浅谈基于PON技术的接入层通信线路设计

应闽

摘 要：随着通信技术的快速发展，人们对宽带和网络的要求也逐渐变高。与传统的铜缆相比，光缆的带宽更宽，网络速率更快，并且还有上网成本低和维护方便等优点，所以光缆的应用也成为了网络传输发展的方向。现在，在大多主干网上光纤化已经得到了广泛的应用，但在接入网应用方面，传统的技术已经无法满足现在的要求，采用光纤为主要传输媒介的PON技术正逐步得到广泛的应用，FTTx成为了接入网发展的目标。以PON技术为核心的通信线路的设计对接入网的速率以及和用户的体验都有直接的影响。本文对PON技术做了简要介绍，其中包含有APON，EPON还包含有GPON传输方案。本文重点研究了PON技术在接入层线路上的设计，做出了设计总体流程及对两种典型类型的小区的线路布局设计。本文对布局相似的小区接入层通信线路有一定参考。

关键词：通信；网络传输；PON技术；线路布局

中图分类号：TN915.6 文献标识码：A

伴随着城市信息时代的到来，信息技术的快速发展以及人们对于网络要求的逐渐加强推动着通信及网络技术快速进步。现在无线通信和接入技术中包含有WLAN、WIFI、WiMAX和部分下一代通信网络LTE、LTE-A等，有线通信网络主要包含有xDSL、Cable接入、LAN接入和光纤接入等。而光纤的接入是未来发展的方向。现在国内主干网中已经大量铺设，相关新技术也得到了快速发展，已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。接入网方面一直没有取得突破性进展。PON技术的主要技术是ODN中全部使用的为室外无源设备，大大降低了干扰，简单的网络结构也易于维护和升级，并且造价相对较低。最近这些年接入网技术在中国实现了高速发展，并持续保持高增长率。随着用户对网络电视和视频使用，传统的铜缆已经不能满足现在客户的需要。随着GPON技术的不断成熟相关规范的逐步完善，必将成为未来光接入网的发展方向。

本文主要对基于PON技术的接入层通信线路进行研究，在PON系统的部分结构和FTTx的接入模式的基础上充分考虑到光通信器件设备和线路的损耗，此外，还需要考虑实际路由的资源情况的使用情况及实际中用户数量等情况。

1 PON技术及接入网技术简述

1.1 PON技术概述

一般来说光网络分为有源和无源两种，PON是指无源网络，无源网络的特点是使用电复完成分路功能，PON技术的特点是进行分配网络中不包含电子相关器件和电源。PON网络主要由光线路终端OLT和光分配网络ODN以及在用户终端使用的光网络单元组成部分包括，其基本结构如图1所示。

在网络系统中，OLT的主要作用是为光接入网提供可连接的接口，OLT经过若干个ODN能够实现与用户通信。位置设计时可以将OLT放置与交换机内。ODN主要的组成部分为无源器件。在线路中ODN的主要功能为在OLT及ONU之间实现光信号相关功率的分配。ONU指的是用户侧的设备，能够为用户提供网络接口，ONU的主要能够使将来自ODN的光信号进行转换处理，使用户能够实现与网络的连接。

1.2 EPON和GPON技術

EPON技术：OLT传输到ONU使用的传输方式是TDM方式，传输数据信息的长度不固定，数据最长可达到1518个字节。每个数据都包含携带有特定送达ONU信息的EPON包头。数据在经过无源光分路器之后送达到ONU，ONU在接收信息时会根据包头信息只接收自己数据信息，所以用户的终端只会收到自己的数据。

GPON技术：在和其他的PON技术相比来说，GPON有明显的速率优势。GPON传输信息使用的是单纤波分复用技术，传输速率最大可支持2.5Gb/s。

1.3 接入网技术概述

接入网的定义是对比核心网来说的，通常接入网是用来定义为业务节点接口和用户网络接口之间传输网络的部分。接入网的目的就是讲用户连接到核心网，其质量决定这网络的质量，对运营商而言，接入网是其投资方向和收入来源。

2 接入层通信线路的设计及相关参数分析

随着接入网技术的不断发展，基于PON技术的接入网技术在不断日趋完善和成熟。在接入网建设中，线路设计不但影响着组网方案和运营商投资，更直接影响着光链路参数从而影响网络质量。因此基于PON技术的接入层线路设计无疑成为最为重要的一坏。

