基于PON技術(shù)的通信線路設(shè)計

陳杰將

（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

在整個無源光纖網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network，PON）通道中，由于不涉及與電源相關(guān)的電子配件或設(shè)備，整個光纖網(wǎng)絡(luò)全都由光分路器等無源設(shè)備構(gòu)成，因此其造價比較便宜。從基本構(gòu)成要素來看，PON中包含光纖配線架（Optical Distribution Frame，ODF）和布置在用戶端的無線網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit，ONU）等[1]。在使用者與終端機間使用無源光網(wǎng)絡(luò)，可以大幅減少運營商初期建設(shè)投入，并且有效防止網(wǎng)絡(luò)停電及其他情形造成的網(wǎng)絡(luò)失效。與電通道比較，光通道的速率帶寬等指標(biāo)很高。

1 PON技術(shù)概述

目前光網(wǎng)絡(luò)可劃分為2類，即有源光網(wǎng)絡(luò)（Active Optical Network，AON）與PON。其中，AON以電復(fù)用方式進(jìn)行分流。PON網(wǎng)絡(luò)主要由局端的光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）、光分配網(wǎng)絡(luò)（Optical Distribution Network，ODN）以及用戶端的ONU組成。其基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 PON系統(tǒng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

OLT為光接入網(wǎng)提供與業(yè)務(wù)節(jié)點之間的接口，通過一個或多個ODN與客戶終端ONU進(jìn)行通信。ODN主要負(fù)責(zé)OLT與ONU的光信號分布，為接入網(wǎng)絡(luò)的使用者提供了一個用戶界面，從而實現(xiàn)對用戶的終端和系統(tǒng)的連接[2]。

PON網(wǎng)絡(luò)是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，其特征是沒有主動裝置，能夠有效防止電磁干擾等問題。PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備、線路的故障發(fā)生率大幅下降，可以減少維修費用，同時易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的更新。除此之外，PON技術(shù)還具有其他優(yōu)勢。一是具有高通用性、低成本傳輸性能；二是其安裝、開通、維護(hù)費用較低，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；三是中心局到用戶間鋪設(shè)光纖的基建費用由用戶共同承擔(dān)，可以提高網(wǎng)絡(luò)的投資回報率；四是同時支持常規(guī)業(yè)務(wù)和寬帶業(yè)務(wù)等[3]。

2 PON技術(shù)的接入層通信線路設(shè)計

2.1 接入方式

建立局域網(wǎng)的目的就是充分實現(xiàn)用戶和核心網(wǎng)絡(luò)之間的有效連接，接入的品質(zhì)將會對整個使用者的服務(wù)品質(zhì)產(chǎn)生重要影響。作為電信公司，網(wǎng)絡(luò)投資不單是前期非常重要的一個方向，同時也是重要的收入來源。近年來，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，接入方式發(fā)生了很大的變化，光纖接入（Fiber To The X，F(xiàn)TTX）逐漸成為一種更普遍的接入方式。充分利用用戶單元位置的差異性，合理選取多種類型的接入方式，為我國電信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件[4]。

2.2 設(shè)計流程

采用PON技術(shù)進(jìn)行接入級通信的設(shè)計，其工作過程比較煩瑣。在正式實施前，一定要做好相應(yīng)的前期工作和管理工作。在進(jìn)行設(shè)計時，要切實地將具體情況與實際通信經(jīng)營者的特殊要求相聯(lián)系，全面保障系統(tǒng)接入模式與接入方法的科學(xué)、合理。在正式的規(guī)劃設(shè)計階段，必須對開發(fā)商的需求、客觀環(huán)境、條件等進(jìn)行全面的認(rèn)識。在完成初步勘察設(shè)計之后，還需要做好預(yù)算和編制工作，并對后期的利用情況進(jìn)行定期檢驗和核查。全面理解電信運營商對建設(shè)模式、建設(shè)投資、初期開通端口數(shù)量等多種要求，做好對客戶需求的歸納總結(jié)，事先確定能否由操作員來提供基本的設(shè)計圖。如果不能提供，則根據(jù)實際情況進(jìn)行實地測繪。在進(jìn)行實地勘察時，要確保設(shè)計方案與現(xiàn)場的實際情況保持一致[5]。在此基礎(chǔ)上，提出了一種新的組網(wǎng)方式和路由器的設(shè)計方法，以確保光纖網(wǎng)絡(luò)中的信息傳送效率。根據(jù)組網(wǎng)計劃，合理地安排好裝備的布置，確保整個系統(tǒng)的科學(xué)性。

2.3 參數(shù)分析

PON接入層通信線的規(guī)劃不僅要充分考慮光分路器的安裝位置、分光比例，同時也要注意到光纖網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，全面了解設(shè)備的具體規(guī)格和光纖線路在整個通信線路中的消耗狀況。以光纖參量為基準(zhǔn)，光纖對網(wǎng)絡(luò)的性能有很大影響。為了提高數(shù)據(jù)的傳輸速度，必須綜合考量PON技術(shù)的現(xiàn)實需求及發(fā)展特征，采用單向光纖網(wǎng)的方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳遞[6]。此外，設(shè)置設(shè)備的地點不僅與接入網(wǎng)的信息傳遞有密切聯(lián)系，而且還會對整個系統(tǒng)的工作效能產(chǎn)生重要影響。基于此，可以將ONU設(shè)置在室內(nèi)。

