當(dāng)前，適用于建設(shè)FTTx 的光接入技術(shù)包括MSTP(多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái))、PTN(分組傳送網(wǎng))、P2P(點(diǎn)對點(diǎn))、PON(無源光網(wǎng)絡(luò))四大類。

　　【摘要】 隨著視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的快速發(fā)展和普及，用戶對帶寬的需求不斷增加，對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的要求也不斷提升。目前，基于PON(無源光網(wǎng)絡(luò))技術(shù)的FTTx 接入已成為高帶寬接入的主要方式，深化PON 接入網(wǎng)建設(shè)，積極構(gòu)建和發(fā)展融合統(tǒng)一的PON 網(wǎng)絡(luò)已成為業(yè)界共識(shí)。本文將從相關(guān)定義入手，對PON的技術(shù)特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析，對基于PON的FTTx網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法作出探討研究。

　　【關(guān)鍵詞】 中級(jí)工程師職稱論文,PON,FTTx,OLT,,網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

　　一、引言

　　較之其它三類技術(shù)，PON采用點(diǎn)對多點(diǎn)的方案，大大減少了光纖用量與光收發(fā)器的數(shù)量，并且節(jié)約端局所需機(jī)架空間。在進(jìn)行FTTx 規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，PON 技術(shù)具有相當(dāng)性價(jià)比優(yōu)勢，得到大規(guī)模推廣應(yīng)用也就順理成章。

　　二、PON技術(shù)概述

　　2.1 PON定義

　　PON(無源光網(wǎng)絡(luò))是由光纖、分光器、光連接器等無源光部件組成的點(diǎn)對多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。與有源光接入技術(shù)相比，PON 由于消除了局端與用戶端之間的有源設(shè)備，維護(hù)簡單、可靠性高、成本低，并且節(jié)省光纖資源，是FTTH(光纖到戶)的主要解決方案。

　　PON 系統(tǒng)是由光線路終端(OLT)、光分配網(wǎng)(ODN)、光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)組成的信號(hào)傳輸系統(tǒng)，根據(jù)采用的信號(hào)傳輸格式可簡稱xPON。目前常用的有EPON(以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))和GPON(千兆比無源光網(wǎng)絡(luò))等。

　　2.2 網(wǎng)絡(luò)參考模型

　　PON 系統(tǒng)的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹型或星型，由網(wǎng)絡(luò)側(cè)的OLT、光分配網(wǎng)(ODN)和用戶側(cè)的ONU 組成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　在下行方向(OLT→ONU)，OLT 發(fā)送的信號(hào)會(huì)到達(dá)各個(gè)ONU;在上行方向(ONU→OLT)，各ONU 根據(jù)OLT 指定的時(shí)間發(fā)送信息。ONU 發(fā)送的信號(hào)只會(huì)到達(dá)OLT，而不會(huì)到達(dá)其他ONU。

　　2.3 EPON 與GPON 技術(shù)比較

　　現(xiàn)在的主流廠商均支持EPON 和GPON 的共平臺(tái)建設(shè)。OLT 平臺(tái)對EPON 和GPON 的良好兼容性很好地保證了未來GPON 技術(shù)的平滑引進(jìn)。兩種PON技術(shù)各有特點(diǎn)，其差異主要在于采用了不同的二層技術(shù)，詳見表1。

　　EPON 與GPON 在技術(shù)層面上各有利弊。EPON 技術(shù)成熟、設(shè)備成本低，隨著 10G EPON 設(shè)備的商用，EPON 在一定程度上仍具有生命力。GPON 技術(shù)相對復(fù)雜，設(shè)備成本也相對較高，更適合在需要提供運(yùn)營及維護(hù)、互通性和安全性等大型運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中部署。

　　三、PON 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要點(diǎn)

　　PON 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)范圍包括從城域網(wǎng)設(shè)備端口至OLT 設(shè)備、ODN 網(wǎng)絡(luò)、ONU 設(shè)備等各個(gè)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)是對OLT、ONU、ODN 三部分進(jìn)行設(shè)置規(guī)劃。PON 的建設(shè)應(yīng)結(jié)合業(yè)務(wù)發(fā)展的規(guī)模、成本及維護(hù)等因素綜合考慮，不同時(shí)期、不同應(yīng)用場景下OLT、ONU 的設(shè)置和ODN 的組網(wǎng)方式也應(yīng)隨之不同。

