PON網絡建設分光模式的選擇

王澄, 李昶

（1 中國移動通信集團江蘇有限公司, 南京 210029；2 中國移動通信集團設計院有限公司,北京 100080）

隨著光通信技術發展及寬帶市場需求的不斷增長，有線接入網的建設進入到一個前所未有的快速發展期，近年來，三大運營商均使用PON網絡大規模建設了PON網絡。隨著PON部署模式、業務需求的變化，出現了多級分光的建網模式，應根據不同分光模式的特點進行選擇，以適應不同場景下的建設需求。

1 PON系統主流建設思路簡介

為點到多點接入技術，由局側光線路終端（OLT）、用戶側光網絡單元（ONU）以及光分配網絡（ODN）組成。僅在局端和用戶側設置有源設備，中間采用光纖和無源器件，如圖1所示。

PON網絡的規劃建設，主要根據用戶分布及需求、基礎網絡資源等因素確定，目前，各運營商均針對OLT、ODN、ONU分別制定了具體的建設要求，總體來看，建設思路大體趨同，有如下幾點。

1.1 OLT部署思路

圖1 PON網絡結構示意圖

為了兼顧近期業務快速增長和今后網絡拓展需要，OLT的建設主要采用大容量、少局所的集中化部署思路，主要部署于主干接入光纜的匯聚局點，盡量不下移到小區內，這樣可最大限度的發揮PON技術傳輸距離遠的特點，也不會對后期運維、上聯保護造成很大的負擔。

1.2 ODN部署思路

一般來說，ODN網絡主要是指從PON的OLT設備到ONU設備之間的光纖鏈路，主要包含管道、光纖光纜、光交接箱等無源基礎網絡資源。由于PON網絡接入的客戶廣泛，分布于城市的各個角落，使得對ODN網絡的覆蓋深度及廣度要求很高。各運營商普遍采用的方法是將城市進行網格化劃分，再基于每一個網格單位ODN則以OLT局點為中心，分段建設管線資源。

隨著客戶對帶寬及服務的要求越來越高，運營商ODN向客戶側延伸的力度也在不斷加強，逐步的由FTTB向FTTH演進。

1.3 ONU部署思路

PON網絡主要定位于家庭等寬帶類客戶的接入，這就要求部署的客戶側接入設備ONU具有較強的業務拓展能力，這使得運營商在加大FTTH部署力度的同時，也提高了網關型ONU設備的使用比例。

另一方面，近年來部署的PON網絡主要以FTTB模式為主，而MDU的實裝率長期難以提高，造成了網絡建設初期沉淀成本較高，加重了公司的建設投資壓力，這也從另一個方面推動了FTTH的部署力度。

2 ODN網絡分光模式

基于PON的ODN 網絡可采用一級分光或二級分光，其結構如圖2所示。

圖2 一、二級分光結構示意圖

根據分光器安裝的位置不同，又可分為集中部署和分散部署，在實際網絡中，有如下部署場景。

2.1 一級分光部署場景

一級分光又可分為小區一級集中分光、樓宇一級分光、樓層一級分散分光等幾種方式。

小區一級集中分光，是指將分光器集中安裝在小區的一個光交接箱/間內，以小區為單位集中所有客戶的接入光纜，主要應用于別墅（含聯排）小區、樓宇和客戶數量均較少且集中的住宅小區。當小區過大時，也可采用分區域集中分光的方式。

樓宇一級分光，是指每棟樓均集中設置一個安裝分光器的光交接箱/間，以樓宇為單位集中樓內的客戶接入光纜，目前主要應用于小高層及以上的住宅小區，這種小區單棟樓內的客戶密度較高，樓內一級分光可節省樓宇向上的光纜資源，提高資源利用率。

樓內一級分散分光，是樓內每隔幾層設置一個分光器節點，分光器安裝在垂直光纜與水平蝶形引入光纜成端的分纖盒內，目前主要應用于一梯多戶的超高層住宅小區。

2.2 二級分光部署場景

二級分光，是指在小區內設置一個一級分光點，每棟樓內集中設置一個二級分光點，目前主要應用于中低層住宅小區，以及采用FTTH“薄覆蓋”方式改造的現有住宅小區。

3 一、二級分光模式的應用比較

在實際PON網絡建設中，一、二級分光模式的差異較大，主要體現在網絡性能、建設成本、網絡維護等方面，具體分析如下。

3.1 功率預算

在PON網絡建設中，最重要的參數就是功率預算，它直接影響了OLT的覆蓋范圍，對接入的用戶數、PON端口利用率等參數，也有一定影響。一、二級分光模式，在功率預算上存在著一定的差異。目前，各運營商的PON網絡鏈路分光比以1:32為主，依次為例進行比較。

