PON技术发展及建设探讨.docx
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PON技术发展及建设探讨
PON技术发展及建设探讨
摘要:
目前,国内外对于无源光网络(PON)的应用越来越广泛,积极构建和发展融合统一的PON接入已是业界共识,深化PON接入网建设,推动PON的大规模商用部署是大势所趋。
文章从PON网络的相关定义及规划流程入手,对PON规划规则进行研究,并介绍了PON技术发展背景,PON原理和PON的应用范围,研究不同场景下PON网络部署、建设原则和思路。
重点研究ODN在不同场景下的部署。
关键词:
PON;OLT;ODN;发展;建设场景
1无源光网络简介
1.1定义
PON(无源光网络)是由光纤、分光器、光连接器等无源光部件组成的点对多点的网络,与有源光接入技术相比,PON由于消除了局端与用户端之间的有源设备,使维护简单、可靠性高、成本低,还能节约光纤资源,是未来FTTH(光纤到户)的主要解决方案。
PON系统是由光线路终端(OLT)、光分配网(ODN)、光网络单元(ONU)组成的信号传输系统,根据采用的信号传输格式可简称xPON,如APON(采用异步转移模式的无源光网络)、BPON(宽带无源光网络)、EPON(以太网无源光网络))和GPON千兆比无源光网络)等。
1.2网络参考模型
PON系统的典型拓扑结构为树型或星型,由网络侧的OLT、光分配网和用户侧的ONU组成。
其结构如图1所示。
在下行方向(OLT→ONU),OLT发送的信号会到达各个ONU;在上行方向(ONU→OLT),各ONU根据OLT指定的时间发送信息。
ONU发送的信号只会到达OLT,而不会到达其他ONU。
1.3系统保护方式
PON系统的保护方式包括馈线光纤保护、PON口保护和全保护。
1)馈线光纤保护
PON口处内置1×2光开关,采用2:
N的分光器,在分光器与OLT之间建立两条独立的、互相备份的光纤链路,一旦主用馈线光纤发生故障,在备用光纤链路可用的情况下切换至备用光纤。
2)PON口保护
采用2:
N的分光器,OLT采用两个PON端口,在分光器与OLT之间建立两条独立的光纤链路,一旦主用馈线光纤或PON口发生故障,在备用光纤链路和备用PON口可用的情况下自动切换。
3)全保护
PON系统对PON口、ODN、ONU均提供备份,全保护的成本较高,只对重要用户采用。
对普通用户一般不考虑系统保护。
2PON网络规划原则
2.1PON网络规划流程
PON的网络规划主要是对OLT、ONU、ODN等进行设置规划。
详细流程如图2所示。
2.2OLT设置方式
OLT的设置方式主要有集中式和分布式两种,两者的区别见表1。
综上所述,OLT的设置原则归纳如下:
a)从投资和维护的角度看,应尽可能采取集中式,若端局到用户光纤资源紧缺,且有接入点机房的条件,可以采
取分布式。
b)对于新建城区,尽量采取集中式统一规划。
在规模较小、密度较高,且有接入点机房的情况下可以考虑分布式。
c)对于旧区改造,在用户密集地区且有接入点机房的情况,可以考虑采取分布式。
若没有,不建议为了设置OLT而新建接入点,宜采取
集中式。
2.3ONU设置方式
ONU的设置应根据FTTx网络的组网模式和业务需求进行。
若采取FTTH(光纤到户),ONU应设置在用户家里,避免安装在门口或楼道里,宜安装在与用户家庭布线系统的汇集处,如家庭多功能信息箱。
若采取FTTO(光纤到办公室),ONU应设置在办公室内,应尽量靠近用户的网络设备处,如综合布线网络机柜。
若采取FTTB(光纤到楼),ONU应设置在楼层的弱电竖井道或弱电间内。
若采取FTTC(光纤到路边),ONU应设置在路边的光缆交接箱或光分路箱内。
若采取FTTN(光纤到节点),ONU应设置在接入节点处。
2.4ODN组网方式
2.4.1ODN的组成与功能
ODN位于OLT与ONU之间,其定界接口为靠OLT的光连接器后的S/R参考点和ONU光连接器前R/S参考点(见图1)。
从网络结构来看,光分配网由馈线、分光器和支线组成。
馈线是指光分配网中从OLT侧紧靠S/R接口外侧到第一个分光器主光口入口连接器前的光纤链路。
支线是指光分配网中从第一级分光器的支路口到光网络单元ONU线路侧R/S接口间的光纤链路。