2.4 規(guī)劃設(shè)計

在線路設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實地勘測的結(jié)果來確定網(wǎng)絡(luò)的具體實施方案。如果有條件，則盡量采用光纖接入，從而有效解決線路改造的問題。如果光纖入戶有一定困難，則采用光纖至樓宇的方式進(jìn)行干預(yù)。需要注意的是，在設(shè)置用戶的光纖網(wǎng)絡(luò)時，要確保接入線的設(shè)計與實際需求相一致。在工程制圖中，既要確定主網(wǎng)與CAD之間的有效連接，又要畫出布線圖。通過主網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效設(shè)定，確保信息網(wǎng)絡(luò)的有效傳輸。通過對工程現(xiàn)場實際情況的分析，對群網(wǎng)體系進(jìn)行擴(kuò)展。在項目投資預(yù)算中，在確定方案后將其提交給專家進(jìn)行評審，以確保線路設(shè)計的科學(xué)性和有效性。根據(jù)施工單位在實際開發(fā)中的特殊需要，提出相應(yīng)的意見和建議，并采取相應(yīng)的措施，實現(xiàn)接入層通信線路方案的精確規(guī)劃設(shè)計[7]。

3 XPON接入工程案例分析

3.1 案例一

3.1.1 工程概況

以四川省內(nèi)江市某高檔住宅小區(qū)接入網(wǎng)建設(shè)為例，該小區(qū)建設(shè)分為2期。一期23棟80個單元，每個單元6層12戶，共計960戶；二期11棟30個單元，每單元6層12戶，共計360戶。小區(qū)有5類線和電話線入戶。中國鐵通在小區(qū)內(nèi)沒有管道，經(jīng)過和小區(qū)物管協(xié)商，采取穿電力管道的方式。

3.1.2 設(shè)計方案

（1）總體方案。經(jīng)過分析，總體建設(shè)方案采用光纖到樓（Fiber to The Building，F(xiàn)TTB）+ONU。

（2）ONU選型。由于小區(qū)有5類網(wǎng)線入戶，因此選擇只提供局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）端口的ONU。

（3）ONU端口容量設(shè)計。該小區(qū)共有34棟樓，對于擁有3個單元及以下的樓棟，每棟樓設(shè)計1個ONU，ONU端口設(shè)計為8端口；對于擁有4個單元和5個單元的樓棟，每棟樓設(shè)計1個ONU，ONU端口設(shè)計為16端口；對于擁有6個單元的樓棟，每棟樓設(shè)計2個ONU，ONU端口設(shè)計為8端口[8]。

（4）分光級數(shù)及分光器的選擇。本期采用一級分光，小區(qū)一期23棟樓，設(shè)置1個1∶32的分光器；二期11棟樓，設(shè)置1個1∶16的分光器。此外，分光器布置在小區(qū)新設(shè)的壁掛式光分配箱內(nèi)。

（5）供電方式。采用分散供電方式，ONU就近引接電源。

經(jīng)過以上分析，案例一組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 案例一組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

3.2 案例二

3.2.1 工程概況

以四川省樂山市某高檔小區(qū)為例，小區(qū)有22棟樓，共計住戶數(shù)為2 791戶，同時有5類線和電話線入戶。中國移動沿小區(qū)內(nèi)一周布放了48芯的光纜，中國鐵通可以直接使用，只需布放引入樓棟的光纜。

3.2.2 設(shè)計方案

（1）總體方案。經(jīng)過分析，總體建設(shè)方案采用FTTB+ONU。

（2）ONU選型。由于小區(qū)具備5類線和電話線入戶，且同時擁有高層樓棟、小高層樓棟等，因此選擇了只提供LAN端口的ONU和提供非對稱數(shù)字用戶環(huán) 路（Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL） 與模擬電話業(yè)務(wù)（Plain Old Telephone Service，POTS）的ONU。

ONU端口容量設(shè)計。在移動機房設(shè)置1臺96端口ADSL2+的ONU，覆蓋3～11號樓，共計544戶；在14號樓設(shè)置1臺64端口ADSL2+的ONU，覆蓋1號樓、2號樓、12號樓、13號樓以及14號樓，共計372戶；在2號雙子樓設(shè)置1臺64端口ADSL2+的ONU，覆蓋2號雙子樓及20號樓、21號樓，共計360戶；在1號雙子樓設(shè)置2臺24個LAN端口的ONU，覆蓋2號雙子樓共計600戶；在15～19號樓設(shè)置8臺16個LAN端口的ONU[9]。

（4）分光級數(shù)及分光器的選擇。本期采用一級分光，由于小區(qū)內(nèi)設(shè)置了16個ONU，考慮預(yù)留，選用1∶32的分光器，設(shè)在小區(qū)移動機房內(nèi)[10]。

（5）供電方式。采用分散供電方式，ONU就近接引電源。

經(jīng)過以上分析，案例二組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 案例二組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

4 結(jié) 論

綜上所述，PON技術(shù)在經(jīng)歷了多年的發(fā)展后，被許多電信公司所認(rèn)同，并逐步朝著吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)的高品質(zhì)發(fā)展。在接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的過程中，光纜的接入以及光纖到戶是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的目標(biāo)。PON技術(shù)的不斷發(fā)展和完善使得接入層通信線路也有了新的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上提出了一種更好的接入級通信線路方案，改善了用戶的網(wǎng)絡(luò)通信品質(zhì)。