2024年5月2日发(作者：3112805967的qq邮箱怎么写)

DOI:10.3969/.1006-6403.2023.06.004

家庭宽带业务质量保障分析

［林浩 张克刚 梁军君 李永涛］

摘要

随着家庭宽带市场的快速发展，用户对业务质量的要求越来越高。从家宽业务端

到端承载出发，分析了影响业务质量的关键要素，重点针对

PTN

、

OTN

、裸光纤

3

种

OLT

承载方案进行了测试分析，同时结合家宽业务发展和承载网络现状，给出了

承载建议，助力家庭宽带业务承载质量提升。

关键词：

家庭宽带

质量保障

OLT

承载

林浩

中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司

,

硕士，高级工程师，主要从事传

送网的规划、咨询和设计工作。

张克刚

中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司

,

硕士，高级工程师，主要从事传

送网的规划、咨询和设计工作。

梁军君

中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司

,

硕士，高级工程师，主要从事传

送网的规划、咨询和设计工作。

李永涛

中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司

,

硕士，高级工程师，主要从事传

送网的规划、咨询和设计工作。

运

营

与

应

用

1

引言

2021

年

3

月

24

日工信部印发了

《“

双千兆

”

网络协

同发展行动计划

(2021-2023

年

)

》

提出要打造千兆光网

，

到

2023

年覆盖

4

亿户家庭

，

形成

100

个千兆城市

。

同时

，“

双

千兆

”

行动计划也提出要提高端到端千兆业务体验

；

要助

力超高清视频

、

AR/VR

等消费领域业务应用的繁荣发展

；

要通过技术升级

，

实现我国通信产业链自立自强

，

培育壮

大产业生态

。

进年来千兆光网和

5G

等新型信息基础设施建设覆盖和

应用普及全面加速

。

截至

2022

年

6

月

，

我国千兆光网具备

覆盖超过

4

亿户家庭的能力

，

已累计建成开通

5G

基站

185.4

万个

，

实现

“

县县通

5G

、

村村通宽带

”。

3

家基础电信企业

的固定互联网宽带接入用户总数达

5.63

亿户

，

比

2021

年年

末净增

2 705

万户

；

其中

100 Mbit/s

及以上接入速率的固定

互联网宽带接入用户达

5.27

亿户

，

占总用户数的

93.7%

。

伴随着家庭宽带市场的快速发展

，

家庭宽带用户对业

务品质的要求越来越高

。

根据

Yankee

公司调查

，

64%

用

15

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2023.06·

广东通信技术

》

运营与应用

户将业务体验列为选择运营商最重要因素

，

48%

用户因为

更好的业务体验选择其他的运营商

，

35%

用户认为视频体

验是选择观看的最重要指标

。

因此

，

分析家庭宽带业务质

量十分有必要

。

2

家庭宽带业务端到端承载和质量分析

2.1

家庭宽带业务端到端承载

从承载网络的角度分析家庭宽带业务的端到端承载

，

主要包括了

4

个部分

，

如图

1

所示

，

分别是家庭网络

，

接

图

1

家庭宽带业务端到端承载

入网络

，

城域网络和省中心业务平台

。

家庭网络

，

主要是通过光猫和路由器的组网

，

满足

家庭用户上网

、

娱乐等需求

。

接入网络主要包括了

OLT

光线路终端

）

设备

、

一级分光器

、（

Optical Line Terminal

，

二级分光器

，

这

3

个单元构成了业务接入的

“

最后一公

里

”。

其中

OLT

设备是组播的复制点

，

通过两级分光的

运

营

与

应

用

设置

，

能够提升单

PON

（

Passive Optical Network

，

无源光

网络

）

口的用户承载数量

。

城域网络

，

主要包含了传送网

和承载网两个部分

，

OTN

（

Optical Transport Network

，

光

传送网

）

/PTN

（

Packet Transport Network

，

分组传送网

）

/

切片分组网

)