　　3.1 OLT 設(shè)置方式

　　3.1.1 OLT 設(shè)置原則

　　OLT的設(shè)置需結(jié)合綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的劃分，從接入?yún)^(qū)中選取放置PON 網(wǎng)絡(luò)中OLT 設(shè)備的節(jié)點(diǎn)。設(shè)置方式主要有集中式和分布式兩種，兩者的區(qū)別見表2。

　　通過對表2對比項(xiàng)目進(jìn)行分析，OLT 的設(shè)置原則可歸納如下：(a)OLT 應(yīng)遵循“大容量，少局所”的原則采取集中式設(shè)置，以減少機(jī)房站點(diǎn)數(shù)量和維護(hù)成本。若端局到用戶光纖資源緊缺，且有接入點(diǎn)機(jī)房的條件下，可采取分布式。(b)OLT 盡量利用現(xiàn)有機(jī)房設(shè)置，不建議為設(shè)置OLT 而新建接入點(diǎn)。對于OLT 的設(shè)置位置，可根據(jù)覆蓋區(qū)域的用戶分布情況，考慮設(shè)置在母局、模塊局，或是符合條件的的接入機(jī)房(光交接點(diǎn))。

　　3.1.2 OLT 保護(hù)方式

　　由于OLT 所處網(wǎng)絡(luò)層次高、用戶容量大，對于重要客戶或關(guān)鍵業(yè)務(wù)，須提供雙上聯(lián)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)可靠承載。OLT 上行鏈路必須實(shí)現(xiàn)備份設(shè)置，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)采用GE(Gigabit Ethernet)雙上聯(lián)至城域網(wǎng)的BRAS(寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器)及SR(業(yè)務(wù)路由器)設(shè)備。(a)對于E1 業(yè)務(wù)承載，OLT 可支持STM-1 接口，通過SDH 環(huán)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。(b)對于IP 業(yè)務(wù)承載，OLT 上聯(lián)通過雙歸屬提供保護(hù)，實(shí)現(xiàn)可靠承載。

　　3.2 ONU 設(shè)置方式

　　ONU 的設(shè)置應(yīng)根據(jù)FTTx 網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式和業(yè)務(wù)需求進(jìn)行。

　　若采取FTTH(光纖到戶)，ONU 應(yīng)設(shè)置在用戶家中，避免安裝在門口或樓道，宜安裝在與用戶家庭布線系統(tǒng)的匯集處，如家庭多功能信息箱。若采取FTTO(光纖到辦公室)，ONU 應(yīng)設(shè)置在辦公室內(nèi)，應(yīng)盡量靠近用戶的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處，如綜合布線網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜。若采取FTTB(光纖到樓)，ONU 應(yīng)設(shè)置在樓層的弱電豎井道或弱電間內(nèi)。若采取FTTC(光纖到路邊)，ONU 應(yīng)設(shè)置在路邊的光纜交接箱或光分路箱內(nèi)。若采取FTTN (光纖到節(jié)點(diǎn))，ONU 應(yīng)設(shè)置在接入節(jié)點(diǎn)處。

　　ONU設(shè)備采用交流220V市電供電，可根據(jù)業(yè)務(wù)類型和用戶要求選擇是否提供后備供電系統(tǒng)。后備供電可有三種方式：集中遠(yuǎn)供方式、接入物業(yè)方后備供電系統(tǒng)、ONU配置后備電源模塊。目前采用ONU配置后備電源模塊的方式應(yīng)用較多。

　　3.3 ODN 組網(wǎng)方式

　　3.3.1 ODN 組成與結(jié)構(gòu)

　　ODN 位于OLT 與ONU 之間，其定界接口為緊靠OLT 的光連接器后的S / R 參考點(diǎn)和ONU 光連接器前R / S 參考點(diǎn)(見圖1)。

