某小區寬帶EPON 接入技術方案研究

曾淑敏 張宇

【摘要】 近年來，EPON作為一種新興的寬帶接入技術，它是以太網技術與PON技術相結合的產物，主要是通過用來實現數據、語音及網絡視頻等綜合業務接入。由于EPON技術具有良好的經濟適用性、可擴展性等優點。文章主要從闡述了EPON技術的概念及組成，從中結合筆者的工作實踐，針對寬帶EPON接入技術在某住宅小區中的應用方案進行了研究。

【關鍵詞】 住宅小區 EPON 寬帶技術 接入方案

隨著NGN、IPTV、數字電視、網上辦公等高帶寬多媒體應用的不斷推廣，人們對網絡接入帶寬的需求持續快速增加。未來3～5年內，一個普通家庭的通信業務帶寬需求都將達到 20 Mbit/s左右。三網融合已經成為今后網絡發展的必然趨勢。PON（無源光網絡）寬帶技術具有高帶寬、廣覆蓋、單纖接入、接口豐富等特點以及很強的綜合業務接入能力。

一、EPON的概念及組成

1.1 EPON的概念

EPON實際是由兩部分技術組成的，E是Ethernet（以太網）的意思，PON（P-assive Optical Network無源光網絡）是一種光纖寬帶接入技術，這兩種通信技術的結合就構成了目前光接入通信系統較為流行的EPON技術。

1.2 EPON的組成

在通信領域中，雖然無線、衛星、光纖等通信技術一直都在不斷發展且趨于較成熟的階段，但是在寬帶最終用戶接入終端局的問題上還沒有最佳的解決方案之時，由于光纜技術的再度復興，EPON（無源光網絡）技術產生了，它是由局端的OLT（光線路終端）、用戶端的ONU（光網絡單元）以及在它們之間起連接及分光作用的傳輸介質光纖和無源分光器及其他連接器等無源光器件組成的ODN（光分配網絡）三部分組成。這里的“無源”是指在ODN網絡中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器（Splitter）等無源器件組成，在PON系統中從OLT到多個ONU其下行采用TDM廣播方式工作、上行采用TDMA（時分多址）工作方式的數據傳輸過程。由于無源光網絡（PON）可以說是一種屬于純介質網絡，這樣不但避免了電磁干擾等外界影響，而且減少了故障率，提高了系統的可靠性，同時節省了維護成本，這也是通信行業長期以來一直期望實現的技術。

二、寬帶EPON 接入技術的應用

某大型綜合住宅小區，可以按照樓宇的群落分為A、B、C 3個居住區。A區：豪華獨立別墅區，區域內共有 20棟樓，共計20戶。B區：多層區，該區共有15棟樓，每棟2個單元10層，每層1戶，共有300戶。C區：高層區，該區共有6棟樓，每棟3個單元20層，每層2戶，共有720戶。本項目技術方案要求能達到每戶至少10M的寬帶接入。

2.1 業務帶寬需求

對于公眾客戶，主要提供語音、數據和視頻業務；對于大客戶、商業客戶，主要提供語音、數據和專線業務。具體業務的提供和開放應以業務網實際發展策略為前提。上述幾種主要的互聯網業務帶寬需求預測如下：（1）IPTV （流媒體）需求：IPTV目前采用MPEG4編碼，帶寬需求在5～6M，3年后隨著用戶家里第二臺高清電視的普及，IPTV帶寬需求將會增至10～12M。（2）視頻通信需求：視頻通信目前帶寬需求在1M 左右，隨著人們對高清可視通信的需求，3～5年后帶寬需求會增至2～4M。（3）上網業務帶寬需求：上網業務帶寬需求目前是2M，3～5年后隨著高速互聯網訪問需求的增加，帶寬需求會增至4M。（4）網絡游戲需求：網絡游戲目前對帶寬需求不大，一般為300k左右，3～5年后隨著交互式網絡游戲的發展，帶寬需求會增至2M左右。