作为传送网网元

，

SPN(Slicing Packet Network

，

满足

OLT

的上行的端口需求和链路需求

；

LSW

、

BRAS

、

CR

、

CDN

等承载网网元

，

承担着流量疏导

、

内容源发布

等任务

。

业务平台

，

不仅负责内容源的引入

，

同时承担着

跨域流量访问的任务

。

城域网络对业务质量的影响主要包括网络容量不足

、

网络架构不合理

。

网络容量主要体现在两个方面

，

当

OLT

上行链路采用

GE

速率时

，

容易造成忙时拥塞

、

丢包

，

用

户测速会不达标

；

BRAS

多链路捆绑

，

会产生链路负载不

均

、

丢包现象

，

影响用户体验

。

网络架构

，

主要指当采用

汇聚交换机承载时

，

业务由大传送管道进入小传送管道导

致丢包

，

造成

IPTV

组播花屏

、

点播卡顿

。

（

4

）

业务平台

业务平台对业务质量的影响主要是网络架构问题

。

网

络架构主要是指承载网在进行跨域业务访问时

，

如果存在

流量绕行的情况

，

会造成忙时拥塞

、

丢包

、

时延加大

，

影

响抖音等互联视频体验

。

3 OLT

承载方案及承载质量分析

3.1 OLT

上联承载方案

现网中

OLT

双上联承载主要有

8

种组合方案

，

如图

2

所示

，

分别为方案

1

：

汇聚层

PTN+

接入层

PTN

；

方案

2

：

汇聚层

PTN+

汇聚层

PTN

；

方案

3

：

汇聚层

PTN+OTN

；

方案

4

：

裸光纤

+

接入层

PTN

；

方案

5

：

裸光纤

+

汇聚层

PTN

；

方案

6

：

OTN+

接入层

PTN

；

方案

7

：

OTN+OTN

；

方案

8

：

裸光纤

+

裸光纤

。

应根据

OLT

设备部署点位

，

8

种组合方案各有优劣势

，

结合网络资源情况合理选择

。

使用接入层

PTN

网络承载的

OLT

设备主要应用在农

村以及城区业务量较小的区域

，

通常作为逃生路由避免主

用链路故障造成的

OLT

掉线

。

使用接入层

PTN

网络承载

应随

OLT

业务的发展主动进行割接调整

，

提升业务承载

质量

。

2.2

网络对业务的影响分析

（

1

）

家庭网络

家庭网络对业务质量的影响主要包括两个方面

。

一是

网线的质量问题

，

使用百兆网线或者将网线一分二

，

将会

对带宽有所限制

，

造成套餐测速不达标

、

真实体验与带宽

不匹配

、

视频卡顿等现象

。

二是

WIFI

性能的问题

，

WIFI

的覆盖能力和抗干扰能力越强

，

WIFI

侧产生时延

、

抖动

、

丢包的概率越低

，

时延

、

抖动

、

丢包会造成游戏跟手性差

、

视频卡顿的现象

。

（

2

）

接入网络

接入网络对业务质量的影响主要是链路质量问题

，

如

闪断

、

弱光

。

弱光会造成链路误码

、

丢包

，

PON

网络的闪断

、

从而发生微信视频卡顿

、

视频会议卡顿或无法实时共享的

情况

。

（

3

）

城域网络

3.2

承载方案对业务质量的影响测试

为了评估

OLT

上联承载方式对业务品质的影响

，

选

16

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家庭宽带业务质量保障分析

时延和丢包测试数据

。

本次测试

，

所选择的

PTN

网络接入环

、

汇聚环

网的带宽利用率与现网环

路流量水平保持一致

，

均

低于

30%

。

通过对

A

、

B

两地市

OLT

设备单边的时

延和丢包测试结果分析

，

4

种

OLT

上联方式的链

路性能和链路质量是相差

不大

。

图

2 OLT

上联承载模式

择主流

10GPON

设备

，

以现有网络数据为依托

，

搭配互联

网拨测探针

，

对

OLT

上联承载的

4

种主流方案汇聚

PTN

承载

、

接入

PTN

承载

、

OTN

承载

、

裸光纤承载进行场景

测试

，

分别对

OLT

至

BRAS

之间链路进行了单边的时延

和丢包测试

，

同时对

TOP2000

网站和

IPTV

组播流进行业

务测试

。

为了取得更加客观的测试结果

，

选取了

2

个不同地市

，

共计

9

台

OLT

设备进行测试

。

详细测试清单如表

1

所示

。

3.2.1

时延与抖动测试

对需要测试的

OLT

设备与

BRAS

之间链路进行了单

边的时延和丢包测试

，

用于分析不同上联方式对时延和丢

包的影响

。

表

2

、

表

3

分别为

A

、

B

地市

OLT

设备单边的

3.2.2 TOP 2000

网站进行探针拨测结果

A

、

B

两地市分别在测试要求时间分两次对

TOP2000

网站进行探针拨测

，

测试结果如表

4

、

表

5

、

表

6

、

表

7

所示

。

通过对比

A

、

B

两地市两次探针拨测结果发现

，

晚间

忙时

TOP2000

网站的平均拨测时间要长于早上的平均时

间

，

与

OLT

的上联方式无直接关系

。

3.2.3

测试分析

（

1

）

测试结果

：

当

PTN

网络接入环

、

汇聚环网的带

宽利用率较低

（

低于

30%

）

时

，

