簡議PON技術(shù)在光纖接入網(wǎng)中的發(fā)展應(yīng)用

王代飛

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普及，用戶對業(yè)務(wù)需求也更高，因此現(xiàn)有銅纜的接入模式已經(jīng)不能適應(yīng)高速率的電信業(yè)務(wù)需求。帶寬高、擴展性好、運維成本低的寬帶光纖接入技術(shù)得到了成熟應(yīng)用，并成為了當前寬帶接入的主流。本文簡要論述了PON技術(shù)在光纖接入網(wǎng)中的應(yīng)用，以供大家參考。

關(guān)鍵詞：PON技術(shù);光纖;接入網(wǎng);應(yīng)用;

一、前言

現(xiàn)代通信網(wǎng)包括核心網(wǎng)和接入網(wǎng)。核心網(wǎng)是集數(shù)字化、智能化、寬帶化和光纖化的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò);而接入網(wǎng)主要是語音、數(shù)據(jù)和動態(tài)圖像等綜合全業(yè)務(wù)的承載聚集地，采用PON技術(shù)將OLT節(jié)點逐漸下沉到業(yè)務(wù)密集區(qū)，接入層由銅纜網(wǎng)逐漸向光接入網(wǎng)（FTTX）演進是現(xiàn)階段接入網(wǎng)發(fā)展的方向和最佳選擇。

二、PON技術(shù)概述

PON是一種點到多點（P2MP）結(jié)構(gòu)的無源光網(wǎng)絡(luò)，無源是指光分配網(wǎng)（ODN）中沒有任何電子器件和電源，ODN全部由光纖、光分路器等無源器件組成。PON 傳輸采用波分復(fù)用技術(shù)（WDM），下行數(shù)據(jù)采用1490nm 波長，上行數(shù)據(jù)采用1310nm 波長，能夠?qū)崿F(xiàn)單線雙向傳輸。

三、PON技術(shù)的優(yōu)點

（一）成本低、運維簡便。PON 結(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，系統(tǒng)初期投入低，長期運營成本和管理成本低。無源光網(wǎng)絡(luò)是純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，徹底避免了電磁干擾和雷電影響，能夠廣泛使用。

（二）占用局端資源很少，能夠提供非常高的帶寬。PON是一點對多點的傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最高分光比可達1：128，極大地節(jié)省了光纖資源。PON主要有EPON和GPON兩種主流技術(shù)，EPON 目前可以提供上下行對稱的 1.25Gb/s 的帶寬，并且隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展可以升級到 10Gb/s，GPON 可提供高達 2.5Gb/s 的帶寬。

（三）服務(wù)范圍廣。采用PON技術(shù)而進行FTTX接入的用戶，由于具有高達1：128的分光比，可以服務(wù)大量用戶，節(jié)省了建設(shè)投資。

（四）帶寬分配靈活，服務(wù)有保證。G/EPON 系統(tǒng)對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系，可以實現(xiàn)用戶級的 SLA。

四、PON技術(shù)的發(fā)展

隨著互聯(lián)網(wǎng)和智能手機的發(fā)展，用戶需求由單一的語音通信業(yè)務(wù)發(fā)展到目前互聯(lián)網(wǎng)電視、網(wǎng)絡(luò)視頻會議、賽事活動現(xiàn)場直播、在線大型網(wǎng)游和購物、在線支付等諸多高帶寬業(yè)務(wù)及多業(yè)務(wù)需求發(fā)展轉(zhuǎn)型。接入網(wǎng)市場競爭不斷加劇，F(xiàn)TTH（光纖到戶）、三網(wǎng)合一、綜合接入正逐漸成為接入網(wǎng)的三大重要表現(xiàn)形式。PON系統(tǒng)可提供高質(zhì)量和高速率的帶寬服務(wù)，在中小型甚至大型企業(yè)是非常經(jīng)濟適用;PON技術(shù)也將大量應(yīng)用在集成數(shù)據(jù)、音頻、視頻業(yè)務(wù)及整合F1/E1傳輸電路、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)和寬帶升級改造。

五、PON技術(shù)在光纖接入網(wǎng)中的應(yīng)用

隨著接入網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于PON的接入網(wǎng)技術(shù)在不斷日趨完善和成熟，在接入網(wǎng)建設(shè)中，線路設(shè)計不但影響著組網(wǎng)方案和運營商投資，更直接影響著光鏈路參數(shù)從而影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。因此接入網(wǎng)線路設(shè)計無疑是PON應(yīng)用中的最重要一環(huán)。

（一）通信線路整體的設(shè)計規(guī)劃。PON技術(shù)應(yīng)用于接入層通信線路設(shè)計的過程相對復(fù)雜，因此在設(shè)計初始階段，需要根據(jù)用戶的需求進行現(xiàn)場勘查，然后根據(jù)勘查結(jié)果選定光纖接入模式和方案，還要繪制光纜路由圖、配置圖以及組網(wǎng)拓樸圖，統(tǒng)計工程量、設(shè)備材料用量，根據(jù)需求設(shè)定設(shè)計標準和參數(shù)，對線路損耗展開準確地計算，并進行有效地預(yù)算[1]。

