基于PON技術(shù)的接入層通信線路設(shè)計研究

韋林昌

【摘要】 在信息化技術(shù)飛速發(fā)展的帶動下，信息傳輸變得越發(fā)頻繁，人們對于通信網(wǎng)絡(luò)的效率也提出了更高的要求，光纜憑借更快的通信速率以及維護便利等優(yōu)點在通信領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，也使得FTTx成為了接入網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。本文對PON技術(shù)的概念和特點進行了分析，并就基于PON技術(shù)的接入層通信線路方案進行了設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】 PON技術(shù) 接入層 通信線路 設(shè)計

前言：在信息化時代背景下，人們對于網(wǎng)絡(luò)的要求不斷提高，也因此推動了通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，促進了網(wǎng)絡(luò)運行效率和使用效果的提高。在通信網(wǎng)絡(luò)接入中，運用PON技術(shù)，可以有效降低線路的建設(shè)和維護成本，提升接入網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，從整體上提高通信網(wǎng)絡(luò)的使用效率。因此，對PON技術(shù)在接入層通信線路設(shè)計中的應(yīng)用進行研究和討論，有著非常積極的現(xiàn)實和長遠意義。

一、PON技術(shù)概述

PON指無源光纖網(wǎng)絡(luò)，是對Passive Optical Network的縮寫，與有源光網(wǎng)絡(luò)同屬于光網(wǎng)絡(luò)的一種，在網(wǎng)絡(luò)中不設(shè)置相應(yīng)的電子電源和電子器件，光配線網(wǎng)（ODN）全部都是由光分路器等無源器件構(gòu)成，因此成本相對低廉。從基本構(gòu)造分析，PON包含了設(shè)置在中心控制站的光線路終端（OLT）以及設(shè)置在用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONUs），而在兩者之間存在的ODN則包括了耦合器、無緣分光器和光纖，在沒有特殊要求的情況下，采用的是點到多點的樹型拓撲結(jié)構(gòu)。PON網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

與有源光網(wǎng)絡(luò)相比，PON網(wǎng)絡(luò)摒棄了所有的戶外有緣設(shè)備，通過交換機以及室內(nèi)設(shè)備完成對于信號的處理。這種特殊的接入方式能夠在很大程度上降低前期投資，超過八成的資金投入需要在用戶接入時進行。PON網(wǎng)絡(luò)本身的傳輸距離相對較短，覆蓋范圍也較小，不過由于成本低廉、維護方便，在小區(qū)接入層通信網(wǎng)建設(shè)中有著比較廣泛的應(yīng)用[1]。

結(jié)合上述分析可知，PON網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在低成本方面，在網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)節(jié)，不需要設(shè)置任何的電源和電子器件，網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)簡單而且基本不需要進行維護，因此相比較傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，在長期運營成本和管理成本方面有著非常顯著的優(yōu)勢。不過，PON網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢遠不止如此，一方面，PON網(wǎng)絡(luò)屬于純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，因此能夠徹底消除雷電以及電磁干擾的影響，可以在極端惡劣的自然條件下正常使用；另一方面，PON網(wǎng)絡(luò)占用的局端資源極少，維護簡單同時容易擴展，投資回報率較高。網(wǎng)絡(luò)本身能夠提供技改的帶寬，以EPON為例，可以提供1.25Gb/s的上下行對稱帶寬，而在以太網(wǎng)技術(shù)的支持下，可以將帶寬拓展到10Gb/s。同時PON采用的是點到多點的形式，整體呈扇形結(jié)構(gòu)，服務(wù)范圍較廣，帶寬分配靈活，能夠有效保證服務(wù)質(zhì)量。

二、基于PON技術(shù)的接入層通信線路設(shè)計

接入網(wǎng)指業(yè)務(wù)節(jié)點接口與用戶網(wǎng)絡(luò)接口之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)部分，其定義是相對核心網(wǎng)而言的。設(shè)置接入網(wǎng)的主要目的，是實現(xiàn)用戶與核心網(wǎng)的可靠連接，因此接入網(wǎng)的質(zhì)量在很大程度上決定了用戶服務(wù)的質(zhì)量，對于通信運營商而言，接入網(wǎng)不僅是當(dāng)前的主要投資方向，同時也是一個非常關(guān)鍵的收入來源。

