當前，適用于建設FTTx 的光接入技術包括MSTP(多業務傳送平臺)、PTN(分組傳送網)、P2P(點對點)、PON(無源光網絡)四大類。

　　【摘要】 隨著視頻、數據等業務的快速發展和普及，用戶對帶寬的需求不斷增加，對網絡穩定性的要求也不斷提升。目前，基于PON(無源光網絡)技術的FTTx 接入已成為高帶寬接入的主要方式，深化PON 接入網建設，積極構建和發展融合統一的PON 網絡已成為業界共識。本文將從相關定義入手，對PON的技術特點、網絡規劃要點進行重點分析，對基于PON的FTTx網絡的規劃設計方法作出探討研究。

　　【關鍵詞】 中級工程師職稱論文,PON,FTTx,OLT,,網絡規劃

　　一、引言

　　較之其它三類技術，PON采用點對多點的方案，大大減少了光纖用量與光收發器的數量，并且節約端局所需機架空間。在進行FTTx 規劃設計時，PON 技術具有相當性價比優勢，得到大規模推廣應用也就順理成章。

　　二、PON技術概述

　　2.1 PON定義

　　PON(無源光網絡)是由光纖、分光器、光連接器等無源光部件組成的點對多點的網絡。與有源光接入技術相比，PON 由于消除了局端與用戶端之間的有源設備，維護簡單、可靠性高、成本低，并且節省光纖資源，是FTTH(光纖到戶)的主要解決方案。

　　PON 系統是由光線路終端(OLT)、光分配網(ODN)、光網絡單元(ONU)組成的信號傳輸系統，根據采用的信號傳輸格式可簡稱xPON。目前常用的有EPON(以太網無源光網絡)和GPON(千兆比無源光網絡)等。

　　2.2 網絡參考模型

　　PON 系統的典型拓撲結構為樹型或星型，由網絡側的OLT、光分配網(ODN)和用戶側的ONU 組成。其結構如圖1所示。

　　在下行方向(OLT→ONU)，OLT 發送的信號會到達各個ONU;在上行方向(ONU→OLT)，各ONU 根據OLT 指定的時間發送信息。ONU 發送的信號只會到達OLT，而不會到達其他ONU。

　　2.3 EPON 與GPON 技術比較

　　現在的主流廠商均支持EPON 和GPON 的共平臺建設。OLT 平臺對EPON 和GPON 的良好兼容性很好地保證了未來GPON 技術的平滑引進。兩種PON技術各有特點，其差異主要在于采用了不同的二層技術，詳見表1。

　　EPON 與GPON 在技術層面上各有利弊。EPON 技術成熟、設備成本低，隨著 10G EPON 設備的商用，EPON 在一定程度上仍具有生命力。GPON 技術相對復雜，設備成本也相對較高，更適合在需要提供運營及維護、互通性和安全性等大型運營網絡中部署。

　　三、PON 網絡規劃要點

　　PON 網絡的規劃設計范圍包括從城域網設備端口至OLT 設備、ODN 網絡、ONU 設備等各個環節，重點是對OLT、ONU、ODN 三部分進行設置規劃。PON 的建設應結合業務發展的規模、成本及維護等因素綜合考慮，不同時期、不同應用場景下OLT、ONU 的設置和ODN 的組網方式也應隨之不同。

　　3.1 OLT 設置方式

　　3.1.1 OLT 設置原則

　　OLT的設置需結合綜合業務接入區的劃分，從接入區中選取放置PON 網絡中OLT 設備的節點。設置方式主要有集中式和分布式兩種，兩者的區別見表2。

　　通過對表2對比項目進行分析，OLT 的設置原則可歸納如下：(a)OLT 應遵循“大容量，少局所”的原則采取集中式設置，以減少機房站點數量和維護成本。若端局到用戶光纖資源緊缺，且有接入點機房的條件下，可采取分布式。(b)OLT 盡量利用現有機房設置，不建議為設置OLT 而新建接入點。對于OLT 的設置位置，可根據覆蓋區域的用戶分布情況，考慮設置在母局、模塊局，或是符合條件的的接入機房(光交接點)。

