是整个通信领域关注的焦点之一，光进铜退已经成为业界广泛的共识。本文结合UT斯达康第三代FTTxMSAN的技术方案，着重讨论接入网光进铜退建设的演进模式，以及满足新一代接入网要求时需要重点关注的相关关键技术。
循序渐进的光进铜退演进
为了缩短铜缆的距离，需要将光纤进一步向用户侧延伸。目前，FTTx的建设模式有FTTN/C(FibretotheNode/Curb)、FTTB(Fibre to the Building)和FTTH(Fibre to the Home)。根据光纤到用户的距离、每个用户的带宽需求、现有管线资源的情况以及运营维护成本的不同考虑，需要选择合适的光纤技术和入户技术，来部署相应的光纤宽带接入网络。 因此远端宽带接入设备逐步下移一直到消失的过程，就是光纤宽带接入从启动到主流的演进过程。
FTTN/C+xDSL模式
FTTN/C+xDSL模式是宽带接入设备下移的第一步，即从干线段迁移到馈线段。宽带接入设备位于传统铜缆馈线段的配线架位置，一般在路边或者小区机房。馈线段配线架到用户的双绞线距离一般小于1km，根据用户分布密度的不同，覆盖的用户数一般在100～500左右。
典型的光进铜退前端局的铜线覆盖范围可以达到3km。实施光进铜退改造之后，各接入点覆盖范围缩小为1km左右，能够有效满足用户中期开展Multiplay的业务需求，同时有效解决铜缆网维护中的各种问题。
FTTN/C+xDSL模式的特点是对光纤数量需求不大，光缆部署容易，充分利用了现有铜缆的分线段资源，整个建设模式与局端宽带接入设备的方式非常相似，工程实施也比较简单，尤其适合铜线质量比较好、用户带宽要求不太高的运营商，建设成本比较低，维护成本也不高，取得了很好的平衡。这也是当前传统运营商为提供较高带宽而采取的主流宽带接入建设模式。
FTTB+xDSL模式
FTTB+xDSL模式是宽带接入设备下移的第二步，从馈线段迁移到分线段。宽带接入设备位于传统铜缆分线段的分线盒位置，一般在大楼边或者多用户集中处。
在FTTB+xDSL建设模式下，采用何种上行光纤接入技术和何种xDSL接入技术，需要从用户区域密度、每个节点的用户数、每个用户的最大保证带宽、每个用户的最大带宽来综合规划。每个节点用户数越少，每个用户的保证带宽越小，节点越集中，采用P2MP光纤技术带来的价值越高，反之采用P2P光纤技术比较好。
FTTB+xDSL模式是向FTTH演进中最复杂的模式，与用户铜线布局密切相关，必须根据实际情况综合考虑。如果接入模块太小，总的节点数量急剧增多，给管理维护带来非常大的问题；如果接入模块太大，可能导致用户线太长，不能提供足够高的带宽，不能满足新业务的需求。因此需要运营商在OPEX和业务能力上做平衡选择，需要设备提供商提供低OPEX的FTTB解决方案，共同实现向FTTH的平滑演进。
FTTH模式
光纤到家或光纤到办公室是光纤接入的终极模式。FTTH有P2P和P2MP两种方式。当用户比较分散，每个用户需要的保证宽带比较大时（如100M左右），可以采用P2P的光纤接入技术。P2P的方式能够满足高价值用户的高带宽需求，也能够提供充分的安全保障，是高带宽高价值商业客户的理想选择。
由于对业务几乎无限的支持能力和ODN极低的维护成本，FTTH建设模式成为运营商最为期盼的建设模式。但是目前直接部署FTTH仍然存在很多问题。光纤的工程部署，特别是入户段光纤的工程部署和人工成本严重影响了FTTH的实施。只有当FTTH的接入设备技术和光纤工程技术得到突破后，FTTH的CAPEX降低到与DSL可比的程度，FTTH才能够成为宽带接入的主流建设模式。
接入网光进铜退改造方案对比分析
接入网的光进铜退建设需要区分新建和改造两种模式。新建模式下，由于无需考虑现有铜缆网资源，从建设投资的角度考虑，采用FTTB+xDSL方式比较合理。与此对应，已有铜缆网光进铜退改造的主要选择可以是基于FTTN/C的FTTxMSAN方案和基于PON及小容量MSAN的FTTB方案。与新建场景相比，铜缆网改造应充分利用现有线路资源，基于DSL技术提供宽带解决方案。近期由于PON设备与VDSL2价格较高，且FTTN（P2P）＋DSL可充分利用现有铜缆资源，因此FTTN（P2P)+DSL模式改造成本低于FTTB/N(PON）+DSL，在建设投资方面具有优势。远期，随着PON设备、VDSL2设备价格的大幅下降，FTTB（PON）+VDSL2成为最经济的改造模式，在建设投资、带宽提升潜力方面更具优势。
