PON技术在接入层网络中的设计与应用分析

宋焱宏

摘要：PON的接入层设计，是基于现代通信事业经久发展的必然要求，也是以系统优化设计方案重组优势，确保宽带接入网络应用合法化的体现。在现有的通信接入层设计理念和设计实践中，基于PON技术的接入层通信线路设计应用，对未来宽带的发展具有积极的促进作用，同时也为更好地满足用户需求提供了技术保障。该文重点对PON技术在接入层网络中的设计及应用分析。

关键词：PON技术；接入层；网络；设计；应用

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）32-0044-02

中國电信行业的发展，立足中国信息化社会数年间的变迁，得到了长足发展。中国移动、中国联通和中国电信三大运营商为实体运营商的业务模型开展，以其网络优化设计，在应用领域中凸显了其使用价值。在多样化的服务类型和服务条件满足中，PON技术的进步发挥了显著的成效，并在整体网络规划和部署中得到了迅捷发展。在竞争日益激烈的市场中，PON技的实现探讨，成为相关研究领域的热点。PON技术的核心运载体系和相关业务综合接入环节的优化设计，在网络规划和运营商发展中，为满足用户体验提供了支持。

1 PON技术

1.1 OLT设备

OLT设备是PON网络中的重要组成部分，初期的OLT用于PON+DSL接入，2009年开始部署FTTH，现阶段的OLT设备主要集中在华为、中兴等几大厂商，如表1所示，是几大厂商的主推设备。

1.2 PON技术

PON技术（Passive Optical Network，无源光网络）在多年的发展中，以APON/BPON到EPON与GPON的演进中，在研究方向和主流接入技术发展中，形成了WDM-PON、10Gbit/sEPON和EPON与GPON的构成脉络。

现阶段OLT设备中配置的PON卡板分成4类，其中EPON和EPON的应用较多。EPON由IEEE主导，GPON由ITU主导，正向10G PON方向演变。两者的演进方式不同。10G PON在2015年时开始建设，但受到投入成本的影响。当前的10G PON建设方式是在10G PON+LAN以及FTTH部署下，为各运营商施行的千兆入户试点，验证10G PON FTTH产品。

随着10G EPON光模块价格的降低，运营厂家在2016年开始在局端部署10G PON，客户端使用EPON ONT进行建设。对称模式和非对称方式光模块价格相似，运营商多在OLT侧部署10G EPON对称模式。在现有的标准化工作中，PON技术以宽带高度、协议支持、以太网建设为集中发展优势突出点。通过生产技术进步、标准接入技术、高支持速率、接入后效率及其工作波长等得到了迅捷发展。该技术的主要特点如下表2所示：

鉴于上述图表的数据分析，PON技术协议标准框架，受其诞生年限和使用特色，在宽带速率及其实际接入层设计中，以其技术应用优势和整体利用效率，在2010年完成的新技术改造，拥有应用途径上的优势前景。在现有的综合业务支持性能提升及其高利用率实践中，具有显著的设计优势。

2 PON技术在接入层网络设计中的应用

PON技术在GPON、EPON的选择上进行的深入分析，从EPON/GPON升级至10G-PON光网络，拥有性能提升的设计效果。在主流网络升级改造和设计建模中，利用现有的网络框架结构，在DFB激光器和WBF的联合应用中，对GPON、EPON升级到10G-PON的主流用户升级改造，具有不同的接入方式的分析特点。从现有的设计应用中，以 WDM过滤器接入OLT，形成了新的业务构成框架。

3 基于PON技术的接入层网络系统设计

PON技术在接入层网络中，是以支持点到多点应用而发展起来的光接入技术，为无源光网络。其技术应用中，以光纤作为传输媒质，以无源光分配网避免外部设备的电磁干扰和环境影响，在嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统等故障解决中，对性能稳定性和维护成本的降低及其实际应用价值较为突出。

3.1 系统基本方案

PON技术在接入层网络中系统规划设计方案，主要基于进行网络规划中相关业务类型的分离。在上行数据和组网的成本考虑，以组网的成本节约和上行将数据与语言业务流在的汇聚层、ODN、OLT以及ONU的分层结构规划设计，是满足系统基本设计规范基础的接入体验。

