PON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分光模式的選擇

王澄, 李昶

（1 中國移動通信集團江蘇有限公司, 南京 210029；2 中國移動通信集團設(shè)計院有限公司,北京 100080）

隨著光通信技術(shù)發(fā)展及寬帶市場需求的不斷增長，有線接入網(wǎng)的建設(shè)進入到一個前所未有的快速發(fā)展期，近年來，三大運營商均使用PON網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)了PON網(wǎng)絡(luò)。隨著PON部署模式、業(yè)務(wù)需求的變化，出現(xiàn)了多級分光的建網(wǎng)模式，應(yīng)根據(jù)不同分光模式的特點進行選擇，以適應(yīng)不同場景下的建設(shè)需求。

1 PON系統(tǒng)主流建設(shè)思路簡介

為點到多點接入技術(shù)，由局側(cè)光線路終端（OLT）、用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）以及光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）組成。僅在局端和用戶側(cè)設(shè)置有源設(shè)備，中間采用光纖和無源器件，如圖1所示。

PON網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)，主要根據(jù)用戶分布及需求、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源等因素確定，目前，各運營商均針對OLT、ODN、ONU分別制定了具體的建設(shè)要求，總體來看，建設(shè)思路大體趨同，有如下幾點。

1.1 OLT部署思路

圖1 PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

為了兼顧近期業(yè)務(wù)快速增長和今后網(wǎng)絡(luò)拓展需要，OLT的建設(shè)主要采用大容量、少局所的集中化部署思路，主要部署于主干接入光纜的匯聚局點，盡量不下移到小區(qū)內(nèi)，這樣可最大限度的發(fā)揮PON技術(shù)傳輸距離遠的特點，也不會對后期運維、上聯(lián)保護造成很大的負擔(dān)。

1.2 ODN部署思路

一般來說，ODN網(wǎng)絡(luò)主要是指從PON的OLT設(shè)備到ONU設(shè)備之間的光纖鏈路，主要包含管道、光纖光纜、光交接箱等無源基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源。由于PON網(wǎng)絡(luò)接入的客戶廣泛，分布于城市的各個角落，使得對ODN網(wǎng)絡(luò)的覆蓋深度及廣度要求很高。各運營商普遍采用的方法是將城市進行網(wǎng)格化劃分，再基于每一個網(wǎng)格單位ODN則以O(shè)LT局點為中心，分段建設(shè)管線資源。

隨著客戶對帶寬及服務(wù)的要求越來越高，運營商ODN向客戶側(cè)延伸的力度也在不斷加強，逐步的由FTTB向FTTH演進。

1.3 ONU部署思路

PON網(wǎng)絡(luò)主要定位于家庭等寬帶類客戶的接入，這就要求部署的客戶側(cè)接入設(shè)備ONU具有較強的業(yè)務(wù)拓展能力，這使得運營商在加大FTTH部署力度的同時，也提高了網(wǎng)關(guān)型ONU設(shè)備的使用比例。

另一方面，近年來部署的PON網(wǎng)絡(luò)主要以FTTB模式為主，而MDU的實裝率長期難以提高，造成了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期沉淀成本較高，加重了公司的建設(shè)投資壓力，這也從另一個方面推動了FTTH的部署力度。

2 ODN網(wǎng)絡(luò)分光模式

基于PON的ODN 網(wǎng)絡(luò)可采用一級分光或二級分光，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 一、二級分光結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)分光器安裝的位置不同，又可分為集中部署和分散部署，在實際網(wǎng)絡(luò)中，有如下部署場景。

2.1 一級分光部署場景

一級分光又可分為小區(qū)一級集中分光、樓宇一級分光、樓層一級分散分光等幾種方式。

小區(qū)一級集中分光，是指將分光器集中安裝在小區(qū)的一個光交接箱/間內(nèi)，以小區(qū)為單位集中所有客戶的接入光纜，主要應(yīng)用于別墅（含聯(lián)排）小區(qū)、樓宇和客戶數(shù)量均較少且集中的住宅小區(qū)。當(dāng)小區(qū)過大時，也可采用分區(qū)域集中分光的方式。

樓宇一級分光，是指每棟樓均集中設(shè)置一個安裝分光器的光交接箱/間，以樓宇為單位集中樓內(nèi)的客戶接入光纜，目前主要應(yīng)用于小高層及以上的住宅小區(qū)，這種小區(qū)單棟樓內(nèi)的客戶密度較高，樓內(nèi)一級分光可節(jié)省樓宇向上的光纜資源，提高資源利用率。

樓內(nèi)一級分散分光，是樓內(nèi)每隔幾層設(shè)置一個分光器節(jié)點，分光器安裝在垂直光纜與水平蝶形引入光纜成端的分纖盒內(nèi)，目前主要應(yīng)用于一梯多戶的超高層住宅小區(qū)。

2.2 二級分光部署場景

二級分光，是指在小區(qū)內(nèi)設(shè)置一個一級分光點，每棟樓內(nèi)集中設(shè)置一個二級分光點，目前主要應(yīng)用于中低層住宅小區(qū)，以及采用FTTH“薄覆蓋”方式改造的現(xiàn)有住宅小區(qū)。

