淺談基于PON技術的接入層通信線路設計

應閩

摘 要：隨著通信技術的快速發展，人們對寬帶和網絡的要求也逐漸變高。與傳統的銅纜相比，光纜的帶寬更寬，網絡速率更快，并且還有上網成本低和維護方便等優點，所以光纜的應用也成為了網絡傳輸發展的方向。現在，在大多主干網上光纖化已經得到了廣泛的應用，但在接入網應用方面，傳統的技術已經無法滿足現在的要求，采用光纖為主要傳輸媒介的PON技術正逐步得到廣泛的應用，FTTx成為了接入網發展的目標。以PON技術為核心的通信線路的設計對接入網的速率以及和用戶的體驗都有直接的影響。本文對PON技術做了簡要介紹，其中包含有APON，EPON還包含有GPON傳輸方案。本文重點研究了PON技術在接入層線路上的設計，做出了設計總體流程及對兩種典型類型的小區的線路布局設計。本文對布局相似的小區接入層通信線路有一定參考。

關鍵詞：通信；網絡傳輸；PON技術；線路布局

中圖分類號：TN915.6 文獻標識碼：A

伴隨著城市信息時代的到來，信息技術的快速發展以及人們對于網絡要求的逐漸加強推動著通信及網絡技術快速進步。現在無線通信和接入技術中包含有WLAN、WIFI、WiMAX和部分下一代通信網絡LTE、LTE-A等，有線通信網絡主要包含有xDSL、Cable接入、LAN接入和光纖接入等。而光纖的接入是未來發展的方向。現在國內主干網中已經大量鋪設，相關新技術也得到了快速發展，已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。接入網方面一直沒有取得突破性進展。PON技術的主要技術是ODN中全部使用的為室外無源設備，大大降低了干擾，簡單的網絡結構也易于維護和升級，并且造價相對較低。最近這些年接入網技術在中國實現了高速發展，并持續保持高增長率。隨著用戶對網絡電視和視頻使用，傳統的銅纜已經不能滿足現在客戶的需要。隨著GPON技術的不斷成熟相關規范的逐步完善，必將成為未來光接入網的發展方向。

本文主要對基于PON技術的接入層通信線路進行研究，在PON系統的部分結構和FTTx的接入模式的基礎上充分考慮到光通信器件設備和線路的損耗，此外，還需要考慮實際路由的資源情況的使用情況及實際中用戶數量等情況。

1 PON技術及接入網技術簡述

1.1 PON技術概述

一般來說光網絡分為有源和無源兩種，PON是指無源網絡，無源網絡的特點是使用電復完成分路功能，PON技術的特點是進行分配網絡中不包含電子相關器件和電源。PON網絡主要由光線路終端OLT和光分配網絡ODN以及在用戶終端使用的光網絡單元組成部分包括，其基本結構如圖1所示。

在網絡系統中，OLT的主要作用是為光接入網提供可連接的接口，OLT經過若干個ODN能夠實現與用戶通信。位置設計時可以將OLT放置與交換機內。ODN主要的組成部分為無源器件。在線路中ODN的主要功能為在OLT及ONU之間實現光信號相關功率的分配。ONU指的是用戶側的設備，能夠為用戶提供網絡接口，ONU的主要能夠使將來自ODN的光信號進行轉換處理，使用戶能夠實現與網絡的連接。

1.2 EPON和GPON技術

EPON技術：OLT傳輸到ONU使用的傳輸方式是TDM方式，傳輸數據信息的長度不固定，數據最長可達到1518個字節。每個數據都包含攜帶有特定送達ONU信息的EPON包頭。數據在經過無源光分路器之后送達到ONU，ONU在接收信息時會根據包頭信息只接收自己數據信息，所以用戶的終端只會收到自己的數據。

GPON技術：在和其他的PON技術相比來說，GPON有明顯的速率優勢。GPON傳輸信息使用的是單纖波分復用技術，傳輸速率最大可支持2.5Gb/s。

1.3 接入網技術概述

接入網的定義是對比核心網來說的，通常接入網是用來定義為業務節點接口和用戶網絡接口之間傳輸網絡的部分。接入網的目的就是講用戶連接到核心網，其質量決定這網絡的質量，對運營商而言，接入網是其投資方向和收入來源。