　　從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來看，光分配網(wǎng)由饋線、分光器和支線組成。饋線是指光分配網(wǎng)中從OLT 側(cè)緊靠S / R接口外側(cè)到第一個(gè)分光器主光口入口連接器前的光纖鏈路。支線是指光分配網(wǎng)中從第一級(jí)分光器的支路口到光網(wǎng)絡(luò)單元ONU 線路側(cè)R / S 接口間的光纖鏈路。采用多級(jí)分光時(shí)，也包含除一級(jí)分光器以外的其他分光器。 　　3.3.2 ODN 組網(wǎng)方式

　　根據(jù)分光器的設(shè)置，ODN 主要有星型和樹型兩種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。星型結(jié)構(gòu)的OLT 與ONU 之間沒有分光器，按點(diǎn)對點(diǎn)配置，比較適用于大用戶或有特殊需求的用戶。樹型結(jié)構(gòu)的OLT 與ONU 之間有分光器，按點(diǎn)對多點(diǎn)配置，分為一級(jí)分光和二級(jí)分光兩種。一級(jí)分光方式適用于高檔商務(wù)樓、住宅區(qū)等用戶比較集中的地區(qū)。二級(jí)分光適用于住宅小區(qū)、別墅區(qū)等規(guī)模大、密度小的地區(qū)，或者內(nèi)部管道比較緊缺的地區(qū)�？紤]到衰耗問題，應(yīng)盡量采用一級(jí)分光。

　　3.3.3 ODN保護(hù)方式

　　PON技術(shù)對系統(tǒng)提供了多種保護(hù)方式。以GPON 為例，GPON 標(biāo)準(zhǔn)中定義了TYPE A/B/C/D 四種保護(hù)機(jī)制，其中最常用的是TYPE B 和TYPE C 保護(hù)(如圖2 所示)。TYPE B 方式通過采用N：2 的分光器提供對主干饋線光纖的保護(hù)。在實(shí)際FTTx 建設(shè)中，由于分光器部署的位置距離客戶駐地距離很近(通常在500m 范圍內(nèi))， 支線光纖出現(xiàn)故障的可能性很低，這種模式能滿足大多數(shù)客戶業(yè)務(wù)的可靠性要求。對于需要保護(hù)的業(yè)務(wù)，采用TYPE B 的保護(hù)方式，即保護(hù)范圍從OLT 至分光器，故在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中需計(jì)算并預(yù)留相應(yīng)的保護(hù)纖芯。

　　針對可靠性要求更高的政企客戶可采用TYPE C 保護(hù)，OLT 和ONU 均提供2 個(gè)端口，使用2 個(gè)獨(dú)立的ODN 網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)端到端的光纖保護(hù)。GPON 系統(tǒng)的50 ms 保護(hù)倒換能力與SDH 網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)，能提供高質(zhì)量的業(yè)務(wù)保障。

　　無論是TYPE B還是TYPE C保護(hù)方案，對于同一個(gè)PON端口下的多個(gè)客戶，均只需要一對主干段饋線光纖即可以實(shí)現(xiàn)，這大幅度降低了工程建設(shè)的成本，對于建設(shè)單位來說至關(guān)重要。

　　3.3.4 ODN 光纜建設(shè)

　　ODN 在現(xiàn)有光纜接入網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)，在結(jié)構(gòu)上既有交集也有區(qū)別。在設(shè)計(jì)帶保護(hù)的系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意與傳統(tǒng)光纜接入網(wǎng)的對應(yīng)關(guān)系，并考慮對相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施的保護(hù)。因此，ODN 建設(shè)需要對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，找出兩者的對應(yīng)關(guān)系也顯得尤為重要。