根據光分路器的性能參數，主流光分路器的插損如表1所示。

表1 光分路器插損性能指標表

當網絡建設采用一次分光時，1:32分光器插損為17.2dB；如果采用二次分光，第一級采用1:8分光、第二級采用1:4分光，則整個鏈路的分光器插損為18.1dB，兩種分光模式的光分路器插損相差0.9dB；另外，增加一級光分路器，一般至少會增加2個活接頭，每個活接頭光功率預算為0.5dB，這就意味著二級分光要增加1dB，累加光分路器插損差，累計相差1.9dB。如果光纜功率衰耗按每公里0.4dB計算，這就意味著差了將近5km的傳輸距離，這對于PON這種對功率敏感的系統來說，5km的傳輸距離是非常珍貴的。

通過計算，可以看出，一級分光在功率預算具有明顯優勢，既便是系統鏈路采用1:64分光，綜合考慮光分路器插損和活接頭損耗，仍有0.9dB的差異，也就意味著相差2km傳輸距離，一級分光仍占優勢。

3.2 建設成本

一二級分光模式，在建設成本方面的差異主要是在光分路器、配線光纜成本差異，可設定模型進行整體評估。

3.2.1 光分路器成本

光分路器成本差異主要是兩種分光方式所使用的光分路器類型和數量不同，根據實際網絡中典型數據，可進行如下設定：

假設鏈路整體分光比為1:32，二級分光模式時一級分光為1:8，二級分光為1:4；1:4光分路器按170元/個計算，1:8光分路器按210元/個計算，1:32光分路器按700元/個計算；據此，可算出如表2所示的單PON口下光分路器成本差異。

3.2.2 光纜成本

一二級分光模式下，光纜成本差異主要是在配線光纜成本差異，設定如下：

表2 光分路器成本差異比較

二級分光模式中，配線光纜長度按0.4km計算；光纜成本按每芯200元/km計算；基于上述設定，可算出如表3所示的單PON口下兩種分光模式的成本。

表3 光纖成本差異比較

整合光分路器成本和配線光纜成本差異，可得兩種分光模式下的綜合差異，見表4所示。

表4 綜合建設成本差異比較

在上述假定條件下，兩種分光模式建設成本差異約1000元，如果將其分攤到32個用戶，每個用戶建設成本差異約30元。

3.2.3 成本差異性分析

在實際建設過程中，不同的項目、配線光纜距離不盡相同，這直接會影響兩種分光模式下的整體成本差異，按上述計算方法，對不同配線光纜的長度進行計算取樣，可得到圖3的示意圖。

可以看出，在配線光纜較短時，一級分光建設成本有一些優勢，當距離超過200m時，二級分光的成本優勢逐步加大。

3.3 業務開通及網絡維護等方面

在兩種分光模式下，業務開通、網絡維護等方面也有所差異，比較如表5所示。

整體來看，一級分光模式的技術、運維等方面的優勢更大一些，而二級分光則在建設成本方面更有優勢。

表5 一、二級分光模式綜合情況比較表

圖3 單PON口下光分路器及配線光纜建設成本示意圖

4 不同分光模式的選擇建議

基于PON系統的ODN網絡分光模式的選擇，應充分考慮上述分析的各方面因素及實際建設場景，在此提出一些建議，供工程應用時參考：

功率預算和維護兩個因素是PON網絡穩定運行的最為關鍵的要素，因此，在建設成本差異不是過大時，建議優先采用一級分光；不同PON口下可分別采用一級分光或二級分光，但考慮后續維護和資源管理的統一性和便利性，同一PON口下的分光模式要統一，不得混配；如采用二級分光，建議一次分光集中設置，二次分光分散設置的原則，即一次分光集中設置于小區光交或小區機房內，二次分光部署于各樓道或樓層分纖箱內。

5 結束語

分光模式的選擇及分光器的設置對ODN 的建設成本及維護難度均有較大影響，但也受到開發商物業、樓宇內弱電間/井空間、小區管道資源等多方面實際條件的限制。