研发项目结题报告（上报集团版）项目名称及编号 10G PON、GPON、EPON 应用场景对比与应用模型研究 主要研究单位及负责 人（联系方式） 其他研究单位及负责 人（联系方式） 是否集团级重点项目 项目经费（万元）项目起止时间 专业类别传输 研究类别 （按填写说明2） 关键词索引（3～5 该项目在研究单位内部的评审结果 （按填写说明3） 该项目在研究单位内部的评审意见：描述评审专家组对该项目在技术先进性，创新性，取得的总体效益， 可推广性等方面的评价。 该项目的研究有助于解决PON 网络现有的问题，提出了EPON 和GPON 的应用场景，主要是 PON 网络的基本组网场景，以及根据EPON 和GPON 特点的特殊应用场景，对各种应用场合 总结GPON 和EPON 网络的优缺点对以后PON 的组网具有指导意义。 项目研究成果简介：1、该项目主要研究了 EPON、GPON、10G PON 的组网应用，并结合成本投入，对 PON 网络组网模型进行了研究，针对不同用户模型给出了计算方法，对后期网络建设给出了有效指导。 该项目的专利情况： 该项目研究中发现的问题及今后工作建议：如研究中发现的新问题、对现有企业标准规范的符合度，即在现有的企业标准（企业标准的名称和编号）基础上所需新增的功能要求（如业务流程的改变、设备新增 的功能要求等）。
建议结合本课题研究结果进一步扩大应用范围。 项目研究成果的主体内容（3000字以上，可附在表格后）： 1、研究成果主体内容： 一）、完成EPON、GPON、10G PON 现网应用。 完成210 台EPON、20 台GPON、1 台10G PON 的现网应用。 完成EPON 和GPON 的板卡混插组网应用。 完成10G PON 和EPON 和板卡混插组网测试。 二）、完成PON 网络组网建设理论模型建立 x公里y公里 二级分光 假定：光缆单位造价为p 元/线芯公里；分纤盒造价为q 元/个；一级分光比为1:n，配线光缆总 长度为L 公里，一级分光器设置在距离光交x 公里处 则有x+y=L 总体造价： xpynp 结论分析：若光交至用户处（或二级分光点）距离很短，以至于总长度 ，则无论一级分光器放置在何处，不等式（3）均成立，也就是说分光器置于光交内一定最节省成本。 而当总长度 时，可以确保分光器不放在光交内要比放在光交内节约成本下行带宽，且根据造价公式（1）可见x 约大，造价越低。 造价分光器位置 npLnpL 时，两种方案的造价对比造价 分光器位置 npLnpL 时，两种方案的造价对比取q=300 元/个，p=500 元/纤芯公里，当一级分光取最小值1:2 时有，L（临界）=0.6 公里，一级分光比 越大，该值显著下降。
一般情况下，主干光交至用户侧距离都不会低于 0.6 公里。因此一级分光器建议部署 在小区接入点。此时下行带宽，一级分光器与二级分光器均位于用户区域内，为使得一级分光与二级分光间的光缆造 价最低，应当将小区接入点设置在用户区域中央，如下图： 一级分光二级分光 边长= 为计算简单起见，假定用户区域为正方形，上图中红色线段表示一级分光器至二级分光器间的光缆路由，由于总用户数为 户，并假定二级分光比为n，则共需设置 个二级分光器，这些二级分光器将用户区域分成 为单位造价（可取为750），单位是元/公里（不考虑纤芯数量，一级分光器到每个二级分光器均有二纤）总体造价为： （元），其中第一部分为主干光交至一级分光器的配线光缆造价，第二部分为分纤盒（集中放置一级分光器）单价，第三部分为一级分光器至二级分光器间的光缆造价。 假定某用户区域，面积为S，用户密度为 ，二级分光器分光比为1:n，皮线光缆单位造价为 个，每个分光器覆盖n用户，覆盖面积为 则有：覆盖半径： nppS 将上式对分光比n求导，可得出总投资最小时的分光比，有： pSSq 考虑到分光比只能为2、4、8、16、32、64中的一个，因此上式求得的分光比的值应比对这些参数，取 最接近的一个。
