淺談GPON接入工程設(shè)計

【摘 要】基于GPON技術(shù)的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與已有的PON類似，也是由局端的OLT（光線路終端），用戶端的ONT/ONU（光網(wǎng)絡(luò)終端或稱作光網(wǎng)絡(luò)單元），連接前兩種設(shè)備由單模光纖和無源分光器組成的ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成。

【關(guān)鍵詞】GPON；HTTB；ODN；MDU；ONU

GPON技術(shù)起源于1995年開始逐漸形成的ATMPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，PON是英文“無源光網(wǎng)絡(luò)”的縮寫。而GPON最早由FSAN組織于2002年9月提出，ITU-T在此基礎(chǔ)上于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定，2004年2月和6月完成了G.984.3的標(biāo)準(zhǔn)化。從而最終形成了GPON的標(biāo)準(zhǔn)族。

一、GPON技術(shù)的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)

基于GPON技術(shù)的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與已有的PON類似，也是由局端的OLT（光線路終端），用戶端的ONT/ONU（光網(wǎng)絡(luò)終端或稱作光網(wǎng)絡(luò)單元），連接前兩種設(shè)備由單模光纖和無源分光器組成的ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成。

OLT為接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與城域網(wǎng)之間的接口（TDM和Ethernet），通過光分配網(wǎng)與各ONU連接。作為PON系統(tǒng)的核心功能器件和中心節(jié)點，OLT具有集中帶寬分配、控制各ONT、實時監(jiān)控、運行維護管理整個GPON系統(tǒng)的功能。ONT為接入網(wǎng)提供用戶側(cè)的接口，提供語音、數(shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務(wù)流與ODN的接入，受OLT集中控制。

二、GPON技術(shù)的特點

1）高帶寬和高傳輸效率，下行速率高達2.488Gbit/s，上行為1.244Gbit/s，可以滿足運營商對未來業(yè)務(wù)的接入帶寬需求，使用GEM的封裝方式時，綜合傳輸效率在93%以上。

2）單纖接入，使用單根光纖就可以滿足ONU用戶的接入需求，可以大量節(jié)省運營商在接入層饋線段的光纖資源。

3）可以支持的接入距離更遠（大于20km）。

4）對各種業(yè)務(wù)類型都能提供相應(yīng)的QoS保證，GPON還規(guī)定了在接入網(wǎng)層面上的保護機制和完整的OAM功能，光纖自動倒換時間小于50ms。

5）光分配網(wǎng)中只有光纖和無源分光器，使得網(wǎng)絡(luò)具有高可靠性。

6）在接入網(wǎng)層面上提供一個統(tǒng)一的接入平臺，節(jié)約了維護和處理故障的成本。

三、GPON技術(shù)全業(yè)務(wù)接入設(shè)計

通過GPON技術(shù)的FTTX實現(xiàn)全業(yè)務(wù)接入主要有FTTB、FTTH、FTTO等。

1、ODN設(shè)計

ODN為OLT與ONU之間無源光網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)配套設(shè)備，包括：光纜、尾纖、ODF、配線箱、光分離器、連接器、插座及其他配套元器件等。

2、分光器設(shè)置

1）分光器與OLT同機房部署。至每個用戶端都有獨立的光纜鏈路，便于維護管理。但占用主干光纜、配線光纜數(shù)量多，投資較大。適用于區(qū)域內(nèi)用戶數(shù)量較少，零散分布且OLT至用戶距離較近；2）分光器部署在OLT和ONU之間的基站、光交、小區(qū)機房等位置，覆蓋一個片區(qū)。

節(jié)省主干光纜數(shù)量，可靈活配線。但占用配線光纜數(shù)量較多。適用于用戶規(guī)模較多，片區(qū)集中的商業(yè)區(qū)、高層商務(wù)樓、住宅小區(qū)。

3、ODN衰耗計算

ODN光通道衰減所允許的衰減定義為S/R參考點之間的光衰減。包括光纖、光分路器、光活動連接器、光纖熔接接頭所引入的衰減總和。在設(shè)計過程中應(yīng)對無源光分配網(wǎng)絡(luò)中最遠用戶終端的光通道衰減核算，采用最壞值法進行ODN光通道衰減核算，使其符合系統(tǒng)設(shè)備OLT和ONUPON口的光功率預(yù)算要求。

光纖衰耗系數(shù)：

活動連接頭損耗：每個活接頭連接損耗為0.5dB

光纜維護余量：

傳輸距離<=5km，取1dB；傳輸距離<=10km，取2～3dB；傳輸距離>10km，取3dB

ODN衰耗應(yīng)滿足下面公式：

光纖衰耗系數(shù)×傳輸距離+光分路器插損+活動連接頭損耗+光纜維護余量+光通道代價≤GPONR/S-S/R點允許的最大衰耗

4、終端網(wǎng)元設(shè)計

小區(qū)樓宇ONU設(shè)置建議

5、工程設(shè)計實例

上海太陽廣場GPON接入方案：本方案為上海太陽廣場綜合業(yè)務(wù)接入方案，采用FTTB+LAN混合接入。上海太陽廣場位于上海市長寧區(qū)仙霞路88號，為東、西2幢30層的甲級寫字樓，已滿額入駐。大樓但幢每層面積800平方，每層4個用戶，每幢約120個用戶，共240個用戶。

說明：

1）根據(jù)市場滲透率和FTTB的比例估算本次接入需考慮的用戶數(shù)量；2）因太陽廣場為成熟寫字樓，考慮到其他運營商先行入駐，此次設(shè)計按低方案設(shè)計；3）因用戶位置未確定，MDU至用戶端LAN暫不設(shè)計。

本工程二級分光器設(shè)置在太陽廣場西30樓覆蓋機房內(nèi)，OLT設(shè)置在仲盛大廈匯聚點；OLT至太陽廣場二級分光器的路由為利舊光纜（經(jīng)世貿(mào)商城、遠東國際、科寧跳纖）。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：

纖芯分配圖

本次工程共敷設(shè)G652光纜12芯180米，24芯600米，96芯250米，安裝MDU12臺，光纜經(jīng)地下室橋架和弱電井內(nèi)橋架敷設(shè)至大樓每層弱電間，本工程利舊ODF架。

ODN系統(tǒng)圖：

ODN光通道衰耗核算：

本工程OLT設(shè)備選用華為MA5680T，發(fā)光功率1.5～5db，接收靈敏度-28db；

本工程MDU設(shè)備選用華為MA5620G，發(fā)光功率0.5～5db，接收靈敏度-28db；

光通道代價為1db，則GPON系統(tǒng)S/R間允許最大衰耗為：

上行（ONU-OLT）為27.5db；下行（OLT-ONU）為28.5db

仲盛大廈至太陽廣場最遠端MDU的光纜總長為2KM，光纖熔接頭13個，光活動連接器14個，2：16分光器1個。

本工程光通道衰耗為：光纜衰耗（2×0.4）+光纖熔接頭衰耗（13×0.08）+光活動連接器衰耗（14×0.5）+分光器衰耗（14）+光纜維護余量（1）=23.84db≤27.5db