基于ＰＯＮ的ＦＴＴｘ网络设计方法研究

苏欢欢　张优训

[摘要]文章简要介绍了PON作为新一代宽带接入网主流技术的特点，对基于PON的FTTx网络规划中OLT、ODN及ONU三部分的规划原则和设计要点分别进行阐述，对基于PON技术的FTTx宽带光接入网应用前景进行了展望。

[关键词]FTTxPON宽带接入网网络设计

1引言

目前，宽带通信已经成为电信业发展的主流方向，其不断影响并改变人们的生活和工作思维和习惯。随着国内运营商重组及3G牌照发放，各运营商均需整合现有资源，寻求新的发展契机。基于PON(无源光网络)的FTTx(Fiber-to-the-x，光网络接入)技术以其高带宽、大容量、低损耗等诸多优点成为各运营商构建新一代宽带接入网的主流技术，逐步受到国内各大运营商的青睐，步入快速发展及大范围部署阶段。本文将从技术特点、网络规划要点分析对基于PON的FTTx网络规划设计作出探讨研究。

2网络技术特点

FTTx技术主要应用于宽带接入光网络，包括从综合业务接入点电信机房的局端设备到用户终端设备。其中，局端设备为光线路终端OLT(Qptical Line Terminal)、用户端设备为光网络单元ONU(Optical Network Unit)或光网络终端ONT(Optical Network Terminal)。根据光纤到用户的距离来分类，FTTx技术主要有FTTC、FTTB、FTTH、FTTO等类型。

PON无源光网络技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式、上行采用时分多址方式，可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓朴结构，在光分支点只需安装一个简单的光无源器件——光分支器，具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点，所以基于PON技术是实现FTTx最理想的宽带接入方式。PON网络结构示意图如图1所示。

3网络规划设计要点

FTTx网络设计范围包括从城域网设备端口至OLT设备、ODN网络、ONU设备部分等环节，主要包括OLT设计、ODN设计及ONU设计三个部分。

3.1OLT设计

(1)光通道核算及覆盖范围

OLT的覆盖范围可根据ODN的网络结构，核算光通道损耗方法得到。一般采用最坏值法进行ODN光通道损耗核算：

光纤衰耗系数传输距离+光分路器插损+活动连接头损耗+ODN光通道衰耗+光缆线路富余度＜xPONR-S点允许的最大衰耗

如：EPON采用1000BASE-PX20时，上、下行R-S允许的最大衰耗都是25dB；

光纤衰耗系数(含熔接损耗)：0.4dB/km(上行)，0.3dB/km(下行)；

光缆线路富余度：传输距离＜=5kin，取2dB；传输距离＜=10km，取2dB-3dB；传输距离＞10km，取3dB；

活动连接头损耗：0.5dB/个；

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

根据上述参数可以得出该网络的OLT覆盖范围与ONU之间的活接头总数对比分析图如图2所示。

OLT的覆盖范围应综合考虑用户的分布、ODN网络结构及资源等因素。0DN网络中活动连接头数量直接影响PON的传输距离，接入光缆网规划时应根据PON的技术特点、结合用户规划，尽量减少活动连接头数量。一般情况下，城市(典型情况7个活接头)，1:32分光建议覆盖范围＜5km；农村(典型情况5个活接头)、1:32分光时建议覆盖范围＜6.5km。

(2)OLT的设置方式

OLT的设置方式一般分为集中设置、分散设置两种。集中设置方式是指将OLT设置于机楼、汇聚机房或综合业务接入点，覆盖其管辖区域内的FTTx网络用户，而分散设置方式是指将OLT设置于接入点，向FTTx网络用户侧靠近。

OLT采用哪种设置方式应从经济分析、后期网络维护、网络层次结构等多角度综合权衡，需要因地制宜，具体结合当地情况综合考虑。一般FTTx网络建设初期，建议OLT集中设置，FTTH大规模应用以后，视机楼条件和管道资源情况来选择是否将OLT下移。两种方式在网络维护管理、网络层次方面的优劣势对比分析如表1所示。

3.2ONU设计

ONU设计应根据FTTx的不同网络应用模式，将ONU设备安放于家庭或办公室内、大楼楼道或竖井内机柜或者室外机柜等不同位置。

ONU设备可根据实际情况采用壁挂式安装、台面式安装和机柜式安装。采用壁挂式安装时，可以选择安装在用户智能终端箱内或直接外挂；采用台面式安装时，在ONU附近安装光纤信息插座，以光跳线连接3EONU；采用机柜式安装时，应将配套设备统一安装在机柜内。

ONU设置在楼层竖井或楼道内，采用楼内简易综合机柜安装时，对于中低层楼宇，尽量集中设置一个ONU节点；高层楼宇则划分为多个区域，分区域集中设置ONU。一般尽量位于覆盖的各楼层的中间楼层，以节省末端铜缆。

ONU设备采用交流220V市电供电，可根据业务类型和用户要求选择是否提供后备供电系统。后备供电可有三种方式：集中远供方式、接入物业方后备供电系统、ONU配置后备电源模块。目前采用ONU配置后备电源模块的方式应用较多。

3.3ODN设计

0DN网络包括从局端设备OLT至用户ONU之间的所有光缆和无源器件。ODN网络以树状结构为主，包括馈线段、配线段、引入段3层，OLT厂与第1个光分配点之间光缆为馈线光缆，ONU与最靠近ONU末端光分配点之间的光缆为八户光缆，在第1个光分配点与末端光分配点之间的光缆为配线光缆。ODN具体结构图如图3所示。

ODN规划原则有以下三种：

(1)自上而下：从OLT向用户终端规划；

(2)自下而上：从用户终端向OLT规划；

(3)上下结合：从OLT及ONT两端同时收集数据，开始向中间规划ODN规划关键点。

ODN规划设计的关键点有以下5点：

(1)OLT分布点；

(2)光缆分配点：

(3)用户接入点；

(4)终端设备放置点；

(5)光缆的路由。

ODN组网上可采用一级分光、二级分光、多级分光等模式。光分路器可选择设置在现有基站、新增路边/楼宇配线点等位置。光分路器的设置位置直接影响光缆线路的投资，综合考虑用户放号因素，还会影响设备的投资。因此光分路器的设置方式即分光方式的选择，需综合考虑ONU分布情况及放号的随机性、设备及光缆投资最优化、便于维护等因素。ODN多级分光结构示意图如图4所示。

基于上述三种分光方式的比较，需注意以下原则：

◆尽量采用一次分光集中设置方式，集中分光点应尽量靠近用户，如：对于高层楼宇，集中分光点应设置在楼宇内；对于中低层楼宇，以楼群为单位集中设置分光点。

◆在用户入住率、实装率较高的场景，可采用一次分光分散设置方式；当小区/片区或大型楼宇内集中分光点难以选址时，可采用二次分光方式。

◆新建场景尽量不采用二次分光；在已有光缆区域进行FTTH建设时，充分利用现有光缆资源，可采用二次分光方式。

4结束语

FTTH是多年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向。在未来全业务、融合的网络中，宽带接入网将成为终端用户与网络的承载网，以实现话音、数据业务、视频、IPTV、大客户专线等多种业务综合接入，各种兴起的相关宽带应用如VoIP、Online-game、E-learning及智能家庭让用户更好的体验丰富多彩的宽带生活。基于PON技术的FTTx宽带光接入网具有高带宽传输、多业务接入、快速接入及QoS保证等诸多优势，必将成为下一代宽带接入网的主要发展方向。