某小区宽带EPON 接入技术方案研究

曾淑敏 张宇

【摘要】 近年来，EPON作为一种新兴的宽带接入技术，它是以太网技术与PON技术相结合的产物，主要是通过用来实现数据、语音及网络视频等综合业务接入。由于EPON技术具有良好的经济适用性、可扩展性等优点。文章主要从阐述了EPON技术的概念及组成，从中结合笔者的工作实践，针对宽带EPON接入技术在某住宅小区中的应用方案进行了研究。

【关键词】 住宅小区 EPON 宽带技术 接入方案

随着NGN、IPTV、数字电视、网上办公等高带宽多媒体应用的不断推广，人们对网络接入带宽的需求持续快速增加。未来3～5年内，一个普通家庭的通信业务带宽需求都将达到 20 Mbit/s左右。三网融合已经成为今后网络发展的必然趋势。PON（无源光网络）宽带技术具有高带宽、广覆盖、单纤接入、接口丰富等特点以及很强的综合业务接入能力。

一、EPON的概念及组成

1.1 EPON的概念

EPON实际是由两部分技术组成的，E是Ethernet（以太网）的意思，PON（P-assive Optical Network无源光网络）是一种光纤宽带接入技术，这两种通信技术的结合就构成了目前光接入通信系统较为流行的EPON技术。

1.2 EPON的组成

在通信领域中，虽然无线、卫星、光纤等通信技术一直都在不断发展且趋于较成熟的阶段，但是在宽带最终用户接入终端局的问题上还没有最佳的解决方案之时，由于光缆技术的再度复兴，EPON（无源光网络）技术产生了，它是由局端的OLT（光線路终端）、用户端的ONU（光网络单元）以及在它们之间起连接及分光作用的传输介质光纤和无源分光器及其他连接器等无源光器件组成的ODN（光分配网络）三部分组成。这里的“无源”是指在ODN网络中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，在PON系统中从OLT到多个ONU其下行采用TDM广播方式工作、上行采用TDMA（时分多址）工作方式的数据传输过程。由于无源光网络（PON）可以说是一种属于纯介质网络，这样不但避免了电磁干扰等外界影响，而且减少了故障率，提高了系统的可靠性，同时节省了维护成本，这也是通信行业长期以来一直期望实现的技术。

二、宽带EPON 接入技术的应用

某大型综合住宅小区，可以按照楼宇的群落分为A、B、C 3个居住区。A区：豪华独立别墅区，区域内共有 20栋楼，共计20户。B区：多层区，该区共有15栋楼，每栋2个单元10层，每层1户，共有300户。C区：高层区，该区共有6栋楼，每栋3个单元20层，每层2户，共有720户。本项目技术方案要求能达到每户至少10M的宽带接入。

2.1 业务带宽需求

对于公众客户，主要提供语音、数据和视频业务；对于大客户、商业客户，主要提供语音、数据和专线业务。具体业务的提供和开放应以业务网实际发展策略为前提。上述几种主要的互联网业务带宽需求预测如下：（1）IPTV （流媒体）需求：IPTV目前采用MPEG4编码，带宽需求在5～6M，3年后随着用户家里第二台高清电视的普及，IPTV带宽需求将会增至10～12M。（2）视频通信需求：视频通信目前带宽需求在1M 左右，随着人们对高清可视通信的需求，3～5年后带宽需求会增至2～4M。（3）上网业务带宽需求：上网业务带宽需求目前是2M，3～5年后随着高速互联网访问需求的增加，带宽需求会增至4M。（4）网络游戏需求：网络游戏目前对带宽需求不大，一般为300k左右，3～5年后随着交互式网络游戏的发展，带宽需求会增至2M左右。

