EPON技術在氣象園區光纖入戶改造中的應用

陳紅

摘要：采用EPON技術對氣象園區實施光纖入戶改造，實現了“三網融合”，大大提升了園區用戶體驗，有效保障了園區各業務平穩高效運行。

關鍵詞：三網融合; EPON;FTTH

中圖分類號：TP393? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2019）01-0028-02

1 引言

作為機關部委最大的專用通信網絡之一，國家氣象信息中心園區電訊網絡現已擁有7000線電話、3000線寬帶用戶和2000線有線電視用戶。近年來，園區電訊以“三網融合”為目標，不斷加強業務建設，完成了園區基礎光纖網絡建設，實現了氣象局大院辦公和住宅樓光纖到樓、同軸線路入戶。在電信運營商大規模FTTH（光纖入戶）組網建設的推動下，EPON無源光網絡技術不斷成熟，采用該技術進行高速寬帶網絡建設已成為目前電信運營的發展目標。2016年，園區電訊基于光纖基礎網實施了南區1-5號樓光纖入戶網絡改造，采用EPON技術進行了光纖入戶試點，積累了光纖入戶改造經驗。2017年，園區電訊在前期試點基礎上，全面推進氣象局大院住宅樓光纖入戶改造，實現了大院全部住宅樓宇光纖入戶。

2 關鍵技術

EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太網無源光網絡），是基于以太網的光網絡技術。EPON系統由局端設備OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）、用戶端設備ONU（Optical Network Unit，光網絡單元）以及光分配網ODN（Optical Distribution Network，光分配網）組成，OLT與ONU之間僅有光纖、光分路器等無源光器件，見EPON系統結構圖1。

EPON使用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分復用）技術，在一根光纖上傳輸收發信號：上行方向，各ONU采用時分復用TDMA（Time Division Multiple Access）技術，利用1310nm波長傳輸數據;下行方向，OLT發出的信號以廣播方式利用1490nm波長發給所有的用戶，實現在一根光纖上同時傳輸上下行數據流且相互不影響。EPON可以提供1.25 Gbps的上下行帶寬，傳輸距離可達10-20 km，支持最大光分路比1：64，并可方便靈活地根據用戶需求的變化動態分配帶寬。EPON技術具有點到多點結構、無源光纖傳輸、與以太網兼容等特點，已成為互聯網接入主要技術方向。

3 方案設計

3.1 設計目標

1）延伸光纖網絡至用戶門口， 實現園區26棟住宅樓電訊傳輸線路光纖化。

2）滿足用戶多媒體電話、高速網絡寬帶、互聯網視頻“三網融合”的業務發展需求。

3.2 設計內容

根據住宅區分布及光纜基礎網現狀，光分配網由干線光纜、樓宇接入光纜、單元接入光纜、單元內光纜組成，采用二級分光方式設計，第一級分光設置在干線光纜與樓宇光纜之間，第二級分光設置在樓宇單元光纜與單元內光纜之間。見下圖2。

3.2.1 干線光纜

干線光纜連接園區電訊機房與樓宇接入光纜，實現光信號的干線傳輸，干線光纜利用現有的光纜基礎網。在光纜基礎網絡中，南區18號樓為南住宅區光纖匯聚點，東區7號樓為東住宅區、北住宅區的光纖匯聚點，兩個光纖匯聚點和局總機機房三點之間已鋪設了48芯光纜，互聯成住宅區的骨干光纜環。南區18號樓與局總機之間的22對光纖作為光分配網的南區干線光纜，東區7號樓與局總機之間的23對光纖作為光分配網的東區干線光纜，實現EPON光信號的干線傳輸。在南區匯聚節點、東區匯聚節點分別安裝光分路器，設置第一級分光點，通過分光器連接樓宇間光纜，將光信號傳輸至各樓宇單元。

