EPON的FTTH工程设计与接入网实现方案分析

戴泉沁

（中国联通 上海市分公司，上海 200063）

0 引 言

电信领域中最理想和追求的最终目标是采用FTTH综合接入手段。即便FTTH的推进经历了几次起落，但技术标准却在不断完善，通信设备所使用的光电设备价格持续降低，互联网的发展更是推动了用户对宽带的需求日益增长。近些年来，FTTH得到了快速发展，我国的一些电信企业也在积极尝试开展FTTH试验网建设工作，为技术的普及积累经验[1]。目前采用EPON技术的宽带接入是FTTH网络建设的核心内容，因此本文将对基于EPON技术的FTTH工程设计及接入网的实现进行分析。

1 采用PON实现FTTH的系统结构

PON是目前解决接入网和实现FTTX的最具吸引力的技术。按照信号分配方式，PON可以分为两种，一种是功率分割型无源光网络（Power Segmentation Passive Optical Network，PSPON），另一种是波分复用型无源光网络（Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network，WDMPON）。功率分割型无源光网络主要以星形耦合器分路为主，上/下行传送应用了TMMA/TDM的方式完成信道带宽的共享，OLT发出的信号通过分路器向各个ONU传送。PON上应用波分复用技术便形成了WDMPON，它的分路采取波长分路器，主要由阵列波导光栅构成，对下行信号进行解复用后然后向指定的ONU进行分配，上行信号经过光纤传送至OLT。当前情况下，WDMPON面临的主要问题是器件的成本太高，很多器件仍然处于研发阶段[2]。

FTTH系统主要由OLT、ONU/ONT以及ODN共3部分组成。FTTH系统具体可以分为单星形与双星形方式。单星形方式不具有无源光分路器，光纤的传输由端局至用户端，由于采用以往铜线电缆占用了大量的光纤资源，因此浪费了大量光纤带宽资源，这样的配线方式往往极不经济，大规模建设FTTH时不应采用此方法[3]。

2 接入模式与组网方案

2.1 接入模式

小区EPON接入模型如图1所示，以每幢楼16层、每层楼两户的小区为例，实际设计施工时，根据用户数量调整分光器的数量和规格。

图1 小区EPON接入模型

具体来看，在楼道内安装分配箱，并在箱内安装分光器OBD，敷设普通单模通信光缆连接OLT与OBD，总长度＜20 km。在各楼层安装终端盒，盒内预留FA光纤配线接头，如果用户数量少，终端盒可以直接入户。敷设皮线光缆连接OBD和楼层终端盒，用户ONU和终端盒间敷设高强度尾纤，在业务开通时，在FA预留接头处跳接，ONU至OLT全程光路接通，进行相关性能和业务测试[4]。

商务楼EPON接入模型中，在商务楼宇各楼层楼道内安装分配箱，并在箱内安装分光器OBD，每个OBD按照每层用户数量多少，设计负责一层或连续多层。敷设普通单模通信光缆连接OLT与OBD，总长度＜20 km，如有必要，可在楼内或大楼附近安装光交接箱，并负责OBD上联光纤跳接。安装用户终端盒，盒内预留FA光纤配线接头，根据用户分布情况，可选择终端盒直接入户，或者一个终端盒负责连接多个用户。敷设皮线光缆连接OBD和楼层终端盒。用户ONU和终端盒间敷设至少2芯高强度尾纤，分别用于数据和语音业务单独的光路通道，在业务开通时，在FA预留接头处跳接。ONU至OLT全程光路接通，进行相关性能和业务测试[5]。

2.2 FTTH组网方案

本文对FTTH组网方案的讨论，是将ONU直接安装在用户家里。当然在实际的实施过程中，在家里安装ONU也会遇到各种类型的问题。在业务接入方面，通常可以采用两种方案，一是由ONU提供FE、POTS以及CATV视频接口等用户接口，二是由ONU提供FE接口，接入的实现主要是通过下挂家庭网关来完成[6]。

3 电信公司FTTH光纤接入网的实现

3.1 总体要求

基于EPON技术对FTTH光纤接入网进行设计，设计某电信局一电信分局至某科技大厦和某小区FTTH光纤接入网。该设计遵循某电信局FTTH建设的总体要求，采用点到多点（P2MP结构）的EPON技术构造单纤双向光纤接入网络，采用的网络结构为星形结构。本结构主要由OLT设备、ONU设备以及ODN设备3部分组成，要按照网络规模和容量开展必要的需求计算，确定网络设备基本配置，详细设计网络侧OIT、用户侧ONU以及ODN光分配网络[7]。