同样，取皮线光缆造价 p=1.1 q=300元/个，考虑到农村用户密度较低，分别以 100 方公里、200户/平方公里、500 户/平方公里、1000 户/平方公里进行测算，计算所得二级分光比如下表所示： 100 户/平方公里 200 户/平方公里 500 户/平方公里 1000 户/平方公 4.55.7 7.7 9.7 二级分光比（取 为为配线光缆单位造价（500元/纤芯公里） 为一级分光器与二级分光器间光缆单价（750元/公里） 为区域面积（假定1平方公里） 为用户密度（假定四种情况，100户/平方公里、200 户/平方公里、500 户/平方公里、1000 户/平方公 为主干光交至小区接入点（一级分光器位置）的距离（假定5公里） 为二级分光比用户密度/ 二级 分光比 100 户/平方公里 200 户/平方公里 500 户/平方公里 1000 户/平方公 2757145673 93176 16594 83469 140468 16 32487 49329 88620 142260 32 41283 61224 1057 163674上图是在各种用户密度情况下，随着二级分光比的不同，总造价的走势曲线，可以看见，在用户密度较 低时（100/200/平方公里），二级分光比设置在4 投资较为节省，用户密度较高时（500/1000/平方公里），二级分光比设置在8 或16 投资较为节省，这与前节内容分析的较为一致。
其他用户模型： 假定用户区域是沿道路的长条形，总长度为 一级分光器二级分光器 皮线光缆 一级分光器至二级分 光器间的光缆 同前面的方法分析，红色线段表示一级分光器至二级分光器之间的光缆，其路由总长度基本上与用户区 域长度接近，为计算简单起见，假定红色线段长度等于用户区域长度l米，其平均造价为 元/公里，则这一段造价为： 二级分光器根据其分光比不同覆盖不同户数的用户，其皮线光缆建设长度也有所不同。下表列出不同分光比下，每个二级分光器下所带皮线光缆的长度。 1:2 1:4 1:8 1:16 1:32 皮线光缆长 为皮线光缆单价。剩余部分如分纤盒，主干光交至一级分光器间的配线光缆造价等都与前面分析相同。 1064 令该式对二级分光比n求导，并令其等于零，可解得造价最低时的分光比。 =1.1元/米，可得出下表（分光比与用户密度之间的关系） 10 户/公里 20 户/公里 30 户/公里 40 户/公里 50 户/公里 理论值3.3 4.7 5.7 6.6 7.4 将上节内容中的相关取值带入上式，并取用户区域长度为1000米，则有： 10 户/公里 20 户/公里 30 户/公里 40 户/公里 50 户/公里 1:2 3 8863 10753 1:4 2991 4 7553 1:8 3716 4481 5247 6013 6778 1:16 5728 6306 6884 7463 8041 实际建设中，道路两边可能都有住户，在这种情况下，考虑到二级分光器一般不穿越马路进行用户覆盖，因此只需将上面的计算结果乘以2 即可，其他趋势性的结论不变。
EPON、GPON和10G PON 的业务带宽承载模型 宽带业务渗透率：有线接入的接入资源是与地理位置紧耦合的，因此在某个地理区域内，宽带业务渗 透率高则接入的用户就多，每个用户能够分到的带宽就相对低。 宽带用户并发率：在某个地理区域内，同时在线并进行宽带上网的用户越多，每个在线用户能够分到的带宽 就相对低。 以下面小区宽带接入为例： 网管系统 光纤 LAN OLT FTTB ONU 光分路器 汇聚节点 软交换网 软交换网 BRAS/SR BRAS/SR 1芯光纤 DCN网 DCN网 IPTV平台 IPTV平台 WLAN_AC WLAN_AC 800户的多层居民小区，22幢楼， 每幢楼36户 22号楼单个PON口共享总带宽： 上行约930Mbps，下行约980Mbps 单用户带宽最大100M （以太网线缆限制） 单个ONU带宽 不能超过总PON口带宽 各ONU可实时动态共享PON口总带宽 ONU下各用户可 实时动态共享ONU总带宽 网管系统 光纤 LAN OLT FTTB ONU 光分路器 汇聚节点 软交换网 软交换网 BRAS/SR BRAS/SR 1芯光纤 DCN网 DCN网 IPTV平台 IPTV平台 WLAN_AC WLAN_AC 800户的多层居民小区，22幢楼， 每幢楼36户 22号楼单个PON口共享总带宽： 上行约930Mbps，下行约980Mbps 单用户带宽最大100M （以太网线缆限制） 单个ONU带宽 不能超过总PON口带宽 各ONU可实时动态共享PON口总带宽 ONU下各用户可 实时动态共享ONU总带宽 800户，平均每栋楼36 个住户，共计22 近期：每栋楼接入8个用户，总用户数176 户，宽带业务渗透率为22％（超过近期目标值）。