3 一、二級分光模式的應(yīng)用比較

在實際PON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，一、二級分光模式的差異較大，主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)性能、建設(shè)成本、網(wǎng)絡(luò)維護等方面，具體分析如下。

3.1 功率預(yù)算

在PON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，最重要的參數(shù)就是功率預(yù)算，它直接影響了OLT的覆蓋范圍，對接入的用戶數(shù)、PON端口利用率等參數(shù)，也有一定影響。一、二級分光模式，在功率預(yù)算上存在著一定的差異。目前，各運營商的PON網(wǎng)絡(luò)鏈路分光比以1:32為主，依次為例進行比較。

根據(jù)光分路器的性能參數(shù)，主流光分路器的插損如表1所示。

表1 光分路器插損性能指標表

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)采用一次分光時，1:32分光器插損為17.2dB；如果采用二次分光，第一級采用1:8分光、第二級采用1:4分光，則整個鏈路的分光器插損為18.1dB，兩種分光模式的光分路器插損相差0.9dB；另外，增加一級光分路器，一般至少會增加2個活接頭，每個活接頭光功率預(yù)算為0.5dB，這就意味著二級分光要增加1dB，累加光分路器插損差，累計相差1.9dB。如果光纜功率衰耗按每公里0.4dB計算，這就意味著差了將近5km的傳輸距離，這對于PON這種對功率敏感的系統(tǒng)來說，5km的傳輸距離是非常珍貴的。

通過計算，可以看出，一級分光在功率預(yù)算具有明顯優(yōu)勢，既便是系統(tǒng)鏈路采用1:64分光，綜合考慮光分路器插損和活接頭損耗，仍有0.9dB的差異，也就意味著相差2km傳輸距離，一級分光仍占優(yōu)勢。

3.2 建設(shè)成本

一二級分光模式，在建設(shè)成本方面的差異主要是在光分路器、配線光纜成本差異，可設(shè)定模型進行整體評估。

3.2.1 光分路器成本

光分路器成本差異主要是兩種分光方式所使用的光分路器類型和數(shù)量不同，根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)中典型數(shù)據(jù)，可進行如下設(shè)定：

假設(shè)鏈路整體分光比為1:32，二級分光模式時一級分光為1:8，二級分光為1:4；1:4光分路器按170元/個計算，1:8光分路器按210元/個計算，1:32光分路器按700元/個計算；據(jù)此，可算出如表2所示的單PON口下光分路器成本差異。

3.2.2 光纜成本

一二級分光模式下，光纜成本差異主要是在配線光纜成本差異，設(shè)定如下：

表2 光分路器成本差異比較

二級分光模式中，配線光纜長度按0.4km計算；光纜成本按每芯200元/km計算；基于上述設(shè)定，可算出如表3所示的單PON口下兩種分光模式的成本。

表3 光纖成本差異比較

整合光分路器成本和配線光纜成本差異，可得兩種分光模式下的綜合差異，見表4所示。

表4 綜合建設(shè)成本差異比較

在上述假定條件下，兩種分光模式建設(shè)成本差異約1000元，如果將其分攤到32個用戶，每個用戶建設(shè)成本差異約30元。

3.2.3 成本差異性分析

在實際建設(shè)過程中，不同的項目、配線光纜距離不盡相同，這直接會影響兩種分光模式下的整體成本差異，按上述計算方法，對不同配線光纜的長度進行計算取樣，可得到圖3的示意圖。

可以看出，在配線光纜較短時，一級分光建設(shè)成本有一些優(yōu)勢，當(dāng)距離超過200m時，二級分光的成本優(yōu)勢逐步加大。

3.3 業(yè)務(wù)開通及網(wǎng)絡(luò)維護等方面

在兩種分光模式下，業(yè)務(wù)開通、網(wǎng)絡(luò)維護等方面也有所差異，比較如表5所示。

整體來看，一級分光模式的技術(shù)、運維等方面的優(yōu)勢更大一些，而二級分光則在建設(shè)成本方面更有優(yōu)勢。

表5 一、二級分光模式綜合情況比較表

圖3 單PON口下光分路器及配線光纜建設(shè)成本示意圖

4 不同分光模式的選擇建議

基于PON系統(tǒng)的ODN網(wǎng)絡(luò)分光模式的選擇，應(yīng)充分考慮上述分析的各方面因素及實際建設(shè)場景，在此提出一些建議，供工程應(yīng)用時參考：

功率預(yù)算和維護兩個因素是PON網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行的最為關(guān)鍵的要素，因此，在建設(shè)成本差異不是過大時，建議優(yōu)先采用一級分光；不同PON口下可分別采用一級分光或二級分光，但考慮后續(xù)維護和資源管理的統(tǒng)一性和便利性，同一PON口下的分光模式要統(tǒng)一，不得混配；如采用二級分光，建議一次分光集中設(shè)置，二次分光分散設(shè)置的原則，即一次分光集中設(shè)置于小區(qū)光交或小區(qū)機房內(nèi)，二次分光部署于各樓道或樓層分纖箱內(nèi)。

5 結(jié)束語

分光模式的選擇及分光器的設(shè)置對ODN 的建設(shè)成本及維護難度均有較大影響，但也受到開發(fā)商物業(yè)、樓宇內(nèi)弱電間/井空間、小區(qū)管道資源等多方面實際條件的限制。