2.1設(shè)計流程

基于PON技術(shù)的接入層通信線路設(shè)計相對復(fù)雜和繁瑣，需要做好必要的準(zhǔn)備工作，而且在進行設(shè)計的過程中，必須結(jié)合實際情況以及通信運營商的各種需求，保證接入模式和接入方案的合理性。在完成設(shè)計后，還需要進行檢查核對，做好預(yù)算編制。接入層通信線路的設(shè)計流程為：明確通信運營商提出的各種要求，做好歸納總結(jié)工作，同時看運營商是否提供有圖紙。如果沒有，則需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行繪制?，F(xiàn)場勘察，對照圖紙分析，保證圖紙與現(xiàn)場情況的一致性，然后進行組網(wǎng)模式和路由方案的確定。之后，對照方案，判斷是否需要增加新的設(shè)備，如果需要，必須對設(shè)備類型進行選擇，確定設(shè)備的具體安裝位置。然后，進行組網(wǎng)方案的設(shè)計，組網(wǎng)材料的消耗，做好必要的預(yù)算編制工作，整個設(shè)計流程結(jié)束[2]。

2.2參數(shù)分析

在接入層通信線路設(shè)計中，不僅需要考慮電纜的走向和配置，還需要關(guān)注組網(wǎng)狀況，了解設(shè)備的規(guī)格以及線路的損耗。接入層的情況相對復(fù)雜，需要考慮的參數(shù)指標(biāo)主要有兩個，一是光纖參數(shù)，作為接入網(wǎng)的主要媒介，光纖對于網(wǎng)絡(luò)性能的影響是非常巨大的，在對光纖參數(shù)進行選擇的過程中，必須充分考慮PON網(wǎng)絡(luò)的特點和需求，一般情況下，采用的是單模光纖傳輸；二是設(shè)備位置，設(shè)備的安裝位置不僅關(guān)系著接入網(wǎng)的質(zhì)量，也在很大程度上影響了網(wǎng)絡(luò)運行維護的效率?？梢詫NU設(shè)置在室內(nèi)，如樓梯間乃至用于家中，在設(shè)計環(huán)節(jié)，需要重點關(guān)注光纜交接箱和光分路器的位置選擇。

三、實例分析

以某住宅小區(qū)為例，應(yīng)用PON技術(shù)，進行接入層通信線路的設(shè)計。

3.1網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

該小區(qū)網(wǎng)絡(luò)包括了核心層、骨干層和匯聚層，接入網(wǎng)則包括了引入層、主配線層和輔配線層（如圖2）。結(jié)合用戶調(diào)查和網(wǎng)絡(luò)分析，需要對網(wǎng)絡(luò)線路進行局部的優(yōu)化和調(diào)整，才能夠有效滿足用戶不斷增長的通信需求。

3.2接入網(wǎng)框架

可以將接入網(wǎng)分為引入層和配線層兩部分，引入層包含了終端用戶，配線層則可以進一步分為主配線層和輔配線層，主配線層中光交接點匯集在OLT機房內(nèi)，保證了光交接點分配的合理性；輔配線層則負責(zé)對接入層和主配線層之間的光纜層進行合理配置，依照用戶的實際需求進行。

3.3接入模式

伴隨著PON技術(shù)的發(fā)展，通信線路的接入變得越發(fā)復(fù)雜，原本的接入模式暴露出一些缺陷和問題，在這種情況下，就需要對接入模式信息改進和創(chuàng)新。就目前而言，將PON技術(shù)與FTTB和FTTH相互配合起來，是最為常見的接入模式之一，可以有效滿足用戶對于網(wǎng)絡(luò)通信的需求。

（1）FTTB模式：FTTB的含義是光纖到建筑，一般情況下會在FTTH無法接入時使用。在實際應(yīng)用中，F(xiàn)TTB存在有兩種不同的接入形式，一是FTTB+LAN，此時ONU能夠提供語音接口，完成對于用戶所有業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入和統(tǒng)一管理；二是FTTB+DSL，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入，不過與前一種形式相比，傳輸距離更長。在接入層通信線路設(shè)計中，需要結(jié)合用戶端的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及具體的業(yè)務(wù)需求，選擇相應(yīng)的接入形式，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和體驗。

（2）FTTH模式：FTTH指光纖到戶，就是把小區(qū)里的未端電纜變成光纜。在實際應(yīng)用中，光纖接入的方式對帶寬進行了拓展，能夠更好的滿足網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展需求，同時能夠?qū)崿F(xiàn)各類通信業(yè)務(wù)的可靠接入，具有良好的接入能力，在接入過程中也不會產(chǎn)生電磁輻射，避免了對于其他通信的干擾。

