中国信通院下一代ODN网络建设解决方案白皮书.docx

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1、网络上解&上必中国通信企业硼合CHINA ASSOCIATION OF COMMUNICATION ENTERPRISES组织单位中国通信企业协会编写单位中国信息通信研究院中国联合网络通信有限公司研究院 中国移动通信集团设计院有限公司 中讯邮电咨询设计院有限公司华为技术有限公司中通服咨询设计研究院有限公司 中国信息通信科技集团有限公司 普天信息工程设计服务有限公司 北京信通传媒有限责任公司编委会名誉主编：苗建华执行主编:韩 镐 赵俊涅 编写组组长：刘泰刘德强卢海萌李洪栋王迎春王波樊可欣叶祥丁爱娟王晨李元年黄美金刘涛杨红伟李果马俊冯仕琨高峰何伯勇解创创李东李昶祁彪李倩马志刚李晓梅沈舜华陈昕陈明亮

2、赵娟刘亚珍张迪李成蹊编写组成员:近年来，以信息基础设施为基石的数字化转型成为全球各主要强国的重要发 展战略，引领全球经济快速发展。特别是疫情以来，5G、千兆光纤网络在经 济社会发展和数字化转型中发挥了巨大作用。“云办公”“云会议”“云诊疗”“云 课堂”等成为人们工作学习生活的新常态，“云商业” “云服务”更是为人 类社会生活提供了巨大便利。加快新型基础设施建设，是数字化发展的前提和基础。当前，我国已建成全 球规模最大的光纤宽带和5G网络，正在加快建设以“双千兆”网络、数据中 心等为主体的高速泛在、集成互联、智能绿色、安全可靠的新型数字基础设施， 网络覆盖 能力持续提升，网络质量曰益优化，创新能

3、力大幅增强，新兴业态 蓬勃发展。光分配网络(ODN, Optical Distribution Network)是连接通信机房和用户 设备的实体设施，是千兆光纤网络的关键组成部分。目前，我国ODN网络建 设广泛采用以现场熔接方式为主的传统建设模式，存在施工难度大、建网速 度慢、成本高等问题，并且数字化水平低，后期运维难度大，给网络质量的 稳定和进一步提升带来挑战。网络建设运维对质量、效率、成本的需求正在 推动ODN网络向下一代演进。本白皮书结合当前技术发展和建设实践，梳理 下一代ODN网络关键解决方案和技术，并对未来发展提出展望，期望为我国 网络基础设施高质量发展提供支撑和参考。目一录1宽带楼

4、入网络发展现状/01 9 ODN网络概述/0221网络结构22 2光缆32 . 3光分支器件及连接器33 4光节点设备设施34 ODN网络技术演讲/043. 1传统ODN网络建设挑战43.2 0DN网络演进要求63 . 3 0DN代际划分74预连接ODN解决方案/ 104 1预连接ODN解决方案价值104 2预连接ODN关键技术114. 3全程预连接ODN网络设施组成164. 4全程预连接ODN典型组网方案17o5预连格ODN解决方案实施/1951预连接ODN网络设计195. 2预连接ODN工程实施245. 3预连接ODN测试验收276基于图像识别的预连接ODN数智化方案/295.1 图像识别

5、的作用306. 2关键设别元素316. 3方案实施327数智化ODN愿景/376.1 ODN网络管理痛点377. 2数智化ODN预期效果378总结和展望/40预连辖ODN验收测试实例/ 41宽带接入网络发展现状新一轮科技革命和产业变革的深入推进，加速了信息通信技术与经济社会的融合步伐，推 动了经济数智化转型，特别是在新冠肺炎疫情爆发、流行、常态化疫情防控背景下，信息 通信持续深化与医疗、教育、政务、办公、零售、文旅等领域的融合，拓展数智化生活、 生产和社会公共治理领域新应用。加快数智化转型步伐、丰富数智生活体验，高速、安全、 稳定的宽带网络发挥着举足轻重 的作用。党中央、国务院高度重 视宽带网