2.1 总体设计流程

基于PON技术对接入网线路的设计较复杂，需要做大量的准备工作，设计时要依据实际情况和运营商提出的要求设计合理的接入模式和方案，设计完成之后需要做好预算和设计检查，图2为接入层线路工程的设计流程图。

2.2 相关参数分析

接入层通信的线路设计部仅仅是考虑电缆的走向，还要确定组网的情况，设备的规格及线路的损耗等，接入层情况复杂，主要包含的参数指标有：①选择的光纤的参数，光纤是接入网建设中的主要媒介，在对光纤进行选择是需要按照PON网络的特点要求。光纤主要有单模光纤和多模光纤两种传输模式，常用的为单模光纤。②设备器件安装位置选择，ONU设置在用户的家中，是由安装人员安装，设计时主要对光分路器，光缆交接箱进行位置布置。

3 居民线路接入分析与设计

在接入层线路建设时，最广泛和最主要的网络用户是普通家庭用户，本节主要是针对普通居民住宅的接入网设计。根据经典和新型住宅区的特点进行设计。

3.1 社区的线路设计分析

社区一般有两种住宅区：城市地区和农村地区，两种住宅区的分布、特点和需求都不一致。

3.1.1 社区的线路设计分析

农村住宅区城区较远，居民主要以种植业、养殖业或外出打工为生。农村住宅的特点是住宅低层较多，且住宅没有严格的规划，网络用户需求没有规律，有的地区需求多，有的则相对较少。基于对成本和实际的考虑，并且为了能够方便维护，对于农村网络的建设一般使用光纤直接接入到居民区的模式。

3.1.2 城市居民住宅

在传统的城市居民住宅当中，5层上下的居民住宅较多，每个单元一般不足13户，且住户基本处于工薪家庭，这种小区的特点是网络用户较多且相对集中，但大多已经装设有xDSL或者LAN。随着网络需求的提升，可对这些住宅进行FTTx改造，一般可划分两种情况：

①相对较老的小区。此类一般建设于20世纪末和21世纪初，小区的业主和小区物业一般接受在楼道内放置光缆。光缆由OLT机房经过交接箱放置到光缆分线箱。通常将光缆分线箱放置与楼道内，用戶的光缆通过外墙面钉放到室内，在进行装机时ONU直接放置在屋内。

②相对较新的商品房。此类小区大多建设于2005年之后，墙外一般采用贴砖，物业通常不会允许在楼道内凿洞。此类小区在进行FTTH接入需要较大规模的改造。光缆是由OLT在经过光缆交接箱之后放置到综合箱ONU，一般将ONU放置于楼道中，可以依照用户的要求实现连接原因的铜缆。这种拥有相对较新商品房的小区通常使用光交经管道来接入楼道，在对综合箱ONU进行扩容较繁琐，所以ONU通常使用100%配比。

3.2 中高层建筑中的路设计

中高层住宅区是针对近年来新建成的楼盘，楼盘通常以10层以上的中高层楼房为主，住户集中且居住较密集。这种现代的中高层建筑通常在地下室中设有机房。此类小区的FTTH接入条件较好并且需求量大。此种小区一般在建设是就已经接入光缆，小区的光缆线路已经确定，但由于用户量大，光缆数量多容易造成现有弱电桥架容量不足的现象，不利于维护和管理。因此通常需要再现有条件的基础上设计新的方案进行稍做改变，达到既可以减少对光缆的投资，又可以加强网络质量。

结语

PON技术在快速发展中得到了全球电信运营商的推崇，并且其自身的发展也在逐渐偏向质量更具优势的GPON。在接入网技术的发展中，现在光缆的接入和FTTH是网络前进发展的目标。PON技术的逐步完善，基于PON技术的接入网技术也使FTTH的接入方式得到了快速发展。本文从PON技术入手，对接入层通信和线路的设计进行了设计和探究。

参考文献

[1]刘毅.基于PON技术的接入网研究及工程实践[D].北京邮电大学，2012.

[2]高飞.基于GPON技术的宽带接入研究[D].吉林大学，2012.

[3]王晓勇.配电自动化系统中通信网络的规划与组建[D].南京邮电大学，2013.