xPON全光接入，打造智慧城市网络基石

全光宽带接入是智慧城市“一云一网一图”模式的基石

　　建设智慧城市的最终目的是打破信息孤岛，实现数据全覆盖和跨部门共享，提高政府行政化创新、城市立体化管理、民生精细化服务、产业融合化发展的能力。中兴通讯在业界首次提出“一云一网一图”智慧城市模式的核心概念。

　　“一云一网一图”网络架构，即大数据中心云平台、全城超高速全光网络、城市空间GIS（地理信息系统），依据政府、企业、个人需求，超宽带安全网络自动适配，大数据业务云端快速生成，城市空间地理三维图形化直观展示，实现智慧城市的全景展现。

　　“一网”在整个云网图模式中承上启下，它将底层信息感应层收集或采集到的信息传递给上层的“云”，即云计算中心。如果把智慧城市比喻成一个人，“云”是大脑，那么“网”就是神经网络，接入网就是“神经纤维”，接入网的畅通和高效是智慧城市的基础。

典型应用场景的PON接入

　　宽带接入网是整个智慧城市网络的“神经纤维”，接下来我们就深入几个典型的应用场景，分析其无源光网络（PON）接入方案。

智慧园区宽带接入

　　智慧园区宽带接入网如图1所示，有线基础网络FTTx以其高带宽、高灵活性、高安全性满足智慧园区的建设需求，包括6大场景，其对应的解决方案如下。

　　●   中小企业用户场景

　　主要面向中小企业办公所需语音、互联网、小型专线及园区云平台应用，这个场景下的用户对带宽的需求为10Mbps左右，推荐使用FTTB+LAN模式，即室外光交接箱集中分光，分光器采用1:8的分光比；弱电井内使用适合垂直布线的室内光缆，MDU（多住户单元）放置在楼道，可根据中小企业入驻情况分期投放。

　　●   大企业用户场景

　　大企业用户的主要需求是高带宽，对于带宽的要求大约为50Mbps或以上，有数据专线和大容量IP Centrex（IP网络集中用户交换机）的需求，宜选用FTTO模式，即室外光交箱集中分光，分光比采用1:32；弱电井内使用室内光缆，在某些楼层设置集中分纤箱，提供分纤点，从分纤点引光纤到办公室SBU（单个商业用户单元），引入光纤由单个公司或办公室用户独享，SBU之后的设备或网络由用户管理。

　　●   酒店公寓场景

　　该场景下主要支持语音、上网和IPTV业务，高清的IPTV对带宽的要求大约是10Mbps，FTTB+LAN模式可以满足，室外光交箱集中分光，分光器采用1:8的分光比；弱电井内使用室内光缆，MDU放置在楼道，可根据渗透率分期投放。

　　●   安全敏感类场景

　　金融和政府等安全敏感类场景需要高带宽和独立隔离的光纤接入，推荐P2P模式，OLT（光线路终端）直接光纤到达客户路由处，物理隔绝保证高安全性，每用户独享GE/FE高带宽，采用国产设备确保安全性。

　　●   公共热点覆盖场景

　　该场景下要保证楼道有可接入的热点AP，采用FTTF+WLAN模式，光纤到楼层，然后通过支持反向供电的MDU供电给AP接入点，提供千兆接入、超百兆流量的设备能力，覆盖距离远，满足智慧园区灵活布放需求。

　　●   公共数据采集场景

　　该场景主要是转发物联网管采集的数据流，如门禁和安保场景，带宽10Mbps以下即可，推荐FTTC模式；灵活的组网和接入方式，提供全系列的园区物联网接入平台解决方案，配合物联网网关构建高效、稳定、基于IP的设备访问和智能控制的应用平台。

智能楼宇宽带接入

　　智能楼宇综合计算机、信息通信等方面的先进技术，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作，实现建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、安全保卫自动化（SAS）和消防自动化（FAS）。智能楼宇接入网络按用途的不同，大致可以分为管控网络、WLAN接入网络、安防网络、商铺接入网络、商住接入网络等（见图2）。

　　●   楼宇管控网络

　　该场景下，主要任务是为智能照明控制、楼宇自控（智能采光、智能通风、电梯等设备）、EPS应急电源、智能抄表等系统设备提供网络通信服务，组网采用星形组网，选用纯带宽ONU（光网络单元）承载各类楼宇管控设备。

　　●   WLAN接入网络

　　该场景下，主要任务是承载热点AP，覆盖智能楼宇内部商用区、楼宇周边的停车场等有无线需求的区域。对于取电方便区域，采用星形组网，选用多端口MDU设备承载AP；对于取电不便区域，采用支持POE/POE+的MDU直接为AP供电。

　　●   安防网络

　　该场景主要是承载IP视频检测系统告警、门禁等安防类终端，特点是上行流量大。对于道路和围界等区域选用链式组网，对于信息点集中区域选用星形组网，对于接入点需求少区域选用ONT，对于接入点需求多区域选用多端口MDU，而供电不便区域选用支持POE/POE+的MDU，直接给摄像头供电。

