PON技术在宽带接入网改造中的应用

林跃伟

摘 要：PON技术作为一种新型技术，可以实现多个用户共享同一套设备、同一条光缆和同一个光分路器，作用日益明显。围绕基于PON技术的宽带接入网改造，分析了PON技术的应用，对接入网的PON改造计划和步骤进行了详尽的介绍和探讨，对改造工程中技术实施的可行性、经济性进行了研究，为今后的设计工作提供了参考和借鉴。

关键词：接入网；宽带改造；PON；组网策略

中图分类号：TN929.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.147

PON（无源光网络）作为一种新兴的覆盖最后1 km的宽带接入光纤技术，是一种基于P2MP拓扑结构的物理层上网络技术，下行采用波长为1 490 nm的广播方式，是点对多点的物理网络，OLT始终拥有整个下行带宽；上行采用波长为1 310 nm的TDMA技术，是多点对一点的网络，多个ONU都向一个OLT发送数据，用2个不同波长实现了单纤传输双向数据。在链路层使用以太網协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入，可提供上、下行对称的1.25 Gbit/s线路传输速率，具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力。TDM和IP数据采用IEEE802.3以太网的标准，还可扩展第三个波长（通常为1 550 nm）实现视频业务广播传输。

1 当前电信接入网存在的问题

宽带接入网是当前宽带网建设的主要问题，在整个通信网中占有重要地位，其不仅关系到骨干网资源的配置，更直接影响着用户对通信网络的使用。本文简要介绍了电信接入网的建设现状，并讨论了目前存在的一些问题。

1.1 网络设备的交换能力亟待提高

正在使用语音的电路交换与数据的报文分组交换通信技术未满足用户日益增长的高带宽需求。当前使用ADSL用户比例占63%，DSLAM设备母板的数据包处理（存储转发）速度最大只有2 Gbit/s，母板总容量和交换能力差；下载与上传时间长，无法做到“有需就有供”，影响数据即时（视频和多媒体）通信质量，网络速度亟待改造提高。

1.2 传输电缆线路严重老化

大部分铜缆通信线路年久老化、故障点多、障碍报修率高。

1.3 建设投入与运营成本居高不下

铜缆媒质传输数据因受远、近端串扰等因素的影响，其材质要求特别高，导致单价较高。密集型用户的大型住宅小区资源不足，有扩容需求，与现有光缆资源不足之间存在问题。

2 接入网PON改造实施及存在的问题

接入网是电信网络的重要组成部分，直接面向用户提供各种通信服务，与用户宽带业务体验以及满意度紧密相关。选择该综合片区作为PON改造试验点的原因为其具有代表性，特点为用户状态多样、市场细分情况复杂、现有接入网组网方式多样，具体如表1所示。如何突破出这一困境，选择技术提速改造是最佳出路。

2.1 ODN光链路改造

住宅小区的原先已在运营接入网为FTTB+LAN，中心机房至楼道交换机为点到点的2芯光缆连接，楼道交换机至用户终端为五类线连接。在此网络上，采用二级分光，改造成FTTH覆盖，原有部分分支光缆需利旧（难点之一）。安排线路班按设计的光缆路由图敷设光缆，机柜上部分固定至局房的主干光缆，用于连接至华为MA5680T的OLT上，中间5档安装1∶16光分路器5只，下部分固定至小区楼道4芯光缆分纤箱，箱内安装3至4片1∶4光分路器（覆盖12～16户用户）。

2.2 OLT设备数据配置

OLT设备采用华为MA5680T（B平面），其业务类型为IPTV+PPPOE+AG+网管，将以下数据配置到MA5680T内：①PPPOE数据。通过PPPOE拨号动态获取公网IP地址，VLAN范围为1 001～1 800。②AG数据。上联GSR时，IAD地址规划采用每个PON口8个C地址，通过DHCP动态获取IP；媒体信令地址（IAD私网网段）采用10.13.0.0/16，VLAN范围为41～50。③设备网管。采用192.168.0.0/16地址段。

3 问题解决方法及组网策略

3.1 解决方法

3.1.1 改造被迫停工的对策

老式住宅小区施工改造被停止的解决办法是ODN传输光缆改造与割接同步进行，从而有效控制断网时间。经慎重分析后决定，从小区中心机房至门洞每更换一根光缆，熔接后立即割接该门洞内的用户，从更换光缆到用户在线割接，必须在12 h内完成；敷设临时光缆以解燃眉之急，但会增料和误工。

