基于PON的ODN组网模式的探讨

任 莉

(长沙通信职业技术学院，湖南长沙 410015)

在光进铜退及三网融合的大背景下，随着PON技术的成熟，以及用户对带宽需求的剧增，各运营商都加大了在FTTH建设上的投资力度，FTTH已进入大规模部署阶段。FTTH中ODN（Opticaldistribution network）线路部分的投资比重高达90%。ODN已经成为推进FTTH发展的关键环节。目前我国的ODN建设尚处于初级阶段，既要实现大规模的网络建设，又要区别于传统的光城域网，还要考虑PON技术的发展和升级，ODN网络的建设难度增加。在不同环境下选择不同的ODN组网模式，对技术的实施、后期的维护管理和投资成本的降低都具有重要意义。

本文首先对PON系统中ODN的网络架构进行分析，然后针对中国电信集团公司提出的规划原则，给出自己的看法，最后给出高层住宅、别墅和聚类市场三种典型环境下ODN的组网模式。

1 ODN的网络架构

1.1 无源光网络PON

无源光网络（PON）系统的基本组成：

光线路终端（OLT，局端设备），OLT位于中心局，提供PON系统与服务提供商核心数据、视频和电话网络之间的接口。

光分配网（ODN，光纤环路系统），ODN主要由一个或数个光分路器（Splitter）来连接OLT和ONT，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。

光网络单元（ONU，用户端设备），ONU位于用户端，提供用户的数据、视频和电话网络与PON之间的接口。ONU可以用多种方式连接用户，一个ONU可以连接多个用户。PON的基本结构如图1所示。

图1 PON系统的基本结构

1.2 ODN的基本框架

ODN是基于PON技术的光纤接入网中从OLT到ONU之间的部分，属于接入光缆网的一部分，为OLT和ONU之间的光信号提供物理传输通道。ODN是由馈线光缆、光分路器、配线光缆组成的点对多点的光分配网络。如图2所示。

图2 ODN的网络结构

2 ODN的规划原则

ODN的规划主要包括分光方式和分光比的选择、分光器的设置、ONU的设置及光缆的选择。

2.1 分光方式和分光比的选择

目前ODN中的分光方式有一级分光和二级分光。根据建筑物的形态和用户分布，一级或二级分光可以灵活选择。分光方式的选择应遵循如下原则：

1）用户密度大的多层楼房或小高层楼房，宜采用楼内二级分光方式；

2）用户密度一般的小高层住宅，宜采用楼内一级集中分光；

3）用户密度较小的住宅或园区，可先在小区内一级分光，再在楼内做二级分光；

4）用户密度很小的住宅或工业园区，尽量选择在小区集中分光的一级分光方式，以提高PON端口和分光器的利用率。

目前存在多种类型的光分路设备，有1:2、1:4、1:8、1:16、1：32、1:64、1:128，各种规格的光分路器性能要求不同。工程中分光比的选择原则是：尽量选用技术成熟的、分光比足够大的分光器件。

2.2 分光器的设置

分光器的布放点有4种选择：

1）接入机房中。便于维护和管理，但是布放点距离用户较远，光纤的用量比较大，网络弹性不足，实施费用比较高。

2）小区机房。分光集中，便于安装，并且网络结构较为简单，用户密度比较高的时候，总的建设成本费用较低。

3）室外机柜。网络适应性比较强，驻地分配网络的费用较低，利用率高，但是入户光纤的用量比较大。

4）楼内。布放点在用户楼内，能够大量节省光纤，但是网络结构比较复杂，PON端口的利用率不高，比较适合密度比较高的建筑。

2.3 ONU的设置

ONU的设置需要考虑业务类型和FTTx接入技术类型，根据两者的共同特征来选择安装位置。

FTTB和FTTC中，能选择室外交接箱、楼内楼道和竖井内的机柜来设置ONU。FTTH中，为了保护ONU，不宜直接安装在住户门口或者楼道中，需要将ONU安装到用户家里，或者放置于用户智能终端盒内。

