基于ＰＯＮ的ＦＴＴｘ網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法研究

蘇歡歡　張優(yōu)訓(xùn)

[摘要]文章簡要介紹了PON作為新一代寬帶接入網(wǎng)主流技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)基于PON的FTTx網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中OLT、ODN及ONU三部分的規(guī)劃原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)分別進(jìn)行闡述，對(duì)基于PON技術(shù)的FTTx寬帶光接入網(wǎng)應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

[關(guān)鍵詞]FTTxPON寬帶接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

1引言

目前，寬帶通信已經(jīng)成為電信業(yè)發(fā)展的主流方向，其不斷影響并改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ魉季S和習(xí)慣。隨著國內(nèi)運(yùn)營商重組及3G牌照發(fā)放，各運(yùn)營商均需整合現(xiàn)有資源，尋求新的發(fā)展契機(jī)。基于PON(無源光網(wǎng)絡(luò))的FTTx(Fiber-to-the-x，光網(wǎng)絡(luò)接入)技術(shù)以其高帶寬、大容量、低損耗等諸多優(yōu)點(diǎn)成為各運(yùn)營商構(gòu)建新一代寬帶接入網(wǎng)的主流技術(shù)，逐步受到國內(nèi)各大運(yùn)營商的青睞，步入快速發(fā)展及大范圍部署階段。本文將從技術(shù)特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要點(diǎn)分析對(duì)基于PON的FTTx網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)作出探討研究。

2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)

FTTx技術(shù)主要應(yīng)用于寬帶接入光網(wǎng)絡(luò)，包括從綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)電信機(jī)房的局端設(shè)備到用戶終端設(shè)備。其中，局端設(shè)備為光線路終端OLT(Qptical Line Terminal)、用戶端設(shè)備為光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(Optical Network Unit)或光網(wǎng)絡(luò)終端ONT(Optical Network Terminal)。根據(jù)光纖到用戶的距離來分類，F(xiàn)TTx技術(shù)主要有FTTC、FTTB、FTTH、FTTO等類型。

PON無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光纖傳輸和接入技術(shù)，下行采用廣播方式、上行采用時(shí)分多址方式，可以靈活地組成樹型、星型、總線型等拓樸結(jié)構(gòu)，在光分支點(diǎn)只需安裝一個(gè)簡單的光無源器件——光分支器，具有節(jié)省光纜資源、帶寬資源共享、節(jié)省機(jī)房投資、設(shè)備安全性高、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以基于PON技術(shù)是實(shí)現(xiàn)FTTx最理想的寬帶接入方式。PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

3網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)

FTTx網(wǎng)絡(luò)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)備部分等環(huán)節(jié)，主要包括OLT設(shè)計(jì)、ODN設(shè)計(jì)及ONU設(shè)計(jì)三個(gè)部分。

3.1OLT設(shè)計(jì)

(1)光通道核算及覆蓋范圍

OLT的覆蓋范圍可根據(jù)ODN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，核算光通道損耗方法得到。一般采用最壞值法進(jìn)行ODN光通道損耗核算：

光纖衰耗系數(shù)傳輸距離+光分路器插損+活動(dòng)連接頭損耗+ODN光通道衰耗+光纜線路富余度＜xPONR-S點(diǎn)允許的最大衰耗

如：EPON采用1000BASE-PX20時(shí)，上、下行R-S允許的最大衰耗都是25dB；

光纖衰耗系數(shù)(含熔接損耗)：0.4dB/km(上行)，0.3dB/km(下行)；

光纜線路富余度：傳輸距離＜=5kin，取2dB；傳輸距離＜=10km，取2dB-3dB；傳輸距離＞10km，取3dB；

活動(dòng)連接頭損耗：0.5dB/個(gè)；

分光器插損：17.5dB(1:32)、14dB(1:16)、10.7dB(1:8)等。

根據(jù)上述參數(shù)可以得出該網(wǎng)絡(luò)的OLT覆蓋范圍與ONU之間的活接頭總數(shù)對(duì)比分析圖如圖2所示。

OLT的覆蓋范圍應(yīng)綜合考慮用戶的分布、ODN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及資源等因素。0DN網(wǎng)絡(luò)中活動(dòng)連接頭數(shù)量直接影響PON的傳輸距離，接入光纜網(wǎng)規(guī)劃時(shí)應(yīng)根據(jù)PON的技術(shù)特點(diǎn)、結(jié)合用戶規(guī)劃，盡量減少活動(dòng)連接頭數(shù)量。一般情況下，城市(典型情況7個(gè)活接頭)，1:32分光建議覆蓋范圍＜5km；農(nóng)村(典型情況5個(gè)活接頭)、1:32分光時(shí)建議覆蓋范圍＜6.5km。

(2)OLT的設(shè)置方式

OLT的設(shè)置方式一般分為集中設(shè)置、分散設(shè)置兩種。集中設(shè)置方式是指將OLT設(shè)置于機(jī)樓、匯聚機(jī)房或綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，覆蓋其管轄區(qū)域內(nèi)的FTTx網(wǎng)絡(luò)用戶，而分散設(shè)置方式是指將OLT設(shè)置于接入點(diǎn)，向FTTx網(wǎng)絡(luò)用戶側(cè)靠近。