6、络发展，“十四五 规划明确提出加快推动5G网络、千兆光纤网络、物联网、数据中心、工业互联网、车联 网等新型基础设施建设。千兆光纤网络基础设施建设的有序推进，不断提升网络带宽供给能力，使信息基础设施发 展全面提速提质。目前，我国千兆光纤网发展已经进入快车道，据工信部统计，至2022 年7月底，我国光纤接入(FTTH/0)端口达到9.95亿个，占互联网宽带接入端口数量的 95.4%。其中，具备千兆网络服务能力的IOGPoN端口数达1161万个。“十四五”时期，我国将全面升级千兆光纤网络，持续扩大千兆光纤网络覆盖范围加快 推进“千兆城市”建设。从政策方面看，工信部发布“双千兆”网络协同发展行动计划(

7、2021-2023年)，进一步引导千兆光纤网升级，提升核心芯片、模块设备、器件等的 研发制造水平；住建部会同工信部等16部门联合印发了关于加快发展数智家庭提高居住 品质的指导意见，鼓励开展光纤到房间、光纤到桌面建设，着力提升住宅户内网络质量； 各地方政府积极响应，大力推动超高速全光网络发展。从需求层面看，一方面，千兆光纤 网络的广泛应用将激发产业创新活力，数字化生活被公众所接受，网络的全覆盖和高可用 性成为刚需；另一方面，城乡公共基础设施的智能化改造和物联感知设施部署要求光纤网 络的接入场景从住宅、办公场所向更多类型扩展，对网络的可靠性和智能化管理等提出要求。 世界银行正在征求意见的新营商环境

8、体系BEE (Business Enabling Environ merit)将网 络与供电、供水并列作为衡量营商环境的三种关键公用事业。ODN作为光接入网的关键设施正在加速创新迭代，预连接技术和数智化技术在ODN建设 中的应用解决了传统ODN在光接入网施工过程中效率低、人员投入成本高、光纤“哑资源” 管理困难等问题。这些新型ODN技术的广泛应用，将助力城市及重 点乡镇千兆光网络规模 部署，提升城镇老旧小区光接入网覆盖 能力，推动全光接入网进一步向用户终端和各类智 能化公共设施延伸，支持有条件地区超前布局更高速率宽带接入网络。,图2-1 ODN网络结构示意图2信企业1皿含TION OF COM

9、MUNICATION ENTERPRISESODN网络概述ODN 是无源光网络(PON, Passive Optical Network)从通信中心机房(CO, Central Office)的光线路终端(OLT, Optical Line Terminal)到达用户侧的光网络单元(ONU, Optical Network Unit)或光网络终端设备(ONT, Optical Network Terminal)所经由的 光传输通道。ODN网络设施位于中心机房和用户侧的中间，由多种无源设施、器件组成， 起到光纤互联或交叉连接、光纤接续、光功率分配/波长分配及光路的保护等作用。 2. 1网络结构端

10、到端的PON网络由“OLTODNONT”组成，以典型的光纤到户(FibrbWthbHome, FTTH)为例，ODN网络结构可以分成馈线段、配线段和入户段(也称引入段)三部分， 如图2-1所示。ODN网络主雷光缆、光分支器件及连接器和光配线设备设施等组成。 2.2光缆为使光纤达到工程应用的要求，具有良好的机械性能和环境性能，适应多种环境，便于施 工敷设，将光纤和保护元件等组合成一体，这种组合体就是光缆。光缆一般由缆芯、加强 元件、填充物和护层等几部分组成，根据需求还可以有防水层、缓冲层等，不同的应用场 景可以采用不同结构的光缆。光缆应能承受施工过程和长期使用条件下的拉伸、压扁、冲 击、弯曲、扭

11、转等机械作用，以保证缆中光纤良好的受力状态，并且使光纤在各种环境下 可靠工作。光缆可通过变换不同光缆组成部件(如外护套)适应不同 的应用场景。光缆 按应用场景可分室外及室内光缆，通常室外光缆具有较强的抗机械作用性能和耐环境性能， 室内光缆具有良好的阻燃性能。 2. 3光分支器件及连接器光分支器件是ODN网络P2m P (点到多点，即一个OLT端口连接多台ONU/0NT)架构 的核心器件。在FTTx中使用的光分支器件主要是光分路器，它实现了局端光功率1 ： N的 分配，从而实现OLT端口带宽被分配到不同的最终用户。无源波分器件则将不同的波长分 配给不同的用户，目前由于成本等因素应用较少。连接器是