　　●   商铺接入网络

　　该场景下通常有数据和语音接入需求，大型商户需要的接入点较多，部分商户带宽需求较高；大型商户选用集成语音的MDU，同时提供语音和数据接口；小型商户选用集成语音、数据和WiFi的FTTH/O型ONT组网；对于高带宽商户采用直连方式，提供超高带宽接入。

　　●   商住接入网络

　　该场景下同时存在办公需求和家庭娱乐需求，通常需要数据、语音、电视业务以及WiFi接入。对于有IPTV和CATV业务需求的FTTH/O组网，选用集成数据、语音、WiFi和支持CATV（针对CATV）业务端口的ONT或MDU。

平安城市宽带接入

　　平安城市的核心是视频检测系统（见图3）。随着对网络检测系统的要求越来越高，传统交换机接入模式存在带宽瓶颈以及传输距离限制问题，另外取电困难，需要通过以太网进行POE供电。平安城市应用对时延等QoS保障要求也逐渐提高，应用场景多样化，环境要求非常复杂。这些问题通过PON接入方式可以迎刃而解。

　　●   室外视频检测系统场景

　　此场景主要是室外的交通路段、小区及公共场所，环境要求较高且复杂，光终端在该场景下宜选用防护等级高的（可防雨等），可安装在抱杆或挂墙上的DPU设备，上行口配置E/GPON、SFP光模块，下行口配置GE电口（POE可选）。

　　●   一般用户的室内视频检测系统场景

　　一般室内检测系统场景，经过FTTx组网后，光终端可以选用普通的MDU+LAN方式，光终端的上行是GPON或EPON的光口，下行可以是4×FE的以太网口。

　　●   特殊用户（高价值用户）的室内视频检测系统场景

　　特殊用户的接入场景，如人民大会堂、重要行政机关等，首先要保障高速的视频带宽，其次要有业务不中断的能力。该场景下，FTTx组网选用Type C方式，光终端PON口双上行，下行业务口可选用4×GE的以太网口。

智能交通宽带接入

　　智能交通网络（见图4）承担着收集各系统综合信息并传输至中心管理大数据平台进行解析的责任，这些系统包括视频检测与巡逻系统、卡口抓拍与车辆布控系统、电子警察与非现场执法系统和交通信号控制系统。

　　●   利用视频检测系统的采集系统

　　该场景下的子系统主要有高清卡口系统、高清电子警察系统和道路检测系统，主要通过部署高清视频检测对各路段进行视频采集并回传给控制中心，此场景下的环境要求较高，可以在FTTx网络下选用防护等级高的DPU设备，上行口支持PON光口，下行支持FE或GE的以太网口（可选支持POE）。

　　●   利用交通参数检测器的信息采集系统

　　该场景下的子系统主要有信号灯控制、交通流量信息采集系统等。其中交通参数信息采集主要通过交通信号控制系统、卡口系统、电子警察系统、交通信息采集系统中布设的交通参数检测器获得，采集方式主要有线圈、视频、微波、红外等。该场景主要实现物联网终端的接入，在FTTx网络下，光终端设备的下行业务口可以是FE/GE或者RS232/485，支持物联网网管，上行是支持PON的光口。

全光接入的优势

　　中兴通讯智慧城市有线接入采用xPON全光网络解决方案，是因为该方案各方面的优势使其能够全面满足智慧城市建设需求。

　　●   高带宽和稳定性

　　目前采用的GPON和EPON上行速率可以满足高带宽的需求（GPON的上行为1.25Gbps，下行为2.5Gbps，EPON上下行对称为1.25Gbps）；点到多点的无源光网络结构，相比点到点的架构，可以节省骨干光纤70%；同时无源的架构减少了有源故障点，提高了网络的可靠性。

　　●   业务统一性

　　业务统一承载，并可弹性扩展。在业务上，通过一张光纤网络不但可以承载POTS电话、TV业务、上网业务、专线业务、视频检测、控制业务，而且可以快速适应未来出现的各项新业务和新场景的要求，改变过去一种业务、一张网络的建网模式，从而节省建网成本和维护成本，实现新业务的快速部署，满足智慧城市几大类应用场景的需求。

　　●   安全性

　　xPON的网络保护模式有Type A/B/C/D四种，可以对主干光纤、OLT的PON口、ONU的PON口、光分路器和配线光纤进行保护；业务上可以通过VLAN实现不同用户之间各业务的隔离，也可以实现同一用户不同业务之间的隔离；PON技术的数据加密可以确保信息的安全；最后，统一的网管系统Netnumen U31可以对设备账户、权限、系统日志和告警等进行全方位的统一管理。

　　●   平滑演进，保护投资

　　在不改动ODN设备（占整个光网络70%成本）的基础上，通过在OLT设备上增添支持下一代PON的业务板卡和必要的合波器、ONU设备，即可实现从单纤2.5G到10G、40G的下一代PON技术，从而以较少的投资，快速实现带宽升级，满足未来智慧城市网络带宽的更高需求。