OLT采用哪種設(shè)置方式應(yīng)從經(jīng)濟(jì)分析、后期網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)等多角度綜合權(quán)衡，需要因地制宜，具體結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r綜合考慮。一般FTTx網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，建議OLT集中設(shè)置，F(xiàn)TTH大規(guī)模應(yīng)用以后，視機(jī)樓條件和管道資源情況來選擇是否將OLT下移。兩種方式在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理、網(wǎng)絡(luò)層次方面的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比分析如表1所示。

3.2ONU設(shè)計(jì)

ONU設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)FTTx的不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，將ONU設(shè)備安放于家庭或辦公室內(nèi)、大樓樓道或豎井內(nèi)機(jī)柜或者室外機(jī)柜等不同位置。

ONU設(shè)備可根據(jù)實(shí)際情況采用壁掛式安裝、臺(tái)面式安裝和機(jī)柜式安裝。采用壁掛式安裝時(shí)，可以選擇安裝在用戶智能終端箱內(nèi)或直接外掛；采用臺(tái)面式安裝時(shí)，在ONU附近安裝光纖信息插座，以光跳線連接3EONU；采用機(jī)柜式安裝時(shí)，應(yīng)將配套設(shè)備統(tǒng)一安裝在機(jī)柜內(nèi)。

ONU設(shè)置在樓層豎井或樓道內(nèi)，采用樓內(nèi)簡易綜合機(jī)柜安裝時(shí)，對(duì)于中低層樓宇，盡量集中設(shè)置一個(gè)ONU節(jié)點(diǎn)；高層樓宇則劃分為多個(gè)區(qū)域，分區(qū)域集中設(shè)置ONU。一般盡量位于覆蓋的各樓層的中間樓層，以節(jié)省末端銅纜。

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。

3.3ODN設(shè)計(jì)

0DN網(wǎng)絡(luò)包括從局端設(shè)備OLT至用戶ONU之間的所有光纜和無源器件。ODN網(wǎng)絡(luò)以樹狀結(jié)構(gòu)為主，包括饋線段、配線段、引入段3層，OLT廠與第1個(gè)光分配點(diǎn)之間光纜為饋線光纜，ONU與最靠近ONU末端光分配點(diǎn)之間的光纜為八戶光纜，在第1個(gè)光分配點(diǎn)與末端光分配點(diǎn)之間的光纜為配線光纜。ODN具體結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

ODN規(guī)劃原則有以下三種：

(1)自上而下：從OLT向用戶終端規(guī)劃；

(2)自下而上：從用戶終端向OLT規(guī)劃；

(3)上下結(jié)合：從OLT及ONT兩端同時(shí)收集數(shù)據(jù)，開始向中間規(guī)劃ODN規(guī)劃關(guān)鍵點(diǎn)。

ODN規(guī)劃設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)有以下5點(diǎn)：

(1)OLT分布點(diǎn)；

(2)光纜分配點(diǎn)：

(3)用戶接入點(diǎn)；

(4)終端設(shè)備放置點(diǎn)；

(5)光纜的路由。

ODN組網(wǎng)上可采用一級(jí)分光、二級(jí)分光、多級(jí)分光等模式。光分路器可選擇設(shè)置在現(xiàn)有基站、新增路邊/樓宇配線點(diǎn)等位置。光分路器的設(shè)置位置直接影響光纜線路的投資，綜合考慮用戶放號(hào)因素，還會(huì)影響設(shè)備的投資。因此光分路器的設(shè)置方式即分光方式的選擇，需綜合考慮ONU分布情況及放號(hào)的隨機(jī)性、設(shè)備及光纜投資最優(yōu)化、便于維護(hù)等因素。ODN多級(jí)分光結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

基于上述三種分光方式的比較，需注意以下原則：

◆盡量采用一次分光集中設(shè)置方式，集中分光點(diǎn)應(yīng)盡量靠近用戶，如：對(duì)于高層樓宇，集中分光點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在樓宇內(nèi)；對(duì)于中低層樓宇，以樓群為單位集中設(shè)置分光點(diǎn)。

◆在用戶入住率、實(shí)裝率較高的場(chǎng)景，可采用一次分光分散設(shè)置方式；當(dāng)小區(qū)/片區(qū)或大型樓宇內(nèi)集中分光點(diǎn)難以選址時(shí)，可采用二次分光方式。

◆新建場(chǎng)景盡量不采用二次分光；在已有光纜區(qū)域進(jìn)行FTTH建設(shè)時(shí)，充分利用現(xiàn)有光纜資源，可采用二次分光方式。

4結(jié)束語

FTTH是多年來人們不斷追求的夢(mèng)想和探索的技術(shù)方向。在未來全業(yè)務(wù)、融合的網(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)，以實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、視頻、IPTV、大客戶專線等多種業(yè)務(wù)綜合接入，各種興起的相關(guān)寬帶應(yīng)用如VoIP、Online-game、E-learning及智能家庭讓用戶更好的體驗(yàn)豐富多彩的寬帶生活。基于PON技術(shù)的FTTx寬帶光接入網(wǎng)具有高帶寬傳輸、多業(yè)務(wù)接入、快速接入及QoS保證等諸多優(yōu)勢(shì)，必將成為下一代寬帶接入網(wǎng)的主要發(fā)展方向。