对于FTTH应用，如开展语音业务，可根据需要配置电池模块提供断电保护。ONU原则上采用本地供电方式，尽量不采用远端供电方式。为保证断电时语音业务的正常开展，可以根据需要提供ONU断电保护。

2.4 光缆选择

ODN网络光缆选择主要包括主干光缆、配线光缆的选择。

1）主干光缆以G.652D光纤为主。

主干光缆的光纤主要以FTTH使用为主，并预留不少于15%的公用纤（含2芯测试纤）作为基站和专线接入等使用。考虑到一体化托盘规格，公用纤芯数取12的倍数。例如，288芯主干光缆预留48芯，144芯主干光缆预留24芯。主干光缆中FTTH用户所需光纤按实际光纤需求量增加20%的冗余进行配置。主干光纤的网络结构有环形和链型两种方式。在条件允许的情况下主干光缆宜尽量采用环形结构。

2）配线光缆以G.652D光缆为主，特殊情况下也可以使用G.657光纤。

采用FTTH方式接入时配线光纤一次性配足。分光方式采用两级分光时，设置一级光分路器的光缆配纤设备，其上联光缆容量应满足一级光分路器终期需求数量，并预留20%左右的备用纤芯，选用6芯、12芯、24芯、48芯光缆。设置二级光分路器的光缆配纤设备，其上联光缆容量应按业务终期时光分路由器的安装数量来配置，并预留1芯备用光纤，一般情况下为2-6芯光缆。分光方式为一级分光时，分光器设置在交接点内时，光纤配置=终期用户数*1.2。

3 ODN的组网模式

3.1 ODN网络规划基本思路

ODN的网络架构一般以树形为主，采用一级或二级分光方式。

1）对于用户密度较高且相对比较集中的区域宜采用一级分光方式；对于用户密度不高且比较分散、覆盖范围较大的区域宜采用二级分光方式，同时对管道等基础资源比较缺乏的区域也宜采用二级分光方式。

2）覆盖公客和一般商业客户的光缆线路宜采用树形结构递减方式，以节省工程建设投资；接入商务楼宇或专线等对可靠性要求较高的用户应采用环形或总线形结构无递减方式，以满足光缆线路在物理路由上的保护，同时光缆的配纤方式应有利于减少光纤链路中的活动连接器数量。

3）光分路器的级联不应超过二级，光分路器的具体设置位置需根据用户的分布情况而定，当用户数量较多规模相对集中时，光分路器应尽量靠近用户端；当用户数量比较少且分散时，光分路器可选择适当位置集中安装。

4） 光分路比应综合考虑ODN的传输距离、PON系统内带宽分配来进行选择。同时应充分考虑每个PON口和光分路器的最大利用率，并根据用户分布密度及分布形式，选择最优化的光分路器组合方式和合适的安装位置。

5）入户光缆一般采用星形结构敷设入户，一般客户宜按每户1芯配置,对于重要用户或有特殊需求的客户可按每户2芯配置。

3.2 高层住宅

高层住宅建筑的形态比较丰富，用户规模差异较大，楼内可利用的通信配套设施也不同，因此ODN应根据建筑物的结构、用户分布情况以及近、远期用户需求选用一级分光或二级分光方式进行改造。

1）一级分光方式

在高层住宅每个单元楼内的住户数大于50户时，采用一级分光方式，配置的光分路器一般采用1∶64。每间隔5～6个楼层安装一只光缆分纤盒，一般覆盖10～24户，并根据覆盖的用户数从单元楼内的光缆配纤设备敷设楼内光缆至光缆分纤盒，每只光缆分纤盒的配纤容量为12或24芯。网络架构如图3所示。

图3 高层住宅一级分光方式组网

2）二级分光方式

在住宅小区内的光缆汇聚点设立光缆交接/配纤设备，并在里面配置一级光分路器；将每幢高层住宅单元楼划分为若干个片区，在每个片区的中心楼层位置安装一只光缆分光分纤盒，并在里面配置第二级光分路器，每个片区覆盖的用户数应按规划安装的二级光分路器容量来考虑，一般5～6个楼层为一个片区，覆盖10～24户。一级光分路器的分光比应按二级光分路器的分光比配置，但总分光比不应大于1∶64。如图4所示。

