1、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
2、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
3、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，
4、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
5、，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
6、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 B
7、OX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
8、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
9、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，
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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
16、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