3.4組網(wǎng)方案

結(jié)合上述接入模式的分析，在對組網(wǎng)方案進行確定時，應(yīng)該充分考慮各方面的影響因素，在資源和技術(shù)條件允許的情況下，優(yōu)先選擇FTTH接入模式，在滿足用戶需求的同時，也可以避免后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)升級改造。而如果住宅小區(qū)是既有建筑，F(xiàn)TTH模式在應(yīng)用中存在著光纖入戶困難、成本投入超標(biāo)等問題，在這種情況下，可以考慮FTTB接入模式。在進行組網(wǎng)方案的設(shè)計時，必須關(guān)注設(shè)備用戶端ONU設(shè)備的電力供應(yīng)問題。

3.5圖紙設(shè)計

圖紙設(shè)計是接入層通信線路設(shè)計中一個非常關(guān)鍵的內(nèi)容，其對于接入網(wǎng)的構(gòu)建有著重要的指導(dǎo)和參考作用。一般情況下，無論是組網(wǎng)方案還是線路設(shè)計，圖紙的制作都需要選擇專業(yè)的軟件完成，這樣不僅能夠提升制圖效率，還可以減輕設(shè)計人員的負擔(dān)，保證圖紙質(zhì)量。這里選擇比較常用的Auto CAD軟件，這是一款通用計算機繪圖設(shè)計軟件，在電子、機械、建筑等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。接入層通信線路設(shè)計中的圖紙包括系統(tǒng)組網(wǎng)圖、光纜布放圖、光纜路由圖以及光交設(shè)備穿放圖等。

3.6投資預(yù)算

投資預(yù)算直接體現(xiàn)出了設(shè)計的具體效果，在進行接入層通信線路設(shè)計的過程中，可靠的投資預(yù)算能夠為通信運營商提供完善的設(shè)計資料，還能夠比較直觀的反映出設(shè)計方案的合理性和可行性。對于設(shè)計人員而言，在對投資預(yù)算進行編制時，必須嚴格依照通信行業(yè)有關(guān)的定額手冊進行分析，通過市場調(diào)研獲取各種材料的最新價格，得到相對完善的數(shù)據(jù)信息，以保證投資預(yù)算的合理性和有效性。

3.7方案調(diào)整

在完成接入層通信線路的設(shè)計后，為了保證設(shè)計方案的合理性和可行性，需要進行專家會審工作，結(jié)合專家提出的整改意見以及通信運營商的特殊需求，對設(shè)計方案進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)參數(shù)，確認組網(wǎng)方案的正確性，進而提升接入網(wǎng)通信的可靠性。例如，對于10層以上的中高層住宅區(qū)，由于用戶集中，對于通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬有著較高的要求，而在小區(qū)地下室一般都設(shè)置有相應(yīng)的機房，為FTTH接入提供了良好的條件。通常來講，在小區(qū)建設(shè)階段，光纖的接入就已經(jīng)完成，但是考慮到用戶眾多，光纖數(shù)量大，容易引發(fā)弱電橋架容量不足的問題，同時也會影響網(wǎng)絡(luò)的管理維護工作。在這種情況下，就需要立足實際情況，對組網(wǎng)方案進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在降低投資的同時，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量[3]。

四、結(jié)語

總而言之，伴隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，PON技術(shù)在許多領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著非常積極的作用。在接入網(wǎng)技術(shù)中，現(xiàn)有的光纖接入和FTTH是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要方向，也是非常重要的發(fā)展目標(biāo)?；赑ON技術(shù)的接入網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)取得了比較顯著的成果，可以打破傳統(tǒng)接入模式的束縛，提升接入網(wǎng)的通信質(zhì)量和通信效率，有效應(yīng)對用戶的各種需求，適用性強，需要得到設(shè)計人員的重視。

參 考 文 獻

[1]成雨哲.基于PON技術(shù)的接入層通信線路設(shè)計[D].哈爾濱理工大學(xué)，2013.

[2]許莎佳.基于PON技術(shù)探討接入層通信線路的設(shè)計思路分析[J].無線互聯(lián)科技，2016，（13）：3-4.

[3]應(yīng)閩.淺談基于PON技術(shù)的接入層通信線路設(shè)計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，（6）：14-15.