光进铜退方案中的关键技术
对于使用大对数电缆等方式连接配线箱和局方机房的传统固话接入应用，通过将新一代MSAN系统部署到更为靠近用户前端机房或室外柜的地方，将连接配线箱或小区机房的铜线等现有连接线替换为光纤，可以提供面向下一代网络的FTTx接入网。本文结合iAN8K的技术方案重点讨论基于综合接入MSAN的FTTN/C及/FTTB方案。
iAN8K是UT斯达康公司推出的第三代FTTxMSAN系列产品，它既是一个窄带和宽带综合接入网设备，又是一个电信级的软交换媒体接入网关。它支持V5接口，实现与PSTN互连；支持IP-DSLAM功能模块，提供宽带的Internet接入和视频业务；还支持MGCP/H.248标准协议，实现与UT斯达康软交换mSwitch或第三方软交换系统互连。
灵活的节点部署能力
在光进铜退的应用场景下，FTTxMSAN接入节点在系统容量、部署位置等方面与传统的MSAN相比应具备更大的灵活性。UT斯达康的iAN8K系列宽窄带接入设备通过提供从1U、5U、8U、10U、12U到16U的全系列接入平台，来满足FTTN、FTTC、FTTB等各种应用场景的部署需求。
FTTN/C及FTTB的光进铜退需要考虑建设路边或大楼内的小型一体化光进铜退接入节点的应用场景。强大灵活的综合一体化机柜系统是针对这一问题的一个重要方案。例如，UT斯达康的FTTxMSANAIO通过采用一体化的设计思想，通过将业务框、供电、配线架、告警监控等功能单元集成到一个标准的1.6m或2.2m机架内，来满足需要较小的机房安装空间同时又需要中等容量的宽、窄带接入需求的要求。
iAN8KAIO可提供丰富的业务接口并具备灵活的组网能力，可帮助运营商组建多业务、可持续收益的网络。通过AIO系统，可以在单机架内提供360线POTS、144线ADSL或336线语音数据一体化IVD接入的接入能力。通过与UT斯达康的标准机房机架，室外型机柜等进行组合，满足在不同地理环境，不同容量，不同宽窄带业务比例等条件下实现FTTB、FTTN/C的建设要求，有利于网络建设投资的优化配置。
PHS与固定接入一体化的光进铜退
光进铜退的演进也需要考虑对传统窄带应用的合理支持。与基于PON的光进铜退方案相比，具备独立的宽带、窄带总线架构的MSAN系统，能够更好地支持对于时钟稳定性和同步要求敏感的窄带应用。
以PHS系统的光进铜退为例。当前国内运营商建设了大量的宽窄带和PHS接入分离的接入网络。在一个典型的远端机房内，传统的窄带V5语音机架、DSLAM宽带接入机架和CSCPHS基站控制器机架往往是分离设置的。然而，各机架接入用户的铜缆则是一根统一的大对数电缆。在光进铜退改造时，如果仅仅将宽窄带固定接入部分的铜缆段采用光纤代替，而PHS部分仍保留原铜缆接入方式，则会面临光进铜不退的被动局面。
由于PHS系统对时钟同步的要求很高，此时如果采用PON电路仿真方式来实现E1窄带模拟线路，往往不能满足PHS的光进铜退要求。单纯从小灵通接入网络的光进铜退来考虑，PHS接入的光进铜退可以通过PHS网络专用的基站延伸器CSM设备来实现。每个CSM设备是一个需要独立供电和管理的基站接入复用器，能够提供两个PHS基站的接入，上行则通过2M线路连接到CSC基站控制器。另外，对于PHS基站部署比较密集的区域，也可以将CSC直接下沉到小区机房。
