宽带光纤接入网中影响家宽业务质量的常见原因有哪些

news2024/11/26 15:37:48

1 引言

虽然家宽业务质量问题约60%发生在家庭网（见《家宽用户家庭网的主要质量问题是什么？原因有哪些》一文），但在用户的眼里，所有家宽业务质量问题都是由运营商的网络质量导致的，用户也因此对不同运营商家宽业务的质量形成了固有的印象。

从端到端的连接关系来看，运营商的家宽网络主要由宽带光纤接入网、xxNET、传送网和内容源组成，如图1所示。传送网主要提供xxNET各网元间的连接，IDC和CDN属于内容源。近几年，随着运营商对内容源引入的加大，内容源已不再是家宽网络中影响业务质量的主要方面。家宽业务的质量问题主要发生在宽带光纤接入网。

图1 家宽网络的组成

宽带光纤接入网对家宽业务质量的影响常与ODN光纤链路中断、ONU弱光、GPON接入千兆用户、OLT上联带宽受限和OLT重载有关。

2 ODN光纤链路中断

从用户对家宽业务质量投诉的原因来看，ODN光纤链路中断的占比超过70%。市政道路改造、住宅小区改造导致的光缆中断是光纤链路中断的主要原因，其次是光纤活动连接导致的链路中断。市政建设导致的光缆中断很难预防，只能在缩短抢修时限上努力了。光纤活动连接导致的链路中断往往与活动连接器的质量有关，集采使产品价格越来越便宜，但因产品质量问题导致的维护成本却越来越高。

但由于ODN光纤链路中断导致的投诉在故障修复后，用户对家宽质量的不满也随之消除，而用户使用网络时感到卡、慢才是影响用户满意度的主要方面。

3 ONU弱光

ONU弱光（ONU接收光功率小于-27dBm）会使ONU发生故障的概率明显增高，例如：弱光ONU一周内闪断5次以上的概率高达41%，是非弱光ONU的2.4倍，如图2所示（图中横坐标为ONU收光功率）。

图2 一周内闪断5次以上的ONU占比(%)

ONU弱光的主要原因是光纤的宏弯损耗过大（见《光纤弯曲半径不足对ODN链路衰耗的影响》和《常用G.657与G.652光纤的抗弯曲性能差距有多大？》一文），其次是活动连接的衰耗较大。ODN链路中活动连接的数量过多（超过8个），未使用的活动连接器未盖防尘帽（如图3所示）导致的端面污染，都会导致链路活动连接衰耗的增加。

图3 ODN中ODF单元的使用现状

弱光主要发生在ONU侧，若发生在OLT侧，则可能是因OLT采用了Class B+光模块所致（Class B+光模块的下行光功率预算比Class C+低1.5dB，但上行光功率预算比Class C+低4.0dB）。

4 GPON接入千兆用户

GPON能不能接入千兆用户的问题一直有争议。普遍认为应对GPON端口接入的千兆用户数严格控制，具体用户数各地要求不同，通常为2个～5个。但根据jsCM在2022年元宵节晚会期间针对高利用率PON口千兆用户的测速结果，如表1所示，GPON完全可满足千兆发展的需求。

表1 GPON高利用率端口千兆用户的网速测试

既有GPON端口的实际带宽利用率很低，例如某一线城市J，GPON端口下行带宽利用率峰值（秒级，一周间隔内）高于20%的占比还不足0.3%，如表2所示。千兆用户的平均网速并不会明显高于普通用户，所以，即使GPON端口下接入了多个千兆用户，单个千兆用户的测速情况都很好。

表2 某城市GPON端口下行带宽利用率峰值分布

范围	PON口数（个）	占比
0～10%	98025	97.46%
10%～20%	2352	2.34%
20%～30%	125	0.12%
30%～40%	42	0.04%
40%～50%	5	0.00%
50%～60%	0	0.00%
大于60%	33	0.03%

但用户的流量往往是突发的，单用户的毫秒级网速峰值总是接近于用户带宽，例如，IPTV、4K/8K等视频类业务在不同时间颗粒度下的突发速率如图4所示。千兆用户在日常使用网络时，虽然平均网速不高（通常为每秒几兆到几十兆），但毫秒级网速峰值依然会达到签约带宽的限值（签约带宽的限值一般设置为签约带宽的100%～120%）。

图4 视频类业务的突发速率（来自HW）

所以，即使GPON端口下接入的千兆用户数只有两个，只要有一个千兆用户在进行测速，同时另一个千兆用户在使用IPTV，都可能会造成毫秒级的丢包。虽然毫秒级的丢包对网络的影响有限，发生的概率也不高；但如果GPON端口接入千兆用户数较多，丢包的概率也随之增加，从而对同一PON口下其他用户的网络使用带来影响。

5 OLT上联带宽受限

当前，OLT上联电路的带宽主要为10GE（2条或4条，主备各半）。在《OLT上联电路的带宽使用率达到多少才需要扩容》一文中分析过，10GE电路扩容阈值宜为70%。

但该文只分析了秒级峰值对带宽的要求。业务在不同时间颗粒度（1ms、10ms、100ms、1s）下的峰值速率差距较大，用户带宽与用户的平均网速差距越大时，这种差距越显著。例如，单个千兆用户的毫秒级峰值可能要比秒级峰值高900Mbps以上。

OLT的缓存只有毫秒级别，当OLT上联电路的毫秒级峰值超过电路带宽时就可能会引起丢包，所以，OLT上联电路的带宽应在满足秒级峰值的基础上，根据单用户的最大带宽来做一定的冗余。10GE电路的扩容阈值若为70%，在电路利用率接近阈值时，毫秒、10毫秒、100毫秒级别的突发流量可能会丢包，因此，建议10GE电路的扩容阈值应低于60%。