远期：每栋楼接入16个用户，总用户数352 户，宽带业务渗透率为44％（超过远期目标值）。 按132分光比，共22 个ONU，需占用1 个PON 口，考虑剩余的光分路端口由邻近小区占用， 则近期每个PON 口最多接入256 个用户，远期每个PON 口最多接入512 个用户。 1、实际上，宽带用户并发率不可能达到100％，即使忙时所有用户同时上网，也不太可能同时达到最大带宽。业界经验值一般在40％～60％之间。 实际上，远期，考虑三家竞争因素，宽带业务渗透率在各楼道同时达到40％的可能性很小，一般会 出现个别楼道达到甚至超过40％，但总体渗透率应在30％左右。 当前典型模型下： 9.6 7.7 6.4 5.5 4.8 4.3 3.8 9.1 7.3 6.1 5.2 4.5 4.0 3.6 4.8 3.8 3.2 2.7 2.4 2.1 1.9 4.5 3.6 3.0 2.6 2.3 2.0 1.8 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 宽带用户并发率 单用户下行带宽（近期）单用户上行带宽（近期） 单用户下行带宽（远期） 单用户上行带宽（远期） 10 接入层综合可承诺带宽为4～5M（不考虑互联互通和城域数据网因素，仅指接入层PON系统和驻地网 内的带宽）。
典型模型下可开放标清IPTV、宽带上网、网络游戏、视频通信、VoIP电话等业务 与ADSL相比的优点是：上网网速最低保证在2M 以上，且上传网速很接近下载网速 开放标清IPTV时，对宽带上网的网速有一定影响 开放高清IPTV较为困难 业务类别业务带宽需求 近期业务渗透率较低时 可开放 远期业务渗透率较高时 可开放 高清IPTV 下行 6～10M/路，上行 50k/ 标清IPTV下行2～3M/路，上行50k/路 路/用户VoIP 话音 200k/路 路/用户普通宽带上网 下行大于2M/路，小于4M/路 上行512k～1M/路 路/用户高速宽带上网 下行大于4M/路，上行512k～ 1M/路 路/用户（不能同时看IPTV） 路/用户（不能同时看IPTV） 网络游戏 256k～1M/路 路/用户视频通信 下行 256k ～2M/ 路，上行 256k～2M/路 业务类别业务带宽需求 近期业务渗透率较低时 可开放 远期业务渗透率较高时 可开放 高清IPTV 下行 6～10M/路，上行 50k/ 11标清IPTV 下行2～3M/路，上行50k/路 路/用户VoIP 话音 200k/路 路/用户普通宽带上网 下行大于2M/路，小于4M/路 上行512k～1M/路 路/用户高速宽带上网 下行大于4M/路，上行512k～ 1M/路 路/用户（不能同时看IPTV） 路/用户（不能同时看IPTV） 网络游戏 256k～1M/路 路/用户视频通信 下行 256k ～2M/ 路，上行 256k～2M/路 路/用户注1：以上不考虑互联互通因素（出口带宽及电信封堵）和城域数据网因素（BRAS、核心路由器等），仅指接 入网用户带宽（PON 接入系统和驻地网内）。
注2：近期指宽带业务渗透率较低时（22％），远期指宽带业务渗透率较高时（44％）。 3：以上带宽均指下行带宽（用户访问互联网或下载），采用EPON 技术时，上行带宽（用户上载）约为下 行带宽的90％。 注4：一般用户并发率不可能达到100％。 单个用户带宽需求小于4M 时，无需考虑提速问题，可承诺用户带宽不小于 4M，并满足宽带 上网、标清IPTV 等各类业务需求 部分用户提出4M以上带宽需求时： 先分析该用户所归属的ONU、所归属的 PON 口上的用户数量，如果相关 PON 口上的用户数量 小于256 个，且用户并发率处于正常水平（40％以下），则可直接将这部分用户的承诺带宽提 升至8M～10M。但此时仍不宜开放高清IPTV 如果相关PON口上用户较多，或者用户并发率居高不下，则可采用提速模型一，降低分光比， 拆分并扩容PON 口（单个PON 所带用户下降至128 个以下），然后将这部分用户的承诺带宽提 升至10M～20M，可开放高清IPTV 部分用户提出高清IPTV需求时： 采用提速模型一，降低分光比，扩容PON口（单个PON 口所带用户下降至128 个以下），然后 将这部分用户的承诺带宽提升至10M～20M，可开放高清IPTV 用户普遍提出4M以上带宽需求和高清IPTV 需求时： 采用提速模型二，平滑升级，引入10G EPON 技术，将对用户的承诺带宽提升至 40M～50M， 可全面开放高清IPTV。