OTN

、

接入层

PTN

、

汇聚

层

PTN

、

裸光纤

4

种方式对

OLT

设备单边的时延和丢包影

响几乎一致

，

链路性能和链路质量无明显差别

。

另外

，

对

TOP2000

网站进行探针拨测显示

，

晚间忙时平均拨测时间

要长于早上的平均时间

，

与

OLT

的上联方式无直接关系

。

运

营

与

应

用

表

1 OLT

承载测试清单

OLT

名称

A

市桥西区如家宾

馆

HW-MA5800

A

市裕华区爱立信

机房

HW-MA5800

A

市裕华区蓝湾家

园

HW-MA5680T

A

市裕华区蓝湾家

园

HW-MA5800

A

市长安区天河

HW-MA5680T

B

市区市公安局

HW-MA5800-X17

B

市铁通公司

HW-

MA5680T

B

市气象局

HW-

MA5680T

B

市港口后唐堡基

站

HW-MA5680T

带宽

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

10GE

上联方式

OTN

汇聚

PTN(100G)

OTN

汇聚

PTN(100G)

汇聚

PTN(100G)

裸光纤

裸光纤

OTN

汇聚

PTN(100G)

OTN

接入

PTN

（

10G

）

汇聚

PTN(100G)

OTN

汇聚

PTN(100G)

裸光纤

汇聚

PTN(100G)

接入

PTN

（

10G

）

B

市气象局汇聚

-6500-16L

B

市沈家堡西

-6180

B

市区枢纽楼

6500-32

B

市港口

-6500-32

B

市港口二局

-6500-32

A

市嘉和药房

OSN9800

A

市天河营业厅汇聚

7900-24

A

市天河营业厅

OSN9800

B

市公安局

-6180

B

市宏宇城汇聚

-6500-16L

B

市铁通公司

OSN9800

B

市铁通

6500-16L

A

市市公司

OSN9800

A

市市移动

5

号楼

7900-32

A

市省公司

OSN9800

B

市区移动公司

6500-32

B

市区枢纽楼

1-6500-32

B

市区移动公司

OSN9800

B

市区枢纽楼

6500-32

传输

A

端站点

A

市如家宾馆

OSN9800

A

市如家宾馆汇聚

7900-24

A

市嘉和药房

OSN9800

A

市爱立信总部汇聚

7900-24

A

市蓝湾家园汇聚

7900-24

传输

Z

端站点

A

市市公司

OSN9800

A

市省公司

7

楼

7900-32

A

市开发区

5

号楼

OSN9800

A

市省公司七楼

-7900-32

A

市开发区

7900-32

测试开始

时间

8

月

8

日

8

月

4

日

8

月

8

日

8

月

4

日

8

月

8

日

8

月

4

日

8

月

4

日

8

月

8

日

8

月

4

日

8

月

8

日

9

月

1

日

9

月

5

日

9

月

1

日

9

月

5

日

9

月

1

日

9

月

5

日

9

月

1

日

9

月

5

日

测试结束时间

8

月

9

日

8

月

5

日

8

月

9

日

8

月

5

日

8

月

9

日

8

月

5

日

8

月

5

日

8

月

9

日

8

月

5

日

8

月

9

日

9

月

3

日

9

月

7

日

9

月

3

日

9

月

7

日

9

月

3

日

9

月

7

日

9

月

3

日

9

月

7

日汇聚

PTN(100G)B

市港口南排河汇聚

-6500-16L

17

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广东通信技术

》

运营与应用

表

2 A

地市

OLT

设备单边的时延和丢包测试

OLT

名称

A

市桥西区如家宾馆

HW-MA5800

A

市裕华区爱立信机房

HW-MA5800

A

市裕华区蓝湾家园

HW-MA5680T

A

市裕华区蓝湾家园

HW-MA5800

A

市长安区天河

HW-MA5680T

2.7

3.7 3.0

平均时延波动

（

ms

）

OTN

12.7

12.1

PTN

10.5

9.8

16.4 13.9

2.3 5.2%

1.5%1.5%

裸光纤

OTN

1.8%

2.9%

平均丢包率

PTN

4.1%

4.5%

2.7%4.5%

5.6%

裸光纤

（

2

）

承载建议

：

目前对

OLT

设备与

BRAS

之间链路进行

的单边时延和丢包测试环境中的

PTN

环路带宽利用率较低

，

约为

30%

。

当使用

PTN

承载

OLT

上行

链路时

，

应定期监控环路流量和

业务承载质量

，

避免因流量越限

造成的业务感知下降

，

同时应适

平均丢包率

PTNPTN

表

3 B

地市

OLT

设备单边的时延和丢包测试

平均时延波动

（

ms

）

OLT

名称

B

市区市公安局

HW-MA5800-X17

B

市铁通公司

HW-MA5680T

B

市气象局

HW-MA5680T

B

市港口后唐堡基站

HW-MA5680T

4.0

OTN

PTNPTN

(

接入

)(

汇聚

)