3.2 接入网设计方案

根据业务发展的需要，某电信公司将在某科技大厦与某小区实施FTTH光纤接入网建设工作，总体设计方案如图2所示。本设计方案的接入网络主要是点到多点（P2MP）结构，使用星形网络结构。从地理位置上看，电信公司临近某科技大厦与某小区，所以可以将OLT设备直接安置在电信公司的中心机房中，采用烽火通信生产的OLT设备，型号为AN5116，这个型号的设备能够实现不同上联口分别连接不一样的业务网络。采用V5/PRI接口来联结PSTN网络，IP局域网和IPTV网络主要是在GE/FE光/电口上实现联结，H.323和H.248等协议实现交换网络的连接过程，E1业务主要在STM-1上联口上实现，CATV业务承载在1 550 nm的透明波长，在图形化网管的配合下为系统建立了稳定而强大的OAM[8]。

图2 FTTH的总体设计方案示意图

同样采用烽火电子生产的ONU设备，型号为AN5006。在用户端，通过不同系列型号的AN5006用户机可以为用户提供多样化的选择。本系列能够为用户提供数据视频、音频以及E1专线多元化的业务内容，三网的融合依靠的是“单纤三波”技术，能够适应诸如居民住宅、商业大楼以及网吧等集中接入用户的场所。ONU按照用户的类型采取了不一样的设备放置方式，特别是FTTH的普通居民住宅用户，通常是将EPON ONU安装在用户的家中，实现光纤入户的直接利用。采用FTTB的居民住宅用户，EPON ONU常常安装于住宅楼的竖井内，通过用户家中的电话线或者五类线入户。采用FTTO的商业用户，EPON ONU通常安装在用户办公场所，类似于FTTH的普通居民住宅用户，直接实现光纤的接入[9]。

无源光分路器设备也是采购自烽火通信公司，规格是1:32。这个网络采用了e-Fim ANM2000宽带接入网络管理系统，进行日常的系统管理及相关的维护工作。OLT与ONU存在着主从通信的关系，ODN在OLT与ONU之间发挥着光传输的作用，主要功能是完成光信号功率的分配。该方案可以很大程度上实现PSTN网络和NGN网络之间的相互兼容，能够通过一条光纤实现普通电话、宽带数据以及模拟电视等多个业务的传输功能，使得光纤入户和三网融合成为了可能[10]。

3.3 OLT与ONU设计

3.3.1 网络侧OLT设计

网络侧的OLT设计过程中，使用的OLT设备是AN5116，本设备在网络侧设置了GE、E1（V5.2）、模拟电视光口以及STM-1光口等4处接口，实现了多种网络的接入与传输功能。运用“单纤三波”技术，通过一根光纤就可以将多个业务传输到临近的用户处。无源光分路设备主要功能是完成光分支，通过分支光纤连接至最终用户端。

3.3.2 用户侧ONU设计

该设计方案中，在光纤入户后由AN5006ONU设备将光信号终结转换为多种电接口，为电话机、综合接入设备（Integrated Access Device，IAD）、计算机以及IPTV机顶盒等提供接入，为用户提供全业务的接入。下面针对用户不同的业务要求分别讨论ONU连接用户终端的情况。

（1）单纯数据业务接入。FTTH和FTTO单纯数据业务的接入是指用户家中已有PSTN电话，本次工程只需要提供高速上网业务。利用AN5006ONU提供RJ45以太网接口，连接用户计算机，供用户进行高速上网。

（2）语音、数据业务接入。要实现FTTH和FTTO语音、数据业务的混合接入，就需要AN5006ONU提供1个RJ1l接口和1个RJ45接口，RJ1l接口连接电话机，RJ45接口则与计算机相连接，可以实现语音和数据业务。

（3）语音数据和IPTV业务接入。混合接入是指实现FTTH、FTTO语音、数据以及IPTV业务的混合，这时AN5006 ONU的接口设置主要包括1个RJ11接口和两个R45接口。RJ11接口与电话机相连接，RJ45接口1个与电脑连接，另外1个与IPTV的机顶盒相接。

4 结 论

电信业务的市场化催生了接入网技术，面对激烈的用户网络接入市场竞争，接入网这种新技术的出现更是为各大电信运营商提供了竞争利器。在接入网的技术体系中可以采用不同的接入系统，也可以采用不同的传输系统，其网络介质的排列组合也往往不一致，具有较为复杂的技术构成。本文对FTTH工程设计规范及EPON实现FTTH的工程实际方案等内容进行了介绍，现在的EPON产品发展已经较为成熟，不过在动态带宽分配和加密等相关的业务上仍缺少统一的规范作为指导，同时未实现芯片级的互联互通。与xDSL和LAN等传统的宽带接入相比，本技术的成本仍显偏高，GPON具有复杂的标准而且标准的制定时间不长，很多的技术内容仍然不成熟，具有较高的成本。相比之下，EPON技术就简单很多，具有很强的可扩展性，设备性能稳定且成熟，成本下降显著，能够适用于很多数据业务为主的应用场合中。EPON技术成为了当前宽带光接入与FTTH网络建设所使用的的核心技术，需要指出的是该技术对TDM业务的承载能力仍需要继续检验。