3.2 基本结构

PON技术基本结构包括汇聚层、OLT端、OLT冗余保护、OLT上下联配置等。从基本构成架设来看，汇聚层网络规划结构设计主营要求，并在业务类型及其用户连接体验、语音用户的量接、三层交换机等流程使用中获得成效。OLT端网络规划的要以“大容量、少局址”的集中式设计为基础，避免增设机房设施导致的不便。在现有的接入位置覆盖中，要在模块和局域端口及其机房的维护成本和机房站点数量集中寻求相关降低成本的方法。OLT冗余保护结构用于主控板与电源的1+1冗余保护功能，是确保主营业务顺利开展的基本前提，也是在现有的电源条件模块化研究中，实现网管系统有效接入的基本条件。OLT上下联配置，是满足主干光纤保护，增强PON备份可靠性的有效方法。在链路连接峰值管理和满足实际的业务需求中，通过对相关用户的体验保护，以主干光纤的保护方式为结构框架的设计研发。从意义价值体现来讲，具有时效性基础特征。如图1所示：

3.3 PON技术在接入层网络中系统设计

3.3.1 整体设计

PON技术在接入层网络系统设计规划中，以VLAN设计为先导的接入层体验，在满足业务用户需求，在相关的用户需求独立性研究原则遵循中，以FTTx的统一规划 ，避免接入混乱现象。在用户相关预留业务应用层面，以QinQ的方式实现了多个业务的VLAN覆盖，并在网络侧使用QinQ的上行业务保证中，对用户侧的相关配置要求达标率实现提供了契机。

3.3.2 PON设备光缆网络基础设计

ODN规划以PON设备光缆网络为基础，以OLT以及ONU的光传输通道为结构线段基础配比，在实际的地网和无源设备分光器的树型结构设计中，得到了全方位的体现。主干光缆的选择，要以管道的优先铺设为基础前提；相关使用和预埋线路的管线设计需求中，在光纤的区域用户分布设计中，以满足城市一般设计需求，并在农村地区形成星形结构或者是链型结构设计。

3.3.3 配线光缆系统接入层设计

配線光缆系统接入层设计要以“少投资”的驻地商为运营商投资理念，以确保施工建设及其运营上建设的整体开发。分光器配置作为该技术设计中的关键技术，要确保分光启设置的接入点位置合宜，要在降低光缆芯数的占用程度上，确保端口使用效率。在现有的PON口组网分光设计中，尽可能以一级分光的设计原则，满足基本用户的需求，而后在相关三分光器的路由为1：32和1：4的小分光比来实现网络接入全覆盖特性，且在满足用户光纤线路的使用价值中，更多的满足VIP用户基本需求。

3.4 PON技术在接入层网络中系统应用预期

现阶段，PON网络的业务种类繁多，包括宽带、直播、PON设备等。随着业务量的不断增加，如果单PON口接入用户量较少，单PON口会有着很强的不确定性。若按照原有的业务模型，就不再适应PON网络流量特征。运营商可开展IPTV业务的接入，全面部署二层组播，OLT部署IGMPProxy，尽可能的减小PON的端口带宽占用。宽带接入网部署二层QoS技术，有局部短时间网络拥塞时，保障高优先级业务转发。家庭网关内置软探针，配合检测系统，完成对网络层以及业务层的有效监控。当带宽需求仍然不能满足需求是，PON端口可使用调整用户分布、升级10G PON等多种方法，做出扩容调整。运营商要参照流量需求，对OLT设备做出调整。根据OLT设备的分布状况，一些数量少且远距离的用户可以使用容量较小的OLT接入。此外，还要减少OLT上联交换机状况，多级联交换机让网络变得复杂，增大了延迟。PON技术为接入光纤化的应用与普及， 提供了局域网进度提升上的优势。在光网建设的新时期，以现代局域网建设与三网融合的实现速度，对宽带接入技术的迅捷发展和变化提供了运营上模式及其维护模式的相关改变，并在互联网速度发展和当下技术工作实践平台技术中，占据了绝对的先机。

4 结束语

本文通过系统基本方案、基本结构、在接入层网络中系统中的设计应用及其应用前景预期法等几部分描述，以为该技术的设计应用实施提供实践依据。基于PON技术研究梗概且切入点，结合PON技术协议相关演进特点，进行设计建模；在应用领域设计优化中，具有广阔的市场前景。研究结果显示PON技术在接入层网络中的设计应用实现，为我国宽带接入技术的发展提供了接入技术支持。

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【通联编辑：朱宝贵】