EPON的FTTH工程設計與接入網實現方案分析

戴泉沁

（中國聯通 上海市分公司，上海 200063）

0 引 言

電信領域中最理想和追求的最終目標是采用FTTH綜合接入手段。即便FTTH的推進經歷了幾次起落，但技術標準卻在不斷完善，通信設備所使用的光電設備價格持續降低，互聯網的發展更是推動了用戶對寬帶的需求日益增長。近些年來，FTTH得到了快速發展，我國的一些電信企業也在積極嘗試開展FTTH試驗網建設工作，為技術的普及積累經驗[1]。目前采用EPON技術的寬帶接入是FTTH網絡建設的核心內容，因此本文將對基于EPON技術的FTTH工程設計及接入網的實現進行分析。

1 采用PON實現FTTH的系統結構

PON是目前解決接入網和實現FTTX的最具吸引力的技術。按照信號分配方式，PON可以分為兩種，一種是功率分割型無源光網絡（Power Segmentation Passive Optical Network，PSPON），另一種是波分復用型無源光網絡（Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network，WDMPON）。功率分割型無源光網絡主要以星形耦合器分路為主，上/下行傳送應用了TMMA/TDM的方式完成信道帶寬的共享，OLT發出的信號通過分路器向各個ONU傳送。PON上應用波分復用技術便形成了WDMPON，它的分路采取波長分路器，主要由陣列波導光柵構成，對下行信號進行解復用后然后向指定的ONU進行分配，上行信號經過光纖傳送至OLT。當前情況下，WDMPON面臨的主要問題是器件的成本太高，很多器件仍然處于研發階段[2]。

FTTH系統主要由OLT、ONU/ONT以及ODN共3部分組成。FTTH系統具體可以分為單星形與雙星形方式。單星形方式不具有無源光分路器，光纖的傳輸由端局至用戶端，由于采用以往銅線電纜占用了大量的光纖資源，因此浪費了大量光纖帶寬資源，這樣的配線方式往往極不經濟，大規模建設FTTH時不應采用此方法[3]。

2 接入模式與組網方案

2.1 接入模式

小區EPON接入模型如圖1所示，以每幢樓16層、每層樓兩戶的小區為例，實際設計施工時，根據用戶數量調整分光器的數量和規格。

圖1 小區EPON接入模型

具體來看，在樓道內安裝分配箱，并在箱內安裝分光器OBD，敷設普通單模通信光纜連接OLT與OBD，總長度＜20 km。在各樓層安裝終端盒，盒內預留FA光纖配線接頭，如果用戶數量少，終端盒可以直接入戶。敷設皮線光纜連接OBD和樓層終端盒，用戶ONU和終端盒間敷設高強度尾纖，在業務開通時，在FA預留接頭處跳接，ONU至OLT全程光路接通，進行相關性能和業務測試[4]。

商務樓EPON接入模型中，在商務樓宇各樓層樓道內安裝分配箱，并在箱內安裝分光器OBD，每個OBD按照每層用戶數量多少，設計負責一層或連續多層。敷設普通單模通信光纜連接OLT與OBD，總長度＜20 km，如有必要，可在樓內或大樓附近安裝光交接箱，并負責OBD上聯光纖跳接。安裝用戶終端盒，盒內預留FA光纖配線接頭，根據用戶分布情況，可選擇終端盒直接入戶，或者一個終端盒負責連接多個用戶。敷設皮線光纜連接OBD和樓層終端盒。用戶ONU和終端盒間敷設至少2芯高強度尾纖，分別用于數據和語音業務單獨的光路通道，在業務開通時，在FA預留接頭處跳接。ONU至OLT全程光路接通，進行相關性能和業務測試[5]。

2.2 FTTH組網方案

本文對FTTH組網方案的討論，是將ONU直接安裝在用戶家里。當然在實際的實施過程中，在家里安裝ONU也會遇到各種類型的問題。在業務接入方面，通常可以采用兩種方案，一是由ONU提供FE、POTS以及CATV視頻接口等用戶接口，二是由ONU提供FE接口，接入的實現主要是通過下掛家庭網關來完成[6]。

3 電信公司FTTH光纖接入網的實現

3.1 總體要求

基于EPON技術對FTTH光纖接入網進行設計，設計某電信局一電信分局至某科技大廈和某小區FTTH光纖接入網。該設計遵循某電信局FTTH建設的總體要求，采用點到多點（P2MP結構）的EPON技術構造單纖雙向光纖接入網絡，采用的網絡結構為星形結構。本結構主要由OLT設備、ONU設備以及ODN設備3部分組成，要按照網絡規模和容量開展必要的需求計算，確定網絡設備基本配置，詳細設計網絡側OIT、用戶側ONU以及ODN光分配網絡[7]。