采用多级分光时,也包含除一级分光器以外的其他分光器。
OLT设置方式
设置地点
优点
缺点
集中式
端局点
便于设备集中管理与维护
节约上联所需传输资源
减少接入点投资
管线资源占用相对较多
用户密集地区端局压力较大
分布式
接入点
节约接入网的管线资源
节约端局机房资源
需要建设接入点,增加投资
对上联资源占用相对较多
接入点分散,不便于管理维护
2.4.2ODN的基本结构
根据分光器的设置,ODN主要有星型和树型两种结构。
星型结构的OLT与ONU之间没有分光器,按点对点配置,比较适用于大用户或有特殊需求的用户。
树型结构的OLT与ONU之间有分光器,按点对多点配置,分为一级分光和二级分光两种。
一级分光方式适用于高档商务楼、住宅区等用户比较集中的地区。
二级分光适用于住宅小区、别墅区等规模大、密度小的地区,或者内部管道比较紧缺的地区。
考虑到衰耗问题,尽量采用一级分光。
2.4.3ODN与传统光缆接入网的对应关系
ODN在现有光缆接入网的基础上进行建设,在结构上既有交集也有区别。
在设计带保护的系统时,应注意与传统光缆接入网的对应关系,并考虑对相应基础设施的保护。
因此,ODN建设需要对现有基础设施进行统筹考虑,找出两者的对应关系也显得尤为重要。
ODN由馈线、分光器和支线组成,而传统光缆接入网在物理结构上通常可分为主干光缆、配线光缆、用户引入光缆三个部分。
主干光缆部分通常由用户主干光缆和一级光缆交接箱组成。
配线光缆部分通常由一级、二级配线光缆、二级光缆交接箱和光缆分纤箱组成。
用户引入光缆部分通常由大楼内或小区内部的配线光缆、光缆分配箱、光缆分纤箱和光缆终端盒组成。
根据分光器的设置地点的不同,ODN各部分与传统光缆接入网基础设施的对应关系如图3
所示ODN各部分与传统光缆接入网基础设施的对应关系见表2。
表2ODN各部分与传统光缆接入网基础设施的对应关系
分光器
设置位置
光缆交接箱
光缆分纤箱
小区或楼内
馈线部份
主干光缆
主干光缆
光缆交接箱
部分配线光缆
主干光缆
光缆交接箱
配线光缆
用户引入光缆
支线部分
配线光缆
用户引入光缆
部分配线光缆
用户引入光缆
2.5分光器设置方式
2.5.1分光器配置原则
分光器是PON系统中不可缺少的无源光纤分支器件。
作为连接OLT设备与ONU用户终端的无源设备,它把由馈线光纤输入的光信号按功率分配到若干输出用户线光纤上。
常用的光分路比为:
1:
2、1:
4、1:
8、1:
16、1:
32五种,需要时也可以选用2:
N的光分路器。
若采用GPON技术,分光比可达到1:
64。
对于1:
2的分支比,功率会有平均分配(50:
50)和非平均分配(5:
95、40:
60、25:
75)多种类型。
而对于其他分支比,功率会平均分配。
表3为常用的分光器组合。
二级分光具有灵活、节省光纤资源等优势,但同时会带来更多的额外光功率预算,不便于管理和维护,不推荐在新建小区等场景中使用。
在旧楼改造等确需灵活分光时,可采用。
表3分光器常用组合
连接方式
第一级分路比
第二级分路比
总分路比
一级分光
1:
32
32
二级分光
1:
2
1:
16
32
三级分光
1:
4
1:
8
32
2.5.2分光器设置位置
在网络建设初期,用户分布不均匀而且渗透率不明确,分光器应尽量靠近OLT,以提高PON口的利用率。
但为了使光缆的利用率最高,应尽量靠近用
户侧。
因此,分光器的设置原则是在保证PON口利用率的前提下,尽量将分光器设置靠近用户侧。
按照扩容方式的不同,分光器的设置主要有静态和动态两种方式。
扩容时,直接在同址叠加分光器的方式为静态设置方式,需要在上级节点增加分光
器的方式为动态设置方式。
若设某一光分配点所收敛的ONU数量为S,该点设置的分光器分光比为A,M、N分别为S整除以A的商和余数。
那么,S=A×M+N(M≥0,N 设PON口的使用效率为R,当用户渗透率大于R时,就需要扩容。 对于静态设置方式,需要扩容时,直接在该光分配点叠加新的分光器。 对于动态设置方式,需要扩容时,可分两种情况: a)当N≥A×R,则在该光分配点设置M+1个分光器。
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- PON 技术发展 建设 探讨