12、光纤线路中可反复插拔实现光纤之间光学连接的器件，用于光路的联通和灵活 配接。 2. 4光节点设备设施光节点设备设施包括光配线架(ODF1 Optical Distribution Frame) x光缆交接箱(OCC, Optical Cross-connect Cabinet)、光缆接头盒(Closure)、光缆分纤箱(FDB, Fibre DistributionBox)以及光纤墙面盒(Outlet)等接续、配线设备设施。这些设备设施通常 由光纤管理系统(FMIFibreManagementsystem)和保护结构组成，作为光纤线路管理 的节点，承担接续、分光和配线功能，采用不同的设计或安装

13、配件可应用于地下、地面、架空、 挂墙、抱杆等不同的安装使用场景。 3.1传统ODN网络建设挑战随着全球FTTH建设的加速进行和光纤宽带在生产生活中发挥着越来越重要的作用，ODN 光纤网络作为FTTH建设中最关键和投资最大的部分，当前建设成本高、施工难度大和运 维管理困难是影响宽带网络进一步发展的主要难题。3. 1.1建设阶段4. 1.1.1 土建工程费用高在ODN网络建设中，除了设备和工程敷设费用外，土建挖沟费用占比很高，是影响FTTH 建设成本的关键要素。以南非为例，该国家全程采用地下管道布放FTTH光纤线路，且管 道需要全新铺设，人工挖沟带来的工程量巨大，且全程管道铺设需使用大量砖砌水泥人

14、井， 施工复杂，工程量和建设成本整体较高。据了解南非ITrH每用户成本高达IOOO美金，其 中土建挖沟和入户占据了总成本的70%。同时施工周 期长，影响运营商TTH建设效率和 业务开展。提高管孔利用效率、利旧既有管孔资源是降低土建成本的重要方向。此外，利 用通信杆路架空建设ODN网络的综合成本低于地下管道铺设，但是在城镇地区架空铺设光 缆影响城市美观，国务院办公厅关于全面推进城镇老旧小区改造工作的指导意见（国 办发（2020） 23号）将架空线规整（入地）作为城镇老旧小区改造的基础类改造内容，多 地市也将架空线入地纳入了城市更新规划并开展了专项整治行动。而在农村和偏远乡镇地 区的宽带网络建设中

15、，在非集中居住区通过运营商间共建共享通信杆路或共享电力杆建设 架空光缆线路仍是降低土建成本的优选方案，网络可维护性和扩展性也更高。3 LL 2光纤连接复杂度高传统ODN网络建设中，从机房到用户侧，在光纤接续点和配线设备设施处均需现场对光纤 进行人工连接操作。光纤是包层125微米，芯层仅约9微米的石英波导，其熔接和保护比 铜线对接复杂很多。如图3-1所示，每个光纤接续点都需要经过光缆开剥、光缆固定、熔 纤施工、光纤盘存保护等多个步骤.二现场熔接操作需要专业的设备和熟练的技能人员，在 复杂的现场操作环境下熔纤的质量也往往令人堪忧。在海外部分欠发达地区，光纤接续往 往成为FTTH网络建设的瓶颈，而在发达国家，光纤接续也往往带来较高的人力成本和较 长的施工周期。图3-1光纤连接步骤3. 1.1装维阶段3.1.2 1装机难度大，装维操作影响网络质量传统ODN网络装机时，每次增加或替换用户光缆都需要打开光缆分纤箱，现场熔纤或制作 冷接连接头，然后再将入户光缆在盒体内部固定好并重新密闭盒体。一般经过3-5年的装 维操作，箱体可能损坏导致保护性能下降，严重的甚至会缺失壳体部件或由于门锁损坏箱 门敞开，箱体内部失去保护造成连接头脏污，导致光纤线路性能