3.2 接入網設計方案

根據業務發展的需要，某電信公司將在某科技大廈與某小區實施FTTH光纖接入網建設工作，總體設計方案如圖2所示。本設計方案的接入網絡主要是點到多點（P2MP）結構，使用星形網絡結構。從地理位置上看，電信公司臨近某科技大廈與某小區，所以可以將OLT設備直接安置在電信公司的中心機房中，采用烽火通信生產的OLT設備，型號為AN5116，這個型號的設備能夠實現不同上聯口分別連接不一樣的業務網絡。采用V5/PRI接口來聯結PSTN網絡，IP局域網和IPTV網絡主要是在GE/FE光/電口上實現聯結，H.323和H.248等協議實現交換網絡的連接過程，E1業務主要在STM-1上聯口上實現，CATV業務承載在1 550 nm的透明波長，在圖形化網管的配合下為系統建立了穩定而強大的OAM[8]。

圖2 FTTH的總體設計方案示意圖

同樣采用烽火電子生產的ONU設備，型號為AN5006。在用戶端，通過不同系列型號的AN5006用戶機可以為用戶提供多樣化的選擇。本系列能夠為用戶提供數據視頻、音頻以及E1專線多元化的業務內容，三網的融合依靠的是“單纖三波”技術，能夠適應諸如居民住宅、商業大樓以及網吧等集中接入用戶的場所。ONU按照用戶的類型采取了不一樣的設備放置方式，特別是FTTH的普通居民住宅用戶，通常是將EPON ONU安裝在用戶的家中，實現光纖入戶的直接利用。采用FTTB的居民住宅用戶，EPON ONU常常安裝于住宅樓的豎井內，通過用戶家中的電話線或者五類線入戶。采用FTTO的商業用戶，EPON ONU通常安裝在用戶辦公場所，類似于FTTH的普通居民住宅用戶，直接實現光纖的接入[9]。

無源光分路器設備也是采購自烽火通信公司，規格是1:32。這個網絡采用了e-Fim ANM2000寬帶接入網絡管理系統，進行日常的系統管理及相關的維護工作。OLT與ONU存在著主從通信的關系，ODN在OLT與ONU之間發揮著光傳輸的作用，主要功能是完成光信號功率的分配。該方案可以很大程度上實現PSTN網絡和NGN網絡之間的相互兼容，能夠通過一條光纖實現普通電話、寬帶數據以及模擬電視等多個業務的傳輸功能，使得光纖入戶和三網融合成為了可能[10]。

3.3 OLT與ONU設計

3.3.1 網絡側OLT設計

網絡側的OLT設計過程中，使用的OLT設備是AN5116，本設備在網絡側設置了GE、E1（V5.2）、模擬電視光口以及STM-1光口等4處接口，實現了多種網絡的接入與傳輸功能。運用“單纖三波”技術，通過一根光纖就可以將多個業務傳輸到臨近的用戶處。無源光分路設備主要功能是完成光分支，通過分支光纖連接至最終用戶端。

3.3.2 用戶側ONU設計

該設計方案中，在光纖入戶后由AN5006ONU設備將光信號終結轉換為多種電接口，為電話機、綜合接入設備（Integrated Access Device，IAD）、計算機以及IPTV機頂盒等提供接入，為用戶提供全業務的接入。下面針對用戶不同的業務要求分別討論ONU連接用戶終端的情況。

（1）單純數據業務接入。FTTH和FTTO單純數據業務的接入是指用戶家中已有PSTN電話，本次工程只需要提供高速上網業務。利用AN5006ONU提供RJ45以太網接口，連接用戶計算機，供用戶進行高速上網。

（2）語音、數據業務接入。要實現FTTH和FTTO語音、數據業務的混合接入，就需要AN5006ONU提供1個RJ1l接口和1個RJ45接口，RJ1l接口連接電話機，RJ45接口則與計算機相連接，可以實現語音和數據業務。

（3）語音數據和IPTV業務接入。混合接入是指實現FTTH、FTTO語音、數據以及IPTV業務的混合，這時AN5006 ONU的接口設置主要包括1個RJ11接口和兩個R45接口。RJ11接口與電話機相連接，RJ45接口1個與電腦連接，另外1個與IPTV的機頂盒相接。

4 結 論

電信業務的市場化催生了接入網技術，面對激烈的用戶網絡接入市場競爭，接入網這種新技術的出現更是為各大電信運營商提供了競爭利器。在接入網的技術體系中可以采用不同的接入系統，也可以采用不同的傳輸系統，其網絡介質的排列組合也往往不一致，具有較為復雜的技術構成。本文對FTTH工程設計規范及EPON實現FTTH的工程實際方案等內容進行了介紹，現在的EPON產品發展已經較為成熟，不過在動態帶寬分配和加密等相關的業務上仍缺少統一的規范作為指導，同時未實現芯片級的互聯互通。與xDSL和LAN等傳統的寬帶接入相比，本技術的成本仍顯偏高，GPON具有復雜的標準而且標準的制定時間不長，很多的技術內容仍然不成熟，具有較高的成本。相比之下，EPON技術就簡單很多，具有很強的可擴展性，設備性能穩定且成熟，成本下降顯著，能夠適用于很多數據業務為主的應用場合中。EPON技術成為了當前寬帶光接入與FTTH網絡建設所使用的的核心技術，需要指出的是該技術對TDM業務的承載能力仍需要繼續檢驗。