针对当前宽窄带和PHS接入统一的光进铜退问题，一种更为先进、合理的解决方案是，在MSAN系统中通过提供内置的PHS基站控制模块，以有线、无线一体化的方式统一部署固话和PHS的光进铜退。以UT斯达康第三代MSANiAN8K为例，iAN8K支持内置的PHS基站控制模块CSIF，能够将无线基站信号经E1电口透传上行到CSC。作为PHS基站的控制模块，CSIF除了基本的基站接口功能之外，还有对基站的管理信息的接口功能，例如程序下载、网管信息传输的功能等等。固网POTS和ADSL业务则由FE/GE上行到城域网和NGN。如图所示，图中NetRing600为UT斯达康MSTP光传输设备，可以将2M电路信号、VoIP语音和ADSL业务上联到上级MSTP设备。2M电路可以传递无线基站所需的时钟同步信号。

图 控制模块CSIF结构示意图

这样，利用iAN8K综合接入设备的嵌入小灵通基站控制模块汇聚来自基站的信号，经E1模块上联至NetRing600统一的传输通路，再连接至基站控制器CSC。对于iAN8K而言，小灵通基站与其他用户端设备在逻辑上和网络层次上是一致的，利用统一的设备和网络规划，有效地将CSC与CS之间的ISDN双绞线长度也从3km缩短为1km，整个网络的部署结构清晰，以有线无线一体的方式实现固网和PHS网络统一的光进铜退。
通过一线通技术实现高密度的全业务接入
与传统接入节点相比，光进铜退之后的综合接入节点更为靠近用户前端，因而对设备的密度、小型化等有更高的要求。作为新一代的融合性综合接入设备，iAN8K通过集成语音数据IVD业务模块提供高密度的一线通接入技术满足光进铜退的特定应用要求。IVD业务模块采用纯IP内核设计，通过集成POTS业务、ADSL业务以及ADSL2/2+业务功能，内置分离器，内置分组语音处理模块，支持与NGN业务的完全对接，从而支持全业务的高密度接入。从应用逻辑来看，一个IVD模块等效于一块24口ADSL模块+一块24口POTS模块+一块24线分离器模块加上一块VOIP板，其一线IVD等同于一线POTS+一线ADSL+一线Split和相关配线。
通过高密度多线数的集成语音数据模块技术，不仅能够实现业务的综合提供，而且能够大幅度降低每接入节点的设备投资，帮助电信运营商有效降低光进铜退时更多接入节点应用的建设投资。
统一软硬件平台提高网络的可管理和可维护能力
如前所述，随着接入节点的下移，光进铜退后的接入网络节点数量增加，网络规模大于传统接入网络。此时网络的可维护和可管理能力就成为光进铜退实现中的一个重要问题。
UT斯达康第三代FTTxMSAN系统iAN8K采用以下技术提供基于统一软硬件平台的可管理、可维护网络能力。首先，iAN8K的MSAN和IPDSLAM共用统一的硬件平台。通过将系统主控模块由IP汇聚模块ICM升级替换到综合接入系统控制模块SCM，宽带IPDSLAM可以直接平滑升级到综合接入系统MSAN。配置方便，节省资源。其次，宽、窄带业务的控制和管理由一种系统控制板卡SCMx完成。另外，统一的网管平台Netman4000实现对宽窄带业务和设备级别的统一管理。最后，iAN8K局端（CT）、远端（RT）使用相同硬件平台，板卡等能够完全通用，从而能够提供很高的网络可维护能力。
根据Infonetics咨询公司的调查，从全球范围来看，FTTN/C、FTTB是目前运营商的主流选择，只有部分运营商在新建区域选择FTTH。NTT作为FTTH推广最积极的运营商，在其建设规划中仍然有30%的用户采用FTTB+VDSL2的建设方式。
综合考虑技术、CAPEX、OPEX和业务能力的要求，对新建小区和新建楼宇等没有铜线入户的绿色区域，当用户对带宽需求比较高，希望采用更多的业务时，可以考虑采用光纤直接入户的一步位的方式，实现宽带接入的终极模式-光纤到家。在其他情况下，宜采用FTTN/C/B+xDSL方式。在用户线小于500m时，采用VDSL2技术，以获得最高的用户带宽，满足未来业务的需求。否则采用ADSL2+技术。在获得最高带宽的同时，降低CAPEX，实现最有性价比的方案。这种模式将既能够满足multiplay的业务需求，又可以满足今后对带宽的扩展需求，同时充分利用铜线的存量资源，获得最优的投入产出比。
光进铜退是一个循序渐进的过程。作为领先的接入网络建设方案和设备提供商，UT斯达康将以其一贯的创新精神和强大的技术实力，推动接入网络建设进入光进铜退时代，将全社会信息化水平提升到更高的层次。