　　3.1.2 OLT 保護方式

　　由于OLT 所處網絡層次高、用戶容量大，對于重要客戶或關鍵業務，須提供雙上聯保護，實現可靠承載。OLT 上行鏈路必須實現備份設置，數據業務采用GE(Gigabit Ethernet)雙上聯至城域網的BRAS(寬帶遠程接入服務器)及SR(業務路由器)設備。(a)對于E1 業務承載，OLT 可支持STM-1 接口，通過SDH 環實現保護。(b)對于IP 業務承載，OLT 上聯通過雙歸屬提供保護，實現可靠承載。

　　3.2 ONU 設置方式

　　ONU 的設置應根據FTTx 網絡的組網模式和業務需求進行。

　　若采取FTTH(光纖到戶)，ONU 應設置在用戶家中，避免安裝在門口或樓道，宜安裝在與用戶家庭布線系統的匯集處，如家庭多功能信息箱。若采取FTTO(光纖到辦公室)，ONU 應設置在辦公室內，應盡量靠近用戶的網絡設備處，如綜合布線網絡機柜。若采取FTTB(光纖到樓)，ONU 應設置在樓層的弱電豎井道或弱電間內。若采取FTTC(光纖到路邊)，ONU 應設置在路邊的光纜交接箱或光分路箱內。若采取FTTN (光纖到節點)，ONU 應設置在接入節點處。

　　ONU設備采用交流220V市電供電，可根據業務類型和用戶要求選擇是否提供后備供電系統。后備供電可有三種方式：集中遠供方式、接入物業方后備供電系統、ONU配置后備電源模塊。目前采用ONU配置后備電源模塊的方式應用較多。

　　3.3 ODN 組網方式

　　3.3.1 ODN 組成與結構

　　ODN 位于OLT 與ONU 之間，其定界接口為緊靠OLT 的光連接器后的S / R 參考點和ONU 光連接器前R / S 參考點(見圖1)。

　　從網絡結構來看，光分配網由饋線、分光器和支線組成。饋線是指光分配網中從OLT 側緊靠S / R接口外側到第一個分光器主光口入口連接器前的光纖鏈路。支線是指光分配網中從第一級分光器的支路口到光網絡單元ONU 線路側R / S 接口間的光纖鏈路。采用多級分光時，也包含除一級分光器以外的其他分光器。 　　3.3.2 ODN 組網方式

　　根據分光器的設置，ODN 主要有星型和樹型兩種組網結構。星型結構的OLT 與ONU 之間沒有分光器，按點對點配置，比較適用于大用戶或有特殊需求的用戶。樹型結構的OLT 與ONU 之間有分光器，按點對多點配置，分為一級分光和二級分光兩種。一級分光方式適用于高檔商務樓、住宅區等用戶比較集中的地區。二級分光適用于住宅小區、別墅區等規模大、密度小的地區，或者內部管道比較緊缺的地區。考慮到衰耗問題，應盡量采用一級分光。

　　3.3.3 ODN保護方式

　　PON技術對系統提供了多種保護方式。以GPON 為例，GPON 標準中定義了TYPE A/B/C/D 四種保護機制，其中最常用的是TYPE B 和TYPE C 保護(如圖2 所示)。TYPE B 方式通過采用N：2 的分光器提供對主干饋線光纖的保護。在實際FTTx 建設中，由于分光器部署的位置距離客戶駐地距離很近(通常在500m 范圍內)， 支線光纖出現故障的可能性很低，這種模式能滿足大多數客戶業務的可靠性要求。對于需要保護的業務，采用TYPE B 的保護方式，即保護范圍從OLT 至分光器，故在網絡建設過程中需計算并預留相應的保護纖芯。

　　針對可靠性要求更高的政企客戶可采用TYPE C 保護，OLT 和ONU 均提供2 個端口，使用2 個獨立的ODN 網絡連接，實現端到端的光纖保護。GPON 系統的50 ms 保護倒換能力與SDH 網絡相當，能提供高質量的業務保障。