3.1.2 ODN网光链路故障的解决方案

接入网改造为PON传输的ODN网时（波长为1 310 nm），每条光链路的总损耗要严格控制在2.5 dB以下，包括增强型的OLT发送光功率应控制在0.9～2.3 dB之间，ONU/ONT接受光功率的灵敏度为-15 dB，光链路损耗过大，必然影响改造网络的通信质量。在ODN网络施工过程中，通过施工一段采用OTDR和光功率计测试一段的办法，严格按ODN网络要求处理不符合标准的光链路，重新熔接或整理光缆弯曲半径，对故障一一解决。

3.1.3 OLT上行ping不通问题的解决方案

登录到MA5680T上发现，上联汇聚交换机CX600不存在问题；在局房现场的CX600汇聚交换机与MA5680T安装处发现，MA5680T其中的一路上行至相邻柜的CX600交换机的距离太近，光跳纤总长度只有6 m，原因是OLT的这一路上联的发送光信号过强，为2.7 dB，而6 m长的光链路损耗只有0.2 dB，导致与CX600交换机产生数据组塞而不通。

上述问题的解决方法是在MA5680T与CX600汇聚交换机之间SC>LC光跳纤上套接衰减值为5 dB光衰减器，然后再登录MA5680T，用命令ping到CX600成功，至此问题解决。

3.1.4 OLT端口覆盖数的调整方法

ATKKping测试丢包结果偏高、网络延时较长的6个用户特点是位置分散在整个住宅小区里，似乎毫无规律可言。经对整个改造的PON网络每层节点逐层分析，把问题集中到了局房OLT上每个PON口覆盖用户（ONT）数量上，其最大值是64，建议值为32，而本改造工程采用的实际数是其最大值64.基于这点，我们提出了一个想法：重新调整PON端口覆盖数，小区中心机房里增装15个1：8的一级光分路器，在原一级光分為1∶16上叠加二级为1∶4的ODN上，调整为一级光分为1∶8上叠加二级为1∶4的方法，由原实施的1个PON端口下覆盖64户（16×4）调整为32个（8×4）用户，虽然增加了15个1∶8的一级光分路器材料，但可彻底解决终端用户的丢包率与网络延时问题。

3.2 PON组网策略

一般而言，PON应用组网可以分为3种方式，即FTTH、FTTO、FTTB+X。每种方式对应的PON系统都能给各种用户带来不同的体验，运营商可依据覆盖用户区域情况选择适合自身的组网策略。

3.2.1 FTTH光纤到家

FTTH最好地体现了PON技术的组网优势，其组网方案为：OLT安装在局端或小区中心机房，一级光分路器放置在室外光交接箱内，二级光分路器放置在楼道光分纤箱内，ONT放在用户家中。FTTH组网方式要求PON提供多种业务接口以支持三网合一，实现多业务的综合接入。

3.2.2 FTTO光纤入办公室

PON的FTTO组网可以很好地解决需要高带宽的商业用户接入。由于OLT设备支持FE/GE、E1、STM-1三种接口，作为直接面对用户的终端设备ONU，支持FE、E1、POTS接口。对于政企客户，由于业务的可靠性要求很高，应尽可能实现干路光纤与支路光纤的双纤保护倒换。

3.2.3 FTTB+X光纤到楼

PON也可以用作楼道交换机或DSLAM的汇聚上联手段，实现FTTB+X（DSLAM或LAN）组网。基于PON技术的FTTB+X应用主要包括PON+DSLAM和PON+LAN方式。在这种应用中，OLT放在局端，光分路器放置在小区室外光交接箱内或机房室内，MDU放置在带有220 V市电的楼道设备箱内，DSLAM或LAN交换机集中楼道内用户语音电缆和五类线。

4 结束语

综上所述，运营商对接入网进行改造升级突破了接入网的瓶颈。实际工程的改造结果表明，利用PON技术进行宽带化改造，能有效提高网络传输速率，提升网络对业务的支撑能力，且在节省设计时长、提高设计效率、节省工程投资方面都有较大的意义，能切实提供强大的网络能力，满足运营商及客户的高信息量需求，增强运营商的竞争力。

参考文献

[1]刘冬.PON技术在宽带接入网中的应用[D].南京：南京邮电大学，2012.

[2]罗浩.基于PON技术的接入网规划建设之研究[J].科研，2016（12）.

〔编辑：张思楠〕