3.23.0

10.410.2

3.8

3.33.3

1.7%

裸光纤

OTN

度提前规划

，

将在接入层

PTN

承

裸光纤

(

接入

)(

汇聚

)

0.8%0.9%

3.0%1.5%

0.0%

0.3%

载的

OTL

设备进行割接调整至汇

聚层

PTN

或

OTN

网络

，

保障业

务质量

。

0.0%

3.3

面向未来的

OLT

承载策

视频业务快速发展

，

从

4K

到

VR

演进

，

表

4 A

地市

TOP2000

网站第一次探针拨测

0804-8

时

0804-19

时

0805-8

时

0805-19

时

探针名称

至

12

时

2.75

3.23

3.25

10.36

2.77

至

23

时

5.28

5.53

5.68

9.09

3

至

12

时

3.06

3.05

3.13

8.78

3.07

至

23

时

3.1

3.13

3.21

8.92

3

总时间

（

s

）

总时间

（

s

）

总时间

（

s

）

总时间

（

s

）

A

市桥西区如家宾馆

HW-MA5800

A

市裕华区爱立信机房

HW-MA5800

A

市裕华区蓝湾家园

HW-MA5680T

A

市裕华区蓝湾家园

HW-MA5800

A

市长安区天河

HW-MA5680T

略分析

对丢包率和时延有更高的要求

，

详见表

8

所

示

。

OLT

承载策略应随业务发展合理选择

方案

。

随着

OLT

业务的发展和

SPN

（

Slicing

Packet Network

，

切片分组网

）

网络的大规

模部署

，

OLT

的承载方案将由现有的

3

种升

级为

4

种

，

分别是

OTN

承载

、

PTN

承载

、

裸光纤承载

、

SPN

承载

。

OLT

的承载方案

应考虑从部署点位所属区域

、

业务承载现状

、

设备保障等级等方面

，

兼顾承载网络的现状

合理选择方案

。

OLT

上联承载方式对比

，

如

表

9

所示

。

城区

OLT

设备优先选择裸光纤直连

0902-19

时

至

23

时

总时间

（

s

）

3.65

2.89

3.02

3.13

0903-8

时

至

12

时

总时间

（

s

）

2.73

2.8

2.79

2.6

0903-19

时

至

23

时

总时间

（

s

）

3.17

2.77

3.26

3.04

运

营

与

应

用

表

5 A

地市

TOP2000

网站第二次探针拨测

0808-8

时

0808-19

时

0809-8

时

0809-19

时

探针名称

A

市桥西区如家宾馆

HW-MA5800

A

市裕华区爱立信机房

HW-MA5800

A

市裕华区蓝湾家园

HW-MA5680T

A

市裕华区蓝湾家园

HW-MA5800

A

市长安区天河

HW-MA5680T

至

12

时至

23

时至

12

时至

23

时

总时间

（

s

）

总时间

（

s

）

总时间

（

s

）

总时间

（

s

）

3.115.722.943.11

3.15

3.19

9.35

2.97

5.91

6.48

9.39

3

2.97

3.09

8.17

2.88

3.3

3.37

9.72

3.11

表

6 B

地市

TOP2000

网站第一次探针拨测

0901-8

时

探针名称

B

市区市公安局

HW-MA5800-X17

B

市铁通公司

HW-MA5680T

B

市气象局

HW-MA5680T

B

市港口后唐堡基站

HW-MA5680T

至

12

时

总时间

（

s

）

2.89

2.66

2.88

2.97

0901-19

时

至

23

时

总时间

（

s

）

3.1

3.16

3.22

3.45

0902-8

时

至

12

时

总时间

（

s

）

3.05

2.79

2.76

2.98

表

7 B

地市

TOP2000

网站第二次探针拨测

0905-8

时

探针名称

B

市区市公安局

HW-MA5800-X17

B

市铁通公司

HW-MA5680T

B

市气象局

HW-MA5680T

B

市港口后唐堡基站

HW-MA5680T

至

12

时

总时间

（

s

）

2.48

2.79

2.8

2.86

0905-19

时

至

23

时

总时间

（

s

）

3.23

3.2