　　ODN 由饋線、分光器和支線組成，而傳統(tǒng)光纜接入網(wǎng)在物理結(jié)構(gòu)上通�？煞譃橹鞲晒饫|、配線光纜、用戶引入光纜三個(gè)部分。主干光纜部分通常由用戶主干光纜和一級(jí)光纜交接箱組成;配線光纜部分通常由一級(jí)、二級(jí)配線光纜、二級(jí)光纜交接箱和光纜分纖箱組成;用戶引入光纜部分通常由大樓內(nèi)或小區(qū)內(nèi)部的配線光纜、光纜分配箱、光纜分纖箱和光纜終端盒組成。隨著分光器安裝位置的下移，ODN中饋線部分可對應(yīng)傳統(tǒng)光纜接入網(wǎng)中包括主干光纜、光纜交接箱、配線光纜等各組成部分，直至包括用戶引入光纜。支線部分則相應(yīng)縮減，對應(yīng)接入網(wǎng)中余下部分。對于ODN光纜的建設(shè)，考慮到在PON 建設(shè)初期OLT 一般為集中設(shè)置，對ODN支線光纜的使用會(huì)較多，故在規(guī)劃建設(shè)PON 的區(qū)域，接入網(wǎng)光纜建議設(shè)計(jì)為較大芯數(shù)。

　　3.4 分光器設(shè)置方式

　　分光器是PON 系統(tǒng)中不可缺少的無源光纖分支器件。作為連接OLT 設(shè)備與ONU 用戶終端的無源設(shè)備，它把由饋線光纖輸入的光信號(hào)按功率分配到若干輸出用戶線光纖上。

　　常用的光分路比為：1：2、1：4、1：8、1：16、1：32 五種，需要時(shí)也可以選用2：N 的光分路器。若采用GPON 技術(shù)，分光比可達(dá)到1：64。對于1：2 的分支比，功率會(huì)有平均分配(50：50)和非平均分配(5：95、40：60、25：75)多種類型。而對于其他分支比，功率會(huì)平均分配。

　　在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，用戶分布不均勻而且滲透率不明確，分光器應(yīng)盡量靠近OLT，以提高PON 口的利用率。但為了使光纜的利用率最高，應(yīng)盡量靠近用戶側(cè)。因此，分光器的設(shè)置原則是在保證PON 口利用率的前提下，盡量將分光器設(shè)置靠近用戶側(cè)。

　　在ODN 組網(wǎng)時(shí)應(yīng)盡量采用一級(jí)分光方式，城市區(qū)域由于用戶比較集中而且到OLT 的距離較近，當(dāng)采用一級(jí)分光時(shí)，宜選用分光比為1：16 或1：32 的光分路器。農(nóng)村區(qū)域由于用戶比較分散，而且到OLT 的距離一般較遠(yuǎn)，宜選用分光比為1：8 或1：4 等小分光比的光分路器，以增大OLT 的覆蓋距離。重點(diǎn)區(qū)域需要實(shí)行光纖鏈路保護(hù)時(shí)，可以采用2：N 光分路器。二級(jí)分光具有靈活、節(jié)省光纖資源等優(yōu)勢，但同時(shí)會(huì)帶來更多的額外光功率預(yù)算，不便于管理和維護(hù)，不推薦在新建小區(qū)等場景中使用。在舊樓改造等確需靈活分光時(shí)，可采用。

　　在規(guī)劃時(shí)，應(yīng)根據(jù)用戶分布密度及分布形式，選擇最優(yōu)的光分路器組合方式和合適的安裝位置。在用戶需求不明確的情況下，可以按照滲透率20%左右進(jìn)行配置，為了便于今后擴(kuò)容，需考慮分光器的安裝位置。在用戶需求明確的情況下，可以根據(jù)實(shí)際用戶需求配足。

　　四、結(jié)束語

　　PON作為接入網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展方向，順應(yīng)了目前互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)快速增長的大趨勢。接入方式光纖化不僅提高了帶寬，也使話音提供方式和城域網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了巨大改變，為數(shù)據(jù)、視頻、IPTV、政企客戶專線等多種業(yè)務(wù)的承載提供了強(qiáng)有力的支撐，是“最后一公里”的最佳解決方案。在未來全業(yè)務(wù)的融合網(wǎng)絡(luò)中，寬帶接入網(wǎng)將成為終端用戶與網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)，基于PON的FTTx接入技術(shù)具有高容量、低成本、易維護(hù)及QoS保證等諸多優(yōu)勢，必可在未來的寬帶接入市場中發(fā)揮更大的作用。