2.2 整体带宽方案设计

在现实生活中小区的所有用户不可能同时在线，现以用户的带宽需求量为10M且60%的用户在线为例，说明小区EPON 接入的设计方案。

A 区别墅区共有20栋别墅，采用 FTTH 接入方式提供宽带服务。由于OLT设备中每个 EPON接口可以提供1G的带宽，则别墅区可采用1：32 的分光器分别接入到20栋别墅。B 区多层区有15 栋楼，共300户。由于B区共需2G的带宽，即需2个EPON 接口接入到该区。每个用户需要6M的带宽，则每个EPON接口可以分配给160个用户使用，如果GE下行采用1：8 分光器来接入8个楼道交换机，则每个楼道交换机平均接入160/8=20个用户。考虑到小区用户相对比较集中，采用下行24×FE口的楼道交换机比较合适。综上所述，B区共需分光器2个，ONU设备15台。C区高层区有6栋楼，共720户。由于C区共需5G的带宽，即需5个EPON 接口接入到该区。每个用户需要 6M的带宽，则每个EPON接口可以分配给160个用户使用，C区同样采用 1：8分光器来接入8台楼道交换机，每个楼道交换机平均接入160/8=20个用户，所以仍采用下行24×FE口的楼道交换机。C区每个单元共有40户，每单元需2台ONU设备，共18个单元，所以C区共需分光器 5个，ONU设备36台。

2.3 系统光功率预算

该小区最长主干光缆按照1.5 km计算，从光缆交接箱到用户家最长光纤链路按照0.5km 计算；从OLT的PON口至ONU的PON口，光通道经过一个1：8分光器，3个法兰盘。最大损耗如表1所示。

光纤链路1310nm的最大损耗为12.4dB，在1000BASE-PX10允许的最大通道插入损耗 20dB范围之内，并且大于1000BASE-PX10允许的最小通道插入损耗。选择10kW光模块，可以保证数据光信号可靠传输。

2.4 EPON 接入设备选择

2.4.1 局端OLT设备

该小区FTTx工程核心机房局端OLT设备采用中兴公司的ZXA10 C220设备。该设备是一款大容量高密度的无源光接入局端设备，采用19英寸6U标准机框，可以方便地放置于标准机柜，在6U高度的设备内，最多可以插入10个EPON 板，每个EPON板4个EPON 口，按照1：32 的分光比，最大提供1280个ONU/ONT 接入。

设备支持IEEE802.3ah EPON标准和 ITUG.984 GPON标准。GPON 线卡可以直接插入C220 机框内。

2.4.2 分光器及其布放

本工程采用烽火公司的平面波导型（PLC）光分路器，它具有低插入损耗、高功率容限、优良的分束均匀性、外形紧凑、偏振相关损耗低和更宽的工作波长范围等特点，被广泛应用于各类 FTTH工程中。使用的光分路器为盒式封装结构，直接出Φ2.0mm尾纤端子。在ODF内，光纤输入端直接与馈线光纤端子接插，光纤输出端直接与配线光纤端子接插。ODF 内配有光分路器安装盘，每个安装盘占用1个熔配一体化盘的空间，可同时安装2个光分路器。在每个光分路器的包装盒内，附有光分路器安装附件，可方便地将光分路器安装在盘内，并方便地取下进行维护。

2.4.3 用户端设备

ONU该小区FTTx工程ONU采用中兴公司的EPON系列产品ZXA10 D400和ZXA10 F822。

三、结语

总之，对目前来说，电信运营商已经从以前的单一业务发展到现在的多种业务，这些业务的支撑网络发展到现在需要进行相应的优化，从而提升网络的竞争力。本文通过EPON宽带接入技术的应用方案分析可知，EPON宽带接入技术解决了电信运营商的资金投入和精力灌消耗，优化的通信网络，是最具有竞争价值的用户接入网部分。

参 考 文 献

[1] 张曼. FTTH 技术及业务发展[J]. 企业导报，2009（11）

[2] 陆金红，徐国仁. EPON 技术在 FTTx 接入网中的应用[J]. 电信网技术，2009（12）