3.2.2 樓宇接入光纜

樓宇接入光纜連接干線光纜與單元接入光纜，將光信號接入到各樓宇。樓宇接入光纜大部分可利用現有的光纜基礎網，對未敷設或光纖資源不足的11棟樓宇接入光纜進行重新敷設。

3.2.3 單元接入光纜

單元接入光纜，連接樓宇接入光纜，將光信號接入到各樓宇單元。單元接入光纜需新建，共計26棟樓101個單元，由各樓宇光纜交接箱至各單元分光器箱間分別敷設1條4芯室外光纜，并安裝分光器設置第二級分光。

3.2.4 單元內接入光纜

單元內光纜連接單元接入光纜，將光線號傳送到住戶門口。單元內光纜需新建，由各自單元的分光箱至本單元內的每個戶門口獨立鋪設2芯皮線光纜，垂直管路使用標稱直徑50mm的 PVC管，水平管路使用100mm*45mm型號PVC線槽，在門口安裝接線盒，為后期光纖入戶提供條件。

3.2.5 分光器

分光器是將1路光信號分配到多路光纖的無源器件，采用目前廣泛使用的PLC型盒式分光器，接頭為FC/APC頭。根據EPON技術要求中的分光器設計原則，一級分光器共47臺，其中南區22臺，東區25臺;二級分光器共160臺，其中南區各單元67臺，東區各單元93臺。

3.3 技術要求

1）EPON技術要求單光源（PON口）覆蓋最多64用戶，當超過64戶時，需啟用新的光源PON口，另行添加分光器，進行再分配。

2）EPON技術分光器的分路數為2n，常用的有2路分光，4路分光，8路分光，16路分光，32路分光，64路分光;分光器分路數越多其插入衰耗值越大。當需要的分光器的分路數介于兩種分光器型號之間的數量時，選擇分光路數較大的分光器。

3）光鏈路系統的全程傳輸衰耗要滿足EPON技術的設備要求，最大衰耗值不大于33dB。

3.4 技術指標

3.4.1 光纖衰耗指標

光纖鏈路衰耗≤0.4dB/km，熔接接頭衰耗≤0.1 dB，光纜活動接頭（耦合器）衰耗≤0.5dB/個。

3.4.2 分光器衰耗指標

3.4.3 光鏈路全程衰耗指標

由局總機機房至用戶端光鏈路全程衰耗不大于31dB。衰耗計算：系統鏈路全程衰耗=光纖衰耗+熔接衰耗+分光器插入衰耗+活動接頭衰耗。

4 業務實現

氣象大院園區FTTH組網由業務系統、光分配網及PON（ONU 及OLT組成）系統組成，見圖1。

1）為實現園區現有業務（有線電視、數據網以及電話），我們采用雙纖三波解決方案：一根光纖傳送有線電視信號，采用FC/APC光纖接口，由1550nm承載;另一根光纖承載數據和電話信號，采用SC/PC光纖接口，上行用1310nm，下行用1490nm承載。這樣，數據和有線電視信號分別傳輸互不影響。

2）OLT設備使用ISCOM5508B，該設備提供12個PON口，6個GE上聯口。其中，雙互聯網出口占用2個GE口， 1個GE口用作電話交換，1個GE口用作網管，其余留作備份。為不同業務劃分不同的Vlan來加以區分，寬帶和互動電視共用同一Vlan。

3）ONU設備使用ISCOMHT825，該設備具有無線路由器功能，在以往維護中常遇到用戶忘記上網密碼、路由器復位后需要重新設置等問題，為減少維護量，經與運營商協商啟用了遠程網管ONU的功能。

4）用戶通過PPPoe（ONU內置）撥號請求認證后上網。

5 結語

采用EPON技術對氣象園區實施光纖入戶改造，減少了有源設備的使用，降低了網絡中斷概率，簡化了網絡結構，實現了“三網融合”，大大提升了園區用戶體驗，有效保障了園區各業務平穩高效運行。

參考文獻：

[1] 劉增基，周洋溢.光纖通信[M]. 2版.西安：西安電子科技大學出版社，2009.

[2] 張引發，王宏科.纜線路設計施工與維護[M].北京：電子工業出版社，2007.