　　無論是TYPE B還是TYPE C保護方案，對于同一個PON端口下的多個客戶，均只需要一對主干段饋線光纖即可以實現，這大幅度降低了工程建設的成本，對于建設單位來說至關重要。

　　3.3.4 ODN 光纜建設

　　ODN 在現有光纜接入網的基礎上進行建設，在結構上既有交集也有區別。在設計帶保護的系統時，應注意與傳統光纜接入網的對應關系，并考慮對相應基礎設施的保護。因此，ODN 建設需要對現有基礎設施進行統籌考慮，找出兩者的對應關系也顯得尤為重要。

　　ODN 由饋線、分光器和支線組成，而傳統光纜接入網在物理結構上通常可分為主干光纜、配線光纜、用戶引入光纜三個部分。主干光纜部分通常由用戶主干光纜和一級光纜交接箱組成;配線光纜部分通常由一級、二級配線光纜、二級光纜交接箱和光纜分纖箱組成;用戶引入光纜部分通常由大樓內或小區內部的配線光纜、光纜分配箱、光纜分纖箱和光纜終端盒組成。隨著分光器安裝位置的下移，ODN中饋線部分可對應傳統光纜接入網中包括主干光纜、光纜交接箱、配線光纜等各組成部分，直至包括用戶引入光纜。支線部分則相應縮減，對應接入網中余下部分。對于ODN光纜的建設，考慮到在PON 建設初期OLT 一般為集中設置，對ODN支線光纜的使用會較多，故在規劃建設PON 的區域，接入網光纜建議設計為較大芯數。

　　3.4 分光器設置方式

　　分光器是PON 系統中不可缺少的無源光纖分支器件。作為連接OLT 設備與ONU 用戶終端的無源設備，它把由饋線光纖輸入的光信號按功率分配到若干輸出用戶線光纖上。

　　常用的光分路比為：1：2、1：4、1：8、1：16、1：32 五種，需要時也可以選用2：N 的光分路器。若采用GPON 技術，分光比可達到1：64。對于1：2 的分支比，功率會有平均分配(50：50)和非平均分配(5：95、40：60、25：75)多種類型。而對于其他分支比，功率會平均分配。

　　在網絡建設初期，用戶分布不均勻而且滲透率不明確，分光器應盡量靠近OLT，以提高PON 口的利用率。但為了使光纜的利用率最高，應盡量靠近用戶側。因此，分光器的設置原則是在保證PON 口利用率的前提下，盡量將分光器設置靠近用戶側。

　　在ODN 組網時應盡量采用一級分光方式，城市區域由于用戶比較集中而且到OLT 的距離較近，當采用一級分光時，宜選用分光比為1：16 或1：32 的光分路器。農村區域由于用戶比較分散，而且到OLT 的距離一般較遠，宜選用分光比為1：8 或1：4 等小分光比的光分路器，以增大OLT 的覆蓋距離。重點區域需要實行光纖鏈路保護時，可以采用2：N 光分路器。二級分光具有靈活、節省光纖資源等優勢，但同時會帶來更多的額外光功率預算，不便于管理和維護，不推薦在新建小區等場景中使用。在舊樓改造等確需靈活分光時，可采用。

　　在規劃時，應根據用戶分布密度及分布形式，選擇最優的光分路器組合方式和合適的安裝位置。在用戶需求不明確的情況下，可以按照滲透率20%左右進行配置，為了便于今后擴容，需考慮分光器的安裝位置。在用戶需求明確的情況下，可以根據實際用戶需求配足。

　　四、結束語

　　PON作為接入網的技術發展方向，順應了目前互聯網業務快速增長的大趨勢。接入方式光纖化不僅提高了帶寬，也使話音提供方式和城域網絡發生了巨大改變，為數據、視頻、IPTV、政企客戶專線等多種業務的承載提供了強有力的支撐，是“最后一公里”的最佳解決方案。在未來全業務的融合網絡中，寬帶接入網將成為終端用戶與網絡的承載網，基于PON的FTTx接入技術具有高容量、低成本、易維護及QoS保證等諸多優勢，必可在未來的寬帶接入市場中發揮更大的作用。