设置一级光分路器的光缆交接/配纤设备，其上联光缆容量应满足一级光分路器终期需求数量，并预留20%左右的备用纤芯；设置二级光分路器的光缆分光分纤盒，其上联光缆容量应按业务终期时光分路器的安装数量来配置，并预留至少1芯备用光纤，小区内末级光缆配纤设备以上的光缆应在满足需求的容量下一次性敷设。

图4 高层住宅二级分光方式组网

3．3 别墅住宅

别墅类住宅小区如能一次性敷设光缆入户进行FTTH改造的，建议采用一级分光方式；如无法进行一次性改造的或当用户需求不明确时，建议采用二级分光方式。

1）一级分光方式

中、小规模的别墅住宅小区宜将光分路器集中安装在小区光纤汇聚点的光缆交接/配纤设备内；较大规模的别墅住宅小区应根据建筑物的分布情况，分区域设立光纤汇聚点，并将光分路器分散安装在光纤汇聚点的光缆交接/配纤设备内。配置的光分路器一般采用1∶64。

别墅住宅小区内的光缆一般以光缆接头盒或光缆接头箱作为光缆分支及容量的递减点。即从光缆交接/配纤设备至光缆容量递减点使用大芯数光缆，大芯数光缆的纤芯数以每户配1芯；光缆容量递减点至每户宅内敷设2芯光缆（用1芯、备1芯）。网络架构如图5所示。

图5 别墅一级分光方式

2）二级分光方式

在别墅住宅小区内的光缆汇聚点设立光缆交接/配纤设备，并在里面配置一级光分路器；综合考虑用户终期容量需求、小区内管道资源和路由、别墅建筑分布等情况，分区域设立光缆分光分纤盒，并在里面配置第二级光分路器。每只光缆分光分纤盒覆盖的用户数一般不超过15户。一级光分路器的分光比应按二级光分路器的分光比配置，但总分光比不应大于1∶64。网络架构如图6所示。

图6 别墅二级分光方式

3．3 聚类市场

聚类市场是基于当前市场细分的原理上提出的，具有客观性与科学性。

采用一级分光分散设置，光缆分光分纤盒内安装1∶64分光器，分光器端口宜按用户数的60%-70%配置，组网方案可参照图3高层住宅一级分光方式组网。

采用二级分光方式的聚类市场一般是整层每个商铺分别租售给客户，每楼分割为一间间的商铺，商铺数量多、非常密集，无电信专用桥架或无桥架；聚类市场入驻客户对语音、带宽型业务需求较平均，纤芯布放芯数按每个商铺1芯考虑，商铺一般不考虑租用裸光纤的需求；楼层光纤汇聚点可预留少量裸纤备需。

分光分纤箱内安装1∶16分光器（二级），聚类市场光节点ODF内1∶4分光器（一级），二级分光器端口宜按用户数的60%～70%配置，组网方案可参照图4高层住宅二级分光方式组网。

4 总结

综合比较，采用一级分光方式的ODN网络，其结构简单，故障点少，相比二级分光方式可节省0．5～1．0dB的插入损耗，但组网需占用较多的光缆芯数，所需敷设的光缆容量较大，从而对区域内管道等基础设施的压力增加，建设成本也相对较高，此方式通常将光分路器设置在住宅小区或商务楼内的光缆汇聚点；从提高光缆资源利用率的角度出发，二级分光方式适用于用户较为分散的场合，同时对用户在一定区域内集中且用户需求较为明确的场合也可采用二级分光方式，以减少对光缆的占用，节省管道等基础资源，投资相对较省，此方式通常将第一级光分路器设置在住宅小区或商务楼内的光缆汇聚点，第二级光分路器设置于楼道内。

ODN的组网应根据用户的分布情况及其属性和带宽需求、地理环境、管道等基础资源、现有光缆线路的容量和路由以及系统的传输距离，并从建网的经济性、网络的安全性和维护的便捷性等多方面综合考虑，选择合适的组网模式。

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