G PO N光收發(fā)合一模塊的非對稱應(yīng)用研究

丁為民，陳一偉（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司安徽分公司，安徽 合肥230041）

0 引言

吉比特無源光網(wǎng)絡(luò)（GPON）是中國移動有線接入網(wǎng)采用的主要接入技術(shù)。GPON 光收發(fā)合一模塊（以下簡稱光模塊）是GPON 局端設(shè)備與用戶端設(shè)備通過光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）進行通信的激光組件，其光接口特性決定了GPON的光功率預(yù)算。而GPON的光功率預(yù)算影響著系統(tǒng)的光分路比、最大傳輸距離及衰耗維護余量，從而直接影響到每用戶的接入投資及傳輸維護指標。因此，GPON 光模塊的選擇是GPON 組網(wǎng)重要的考慮因素。

1 G PO N光模塊的分類及對傳輸距離的影響

1.1 G PO N光模塊的分類

根據(jù)所支持的光功率預(yù)算的不同，GPON 光模塊可分為Class B、Class B+、Class C、Class C+4 檔。當前網(wǎng)絡(luò)中普遍采用的是Class B+光模塊，近幾年，Class C+光模塊也逐漸開始推廣使用。GPON系統(tǒng)采用不同等級光模塊時，所支持的光功率預(yù)算（最大通道允許插入損耗）如表1所示。

1.2 G PO N的傳輸距離

GPON 的最大傳輸距離與設(shè)備光模塊的類型、ODN 組網(wǎng)模型及ODN 衰耗維護余量有關(guān)。本文為便于對比分析，設(shè)備光模塊僅考慮目前常用的Class B+和Class C+2 種，ODN 組網(wǎng)模型按照當前普遍采用的二級分光、總光分路比為1∶64 的參考模型，衰耗維護余量取1 dB。ODN組網(wǎng)模型如圖1所示。

表1 GPON系統(tǒng)最大通道插入損耗參考值

根據(jù)圖1的ODN參考模型，ODN鏈路中共設(shè)置了2個1∶8分路器和8個活動連接器，光分路器的衰耗為10.7 dB×2＝21.4 dB，活動連接的衰耗為0.5 dB×8＝4.0 dB。光纖與熔接衰減按下行0.32 dB/km、上行0.45 dB/km 考慮，則可計算出GPON 的最大傳輸距離，如表2所示。

圖1 ODN組網(wǎng)模型參考圖

從表2可以看出，由于GPON上、下行使用了不同的波長（上行1 310 nm，下行1 490 nm），上行波長光纖的衰耗較大，所以GPON 的最大傳輸距離受上行限制。采用Class B+光模塊時，系統(tǒng)的最大傳輸距離只有3.6 km，難以滿足大多數(shù)場景的傳輸需求，因此，若要保證較大的光分路比（當前為1∶64），逐步推廣使用Class C+光模塊便成了一種必然選擇。

2 G PO N光模塊的非對稱式應(yīng)用方案分析

2.1 G PO N光模塊的非對稱式應(yīng)用方案

通常，新產(chǎn)品或器件在試商用階段的價格往往較高，在商用的初期，Class C+光模塊的價格是Class B+光模塊的10倍以上。在這種情況下，若GPON設(shè)備采用Class C+光模塊，將使每用戶的設(shè)備接入成本上升很多，必然會限制Class C+光模塊的推廣使用。因此，本文提出了一種GPON 光模塊的非對稱式應(yīng)用方案，即僅在GPON 的局端OLT 采用Class C+光模塊，用戶端ONU/ONT 依舊采用Class B+光模塊。由于OLT 端使用的光模塊數(shù)量遠遠少于ONU/ONT 端，所以，該方案只需采購少量的Classs C+光模塊，應(yīng)用方案如圖2所示。

表2 GPON最大傳輸距離

圖2 GPON光模塊的非對稱式應(yīng)用方案

2.2 方案的可行性分析

當GPON 的光模塊采用非對稱設(shè)置后，系統(tǒng)所支持的上、下行光功率預(yù)算也發(fā)生變化，從而引起最大傳輸距離的變化。上、下行光功率預(yù)算與最大傳輸距離的變化情況如表3所示。

從表3 可知，當僅OLT 端采用Class C+光模塊時，系統(tǒng)的最大傳輸距離受下行限制，為9.7 km。這一距離小于OLT、ONU/ONT 端全部采用Class C+光模塊方案的12.4 km（見表2），但完全可滿足絕大多數(shù)場景的接入需求。

表3 光功率預(yù)算與最大傳輸距離

采用該種方案并不說明用戶端采用Class C+光模塊的ONU/ONT沒有意義。因為GPON的下行波長為1 490 nm，光纖在該波長的宏彎損耗要大于上行波長（1 310 nm），由于寬帶接入工程ODN的工程質(zhì)量受外界干擾比較大，光纖鏈路往往會由于宏彎損耗造成衰耗增大，所以，當GPON 光鏈路下行衰耗較大時，ONU/ONT端依然需要采用Class C+光模塊。當Class C+光模塊得到廣泛應(yīng)用，價格與Class B+光模塊價格相差無幾時，則ONU/ONT端應(yīng)當全部采用Class C+光模塊。

3 結(jié)束語

當GPON 系統(tǒng)支持更大的光分路比時，每用戶所占用的設(shè)備投資及主干光纜投資則相應(yīng)降低，這就促進了GPON 光模塊的不斷升級。GPON 光模塊的非對稱式應(yīng)用，可以有效降低更高等級光模塊的推廣使用成本，推動更高等級光模塊的規(guī)模商用。

本文以GPON為例分析的光模塊的非對稱使用方案，也同樣適用于光分路比主要受光功率預(yù)算限制的其他PON系統(tǒng)，如EPON、10G-EPON、XG-GPON等。

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