2.2 整體帶寬方案設計

在現實生活中小區的所有用戶不可能同時在線，現以用戶的帶寬需求量為10M且60%的用戶在線為例，說明小區EPON 接入的設計方案。

A 區別墅區共有20棟別墅，采用 FTTH 接入方式提供寬帶服務。由于OLT設備中每個 EPON接口可以提供1G的帶寬，則別墅區可采用1：32 的分光器分別接入到20棟別墅。B 區多層區有15 棟樓，共300戶。由于B區共需2G的帶寬，即需2個EPON 接口接入到該區。每個用戶需要6M的帶寬，則每個EPON接口可以分配給160個用戶使用，如果GE下行采用1：8 分光器來接入8個樓道交換機，則每個樓道交換機平均接入160/8=20個用戶。考慮到小區用戶相對比較集中，采用下行24×FE口的樓道交換機比較合適。綜上所述，B區共需分光器2個，ONU設備15臺。C區高層區有6棟樓，共720戶。由于C區共需5G的帶寬，即需5個EPON 接口接入到該區。每個用戶需要 6M的帶寬，則每個EPON接口可以分配給160個用戶使用，C區同樣采用 1：8分光器來接入8臺樓道交換機，每個樓道交換機平均接入160/8=20個用戶，所以仍采用下行24×FE口的樓道交換機。C區每個單元共有40戶，每單元需2臺ONU設備，共18個單元，所以C區共需分光器 5個，ONU設備36臺。

2.3 系統光功率預算

該小區最長主干光纜按照1.5 km計算，從光纜交接箱到用戶家最長光纖鏈路按照0.5km 計算；從OLT的PON口至ONU的PON口，光通道經過一個1：8分光器，3個法蘭盤。最大損耗如表1所示。

光纖鏈路1310nm的最大損耗為12.4dB，在1000BASE-PX10允許的最大通道插入損耗 20dB范圍之內，并且大于1000BASE-PX10允許的最小通道插入損耗。選擇10kW光模塊，可以保證數據光信號可靠傳輸。

2.4 EPON 接入設備選擇

2.4.1 局端OLT設備

該小區FTTx工程核心機房局端OLT設備采用中興公司的ZXA10 C220設備。該設備是一款大容量高密度的無源光接入局端設備，采用19英寸6U標準機框，可以方便地放置于標準機柜，在6U高度的設備內，最多可以插入10個EPON 板，每個EPON板4個EPON 口，按照1：32 的分光比，最大提供1280個ONU/ONT 接入。

設備支持IEEE802.3ah EPON標準和 ITUG.984 GPON標準。GPON 線卡可以直接插入C220 機框內。

2.4.2 分光器及其布放

本工程采用烽火公司的平面波導型（PLC）光分路器，它具有低插入損耗、高功率容限、優良的分束均勻性、外形緊湊、偏振相關損耗低和更寬的工作波長范圍等特點，被廣泛應用于各類 FTTH工程中。使用的光分路器為盒式封裝結構，直接出Φ2.0mm尾纖端子。在ODF內，光纖輸入端直接與饋線光纖端子接插，光纖輸出端直接與配線光纖端子接插。ODF 內配有光分路器安裝盤，每個安裝盤占用1個熔配一體化盤的空間，可同時安裝2個光分路器。在每個光分路器的包裝盒內，附有光分路器安裝附件，可方便地將光分路器安裝在盤內，并方便地取下進行維護。

2.4.3 用戶端設備

ONU該小區FTTx工程ONU采用中興公司的EPON系列產品ZXA10 D400和ZXA10 F822。

三、結語

總之，對目前來說，電信運營商已經從以前的單一業務發展到現在的多種業務，這些業務的支撐網絡發展到現在需要進行相應的優化，從而提升網絡的競爭力。本文通過EPON寬帶接入技術的應用方案分析可知，EPON寬帶接入技術解決了電信運營商的資金投入和精力灌消耗，優化的通信網絡，是最具有競爭價值的用戶接入網部分。

參 考 文 獻

[1] 張曼. FTTH 技術及業務發展[J]. 企業導報，2009（11）

[2] 陸金紅，徐國仁. EPON 技術在 FTTx 接入網中的應用[J]. 電信網技術，2009（12）