（二）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計。對于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計，要考慮用戶密度和未來業(yè)務(wù)擴容問題。OLT覆蓋半徑為5～15km，在確定PON接口數(shù)量時，需要根據(jù)ODN組網(wǎng)方案和ONU設(shè)備規(guī)模進行合理選擇，設(shè)置一定冗余量，方便系統(tǒng)維護[2]。另外，還要根據(jù)工程規(guī)模和用戶需求選擇ONU類型，但避免多型號設(shè)備的同時接入。一般采取FTTH接入方案時，可采用e8-C設(shè)備終端，滿足用戶的VOIP/IPTV和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求。在ODN設(shè)計方面，一般采用樹形結(jié)構(gòu)或環(huán)形結(jié)構(gòu)，如果目標場景的管線資源不足，可以采用樹形遞減或無遞減結(jié)構(gòu)。此外，在光纜線路設(shè)計方面，應(yīng)合理配置光纜芯數(shù)，其中主干線設(shè)計需要考慮后期的業(yè)務(wù)擴容需求，根據(jù)光分配點大小等因素確定光纜規(guī)格。在配線設(shè)計中也要考慮擴展需求，根據(jù)收斂比選擇光纜規(guī)格。

（三）通信線路的參數(shù)分析。設(shè)計接入層的通信線路時，不僅需要考慮線路走向以及配置，而且還要考慮組網(wǎng)方式，并充分了解所有設(shè)備規(guī)格，能夠準確估算出傳輸線路的光鏈路損耗。在設(shè)計接入網(wǎng)接入方式時，需要考慮的參數(shù)指標主要包括兩個方面：光纖參數(shù)和設(shè)備的位置[3] 。光纖是接入網(wǎng)的主要媒介，對于網(wǎng)絡(luò)性能的影響非常大，在選擇光纖參數(shù)時，應(yīng)充分考慮 PON 網(wǎng)絡(luò)的實際特點以及業(yè)務(wù)需求來選定參數(shù)。設(shè)備的安裝位置對于接入網(wǎng)的質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)運行維護的效率至關(guān)重要，其中光纜交接箱、光分纖箱（盒）、以及光分路器安裝位置的選擇要引起重視很，比如分纖箱應(yīng)設(shè)在哪個樓層更方便收斂用戶，也方便施工布線。

（四）普通家庭用戶光纖寬帶接入改造。在接入層線路建設(shè)中，大多是普通家庭用戶。隨著普通家庭用戶業(yè)務(wù)需求的提升，可對這些住宅進行改造，一般可劃分三種情況改造：

①老舊區(qū)。此類小區(qū)的業(yè)主和小區(qū)物業(yè)一般接受在樓道內(nèi)放置光光纜。光纜由OLT機房經(jīng)過交接箱放置到光纜分纖箱。通常將光纜分纖箱放置在樓道內(nèi)，入用戶光纜通過外墻面釘放到室內(nèi)，在進行裝機時ONU設(shè)備直接放置在用戶屋內(nèi)。

②較新小區(qū)。此類小區(qū)在進行FTTH接入需要較大規(guī)模的改造。光纜是由OLT機房經(jīng)過光纜交接箱之后放置到綜合箱ONU設(shè)備，一般將ONU放置于樓道中，可以依照用戶的要求實現(xiàn)連接原有的銅纜。這種相對較新商品房的小區(qū)通常使用光交箱，并經(jīng)管道引接入樓道，在對綜合箱ONU進行擴容較繁瑣，所以O(shè)NU通常使用 1 0 0%配 比。

③中高層建筑。中高層住宅區(qū)是針對近年來新建成的樓盤，樓盤通常是10層以上的中高層住宅為主，住戶集中且居住較密集。這種現(xiàn)代的中高層住宅通常在地下室中設(shè)有機房。此類小區(qū)的接入條件較好需求量大。通常需要在現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上設(shè)計新的方案進行稍做改造即可，達到既可以減少對光纜的投資，又可以加強網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

六、總結(jié)

總之，PON接入技術(shù)具有高寬帶、長傳輸距離、大容量、減少光纖資源、低投入、高可靠性及綜合業(yè)務(wù)接入能力強等優(yōu)點，越來越廣泛應(yīng)用于光纖接入網(wǎng)中，這也極大推動了寬帶業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]應(yīng)閩.PON 技術(shù)的接入層通信線路設(shè)計思路分析[J]中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2016（06）

[2]彭捷.基于PON技術(shù)的電信光纖接入網(wǎng)設(shè)計研究[J]電子世界.2018（14）

[3]王海峰.基于PON技術(shù)的接入層通信線路設(shè)計[J]通訊世界.2017（12）