3.05

3.15

0906-8

时

至

12

时

总时间

（

s

）

2.68

2.68

2.85

2.78

0906-19

时

至

23

时

总时间

（

s

）

3.02

3.1

3.07

3

0907-8

时

至

12

时

总时间

（

s

）

2.5

2.63

2.78

2.92

0907-19

时

至

23

时

总时间

（

s

）

3.11

3.18

3

3.37

18

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家庭宽带业务质量保障分析

表

8

视频业务对网络的要求

业务类型

带宽

时延

丢包

抖动

起步阶段

，

4K

4K

直播

100 Mbit/s

20 ms

1.00E

-

05

VR

弱交互视频

≥60 Mbit/s

≤20 ms

≤1E

-

5

VR

强交互业务

≥80 Mbit/s

≤20 ms

≤1E

-

6

≤40 ms

舒适体验阶段

，

8K

VR

弱交互视频

≥120 Mbit/s

≤20 ms

≤1E

-

5

VR

强交互业务

≥130 Mbit/s

≤20 ms

≤1E

-

6

≤20 ms

理想体验阶段

，

≥12K

VR

弱交互视频

≥420 Mbit/s

≤15 ms

≤1E

-

6

VR

强交互业务

≥540 Mbit/s

≤8 ms

≤1E

-

7

≤15 ms

表

9 OLT

上联承载方式对比

远期

OLT

承载方式

OTN

PTN

裸光纤

SPN

优点

独享带宽

，

跳纤距离近

全网覆盖

，

跳纤距离近

适用城区

，

不占用设备资源

，

独享带宽

全网覆盖

，

跳纤距离近

缺点

建设投资大

，

系统带宽利用率低

与其他业务共享带宽

，

网络系统带宽利用率高

当跳纤距离较远时

，

无法监控

，

定位抢修困难

可结合业务情况

，

合理选择软切片

、

硬切片两种方式

，

网络系统带宽利用率高

方案

，

乡镇

OLT

设备可根据承载网络的布局选择方案

。

承载千兆宽带业务的

OLT

设备

、

承载家宽用户数量超过

1000

户的重要

OLT

设备

，

应选择双

10GE

上联链路

，

保

障业务承载

。

满足千兆业务的同时应具备面向

CHBN

的各项新业

务的灵活承载和云网协同能力

，

构建多业务综合接入承载

策略

，

协同构建端到端切片能力

，

支撑面向

CHBN

千兆

业务差异化承载需求

。

同时

，

不断优化面向体验的网络演

进策略

，

满足高价值家宽和垂直商业场景的对网络品质的

诉求

。

建立

“

10G PON

光连通

+

千兆

Wi-Fi6

连接

+FTTR

光纤进一步延伸

”

的端到端支撑策略

，

筑牢千兆光接入

网底座

，

支撑面向体验的智能光接入网构建和数字化服务

创新

。

参考文献

1

肖江涛

,

张存喜

,

迟柏洋等

.

家庭宽带网络能效评估分析

[J].

广东通信技术

. 2022,04.

2

张勤贵

.

千兆宽带网络建设策略研究

[J].

信息技术与信息

化

,2020,03.

（收稿日期：

2023-05-31

）

运

营

与

应

用

4

家宽业务演进及承载质量提升建议

随着数字家庭业务蓬勃发展

，

家庭从娱乐中心逐步转

变为多元化生产中心

，

在线教育

、

居家办公

、

VR

娱乐

、

全屋智能

、

4K/8K

等新兴业务成为日常

，

亟需更高品质的

家庭网络来满足用户的需求

；

业务快速发展带动千兆家庭

宽带快速发展

，

推动传送网络迭代升级

，

千兆覆盖不断向

农村延伸

，

达到全覆盖

。

与此同时

，

千兆光纤部署加快激发家庭市场业务应用

换代升级

，

同时智慧家庭场景开始融合外延

，

智慧楼宇与

智慧社区成为新的关联场景

。

欢迎订阅

《

广东通信技术

》

《

广东通信技术

》

创刊于

1981

年

，

是中国电信股份有

限公司广东分公司主管

，

广东省通信学会和广东省电信情报

中心站联合主办的广东省唯一的综合性通信技术刊物

。

《

广东通信技术

》

主要反映广东通信建设的最新成就

和交流引进

、

吸收国内外先进通信技术的经验

，

介绍国内外

最新通信技术的发展及趋势等

。

《

广东通信技术

》

月刊

，

大

16

开

，

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2023.06·

广东通信技术