2 接入層通信線路的設計及相關參數分析

隨著接入網技術的不斷發展，基于PON技術的接入網技術在不斷日趨完善和成熟。在接入網建設中，線路設計不但影響著組網方案和運營商投資，更直接影響著光鏈路參數從而影響網絡質量。因此基于PON技術的接入層線路設計無疑成為最為重要的一壞。

2.1 總體設計流程

基于PON技術對接入網線路的設計較復雜，需要做大量的準備工作，設計時要依據實際情況和運營商提出的要求設計合理的接入模式和方案，設計完成之后需要做好預算和設計檢查，圖2為接入層線路工程的設計流程圖。

2.2 相關參數分析

接入層通信的線路設計部僅僅是考慮電纜的走向，還要確定組網的情況，設備的規格及線路的損耗等，接入層情況復雜，主要包含的參數指標有：①選擇的光纖的參數，光纖是接入網建設中的主要媒介，在對光纖進行選擇是需要按照PON網絡的特點要求。光纖主要有單模光纖和多模光纖兩種傳輸模式，常用的為單模光纖。②設備器件安裝位置選擇，ONU設置在用戶的家中，是由安裝人員安裝，設計時主要對光分路器，光纜交接箱進行位置布置。

3 居民線路接入分析與設計

在接入層線路建設時，最廣泛和最主要的網絡用戶是普通家庭用戶，本節主要是針對普通居民住宅的接入網設計。根據經典和新型住宅區的特點進行設計。

3.1 社區的線路設計分析

社區一般有兩種住宅區：城市地區和農村地區，兩種住宅區的分布、特點和需求都不一致。

3.1.1 社區的線路設計分析

農村住宅區城區較遠，居民主要以種植業、養殖業或外出打工為生。農村住宅的特點是住宅低層較多，且住宅沒有嚴格的規劃，網絡用戶需求沒有規律，有的地區需求多，有的則相對較少。基于對成本和實際的考慮，并且為了能夠方便維護，對于農村網絡的建設一般使用光纖直接接入到居民區的模式。

3.1.2 城市居民住宅

在傳統的城市居民住宅當中，5層上下的居民住宅較多，每個單元一般不足13戶，且住戶基本處于工薪家庭，這種小區的特點是網絡用戶較多且相對集中，但大多已經裝設有xDSL或者LAN。隨著網絡需求的提升，可對這些住宅進行FTTx改造，一般可劃分兩種情況：

①相對較老的小區。此類一般建設于20世紀末和21世紀初，小區的業主和小區物業一般接受在樓道內放置光纜。光纜由OLT機房經過交接箱放置到光纜分線箱。通常將光纜分線箱放置與樓道內，用戶的光纜通過外墻面釘放到室內，在進行裝機時ONU直接放置在屋內。

②相對較新的商品房。此類小區大多建設于2005年之后，墻外一般采用貼磚，物業通常不會允許在樓道內鑿洞。此類小區在進行FTTH接入需要較大規模的改造。光纜是由OLT在經過光纜交接箱之后放置到綜合箱ONU，一般將ONU放置于樓道中，可以依照用戶的要求實現連接原因的銅纜。這種擁有相對較新商品房的小區通常使用光交經管道來接入樓道，在對綜合箱ONU進行擴容較繁瑣，所以ONU通常使用100%配比。

3.2 中高層建筑中的路設計

中高層住宅區是針對近年來新建成的樓盤，樓盤通常以10層以上的中高層樓房為主，住戶集中且居住較密集。這種現代的中高層建筑通常在地下室中設有機房。此類小區的FTTH接入條件較好并且需求量大。此種小區一般在建設是就已經接入光纜，小區的光纜線路已經確定，但由于用戶量大，光纜數量多容易造成現有弱電橋架容量不足的現象，不利于維護和管理。因此通常需要再現有條件的基礎上設計新的方案進行稍做改變，達到既可以減少對光纜的投資，又可以加強網絡質量。

結語

PON技術在快速發展中得到了全球電信運營商的推崇，并且其自身的發展也在逐漸偏向質量更具優勢的GPON。在接入網技術的發展中，現在光纜的接入和FTTH是網絡前進發展的目標。PON技術的逐步完善，基于PON技術的接入網技術也使FTTH的接入方式得到了快速發展。本文從PON技術入手，對接入層通信和線路的設計進行了設計和探究。

參考文獻

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