12 2、请项目负责人填写“项目对企业绩效贡献的量化路径图”和“项目特征指标的年度预期数值 1）项目对企业绩效贡献的量化路径图企业特征指标—网络及生产类（EAV-PS） 指标名称 项目应用前指标 现状值（EAVc） 项目应用 年后指标预期值（EAVe） 此项目应用带来的指 标变动量（ΔEAV） 用户带宽提 2-4M10-40M 6M-38M 项目特征指标（PAV） 指标名称 项目应用前指标现状值：PAVc 项目应用 年后指标预期值：PAVe1 此项目带来的指标变动量：ΔPAV 用户带宽提升 2-4M 10-40M 6M-38M 13 填写各项指标数值时，请在数值后一并填写指标数值的度量单位（如RMB万元、万人、%等）和指标数值对应的应用范 围（如XX地市、X省全省、31 省全网等）。 项目特征指标是本项目应用后产生的主要可量化成效，最多不超过3个。如《传输灾难性设备故障抢修系统》项目应用的 可量化直接成效表现为“缩短故障处理时间”，此即项目特征指标。其EAVc 为小时，其EAVe 为分钟，其ΔEAV=EAVe 企业特征指标是本项目应用后对企业生产（产品及服务）和经营（市场及财务）带来的可量化成效，分为“网络及生产类（EAV-PS）”和“市场及财务类（EAV-MF）”，指标清单请见本模板附件1。
如《传输灾难性设备故障抢修系统》通过缩短 故障定位时间，使“客户网络类投诉解决及时率”从小时降低到小时，使设备故障抢修时间缩短，由原来需要投入人耗 时小时降低为人耗时小时，全省每年节省人工成本万元。其中“客户网络类投诉解决及时率”为EAV-PS 指标，“人工 成本”就属于EAV-MF 指标。 以上指标中，项目特征指标和企业特征指标的名称和数值都为必填项。企业绩效指标为选填项。建议项目经理尽量填全以企业特征指标—市场及财务类（EAV-MF） 指标名称 项目应用前指标现状 值（EAVc） 项目应用 年后指标预期值（EAVe） 此项目应用带来的指标变 动量（ΔEAV） 用户接入成本 370 企业绩效指标（EPV）指标名称 项目应用前指标现状值：EAVc 项目应用 年后指标预期值：EAVe 此项目应用带来的指标变动量：ΔEAV 营运收入 营运支出 资本开支 14 更好地体现本项目对企业的贡献。 2）项目特征指标的年度预期数值表 15 填写以上项目特征指标数值时，请在数值后一并填写指标数值的度量单位（如RMB万元、万人、%等）和指标数值对应 项目特征指标（PAV）的 名称： 用户接入成本 项目应用前指标现状值： PAVc 370 项目应用1年后指标预期 值：PAVe1 310 项目应用2年后指标预期 值：PAVe2 310 项目应用3年后指标预期 值：PAVe3 310 项目应用4年后指标预期 值：PAVe4 310 项目应用5年后指标预期 值：PAVe5 310 项目应用6年后指标预期 值：PAVe6 310 项目应用7年后指标预期 值：PAVe7 310 项目应用8年后指标预期 值：PAVe8 310 项目应用9年后指标预期 值：PAVe9 310 项目应用10 年后指标预 期值：PAVe10 310 1617 “研发项目结题报告”的填写说明： 1、“项目专业类别”指：无线、传输、IP、核心网、网管、业务支撑、管理信息系 统、市场研究、通信电源、数据业务、终端和卡、总体、其他。
2、“项目研究类别”指：超前研究、相关网络解决方案、新产品开发、现有业务优 化、其他。 3、“研究单位内部评审结果”指：优秀、通过。 4、“文章主体”：根据不同研发项目的研究类别实施不同的主体要求，具体如下： 1）超前研究类项目主体包括： 其他补充说明2）相关网络解决方案类项目主体包括： 技术方案：概述、网络解决方案（如果涉及到网络方面的改造，信令改造，路由改造等，应有详细的描述）、设备及系统改造/建设要求、码号资源需求 其他补充说明3）新产品开发类项目主体包括： 技术实现方案：包括业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程、码号要求等 其他补充说明4）现有业务优化类项目主体包括： 原有业务方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 优化后的方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 其他补充说明5）其他类项目主体，参考 1）－4）的项目主体要求，阐述清楚项目背景、实现方案、解 决的问题、取得的社会和经济效益等。
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