PON技術在寬帶接入網改造中的應用

林躍偉

摘 要：PON技術作為一種新型技術，可以實現多個用戶共享同一套設備、同一條光纜和同一個光分路器，作用日益明顯。圍繞基于PON技術的寬帶接入網改造，分析了PON技術的應用，對接入網的PON改造計劃和步驟進行了詳盡的介紹和探討，對改造工程中技術實施的可行性、經濟性進行了研究，為今后的設計工作提供了參考和借鑒。

關鍵詞：接入網；寬帶改造；PON；組網策略

中圖分類號：TN929.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.147

PON（無源光網絡）作為一種新興的覆蓋最后1 km的寬帶接入光纖技術，是一種基于P2MP拓撲結構的物理層上網絡技術，下行采用波長為1 490 nm的廣播方式，是點對多點的物理網絡，OLT始終擁有整個下行帶寬；上行采用波長為1 310 nm的TDMA技術，是多點對一點的網絡，多個ONU都向一個OLT發送數據，用2個不同波長實現了單纖傳輸雙向數據。在鏈路層使用以太網協議，利用PON的拓撲結構實現了以太網的接入，可提供上、下行對稱的1.25 Gbit/s線路傳輸速率，具有同時傳輸TDM、IP數據和視頻廣播的能力。TDM和IP數據采用IEEE802.3以太網的標準，還可擴展第三個波長（通常為1 550 nm）實現視頻業務廣播傳輸。

1 當前電信接入網存在的問題

寬帶接入網是當前寬帶網建設的主要問題，在整個通信網中占有重要地位，其不僅關系到骨干網資源的配置，更直接影響著用戶對通信網絡的使用。本文簡要介紹了電信接入網的建設現狀，并討論了目前存在的一些問題。

1.1 網絡設備的交換能力亟待提高

正在使用語音的電路交換與數據的報文分組交換通信技術未滿足用戶日益增長的高帶寬需求。當前使用ADSL用戶比例占63%，DSLAM設備母板的數據包處理（存儲轉發）速度最大只有2 Gbit/s，母板總容量和交換能力差；下載與上傳時間長，無法做到“有需就有供”，影響數據即時（視頻和多媒體）通信質量，網絡速度亟待改造提高。

1.2 傳輸電纜線路嚴重老化

大部分銅纜通信線路年久老化、故障點多、障礙報修率高。

1.3 建設投入與運營成本居高不下

銅纜媒質傳輸數據因受遠、近端串擾等因素的影響，其材質要求特別高，導致單價較高。密集型用戶的大型住宅小區資源不足，有擴容需求，與現有光纜資源不足之間存在問題。

2 接入網PON改造實施及存在的問題

接入網是電信網絡的重要組成部分，直接面向用戶提供各種通信服務，與用戶寬帶業務體驗以及滿意度緊密相關。選擇該綜合片區作為PON改造試驗點的原因為其具有代表性，特點為用戶狀態多樣、市場細分情況復雜、現有接入網組網方式多樣，具體如表1所示。如何突破出這一困境，選擇技術提速改造是最佳出路。

2.1 ODN光鏈路改造

住宅小區的原先已在運營接入網為FTTB+LAN，中心機房至樓道交換機為點到點的2芯光纜連接，樓道交換機至用戶終端為五類線連接。在此網絡上，采用二級分光，改造成FTTH覆蓋，原有部分分支光纜需利舊（難點之一）。安排線路班按設計的光纜路由圖敷設光纜，機柜上部分固定至局房的主干光纜，用于連接至華為MA5680T的OLT上，中間5檔安裝1∶16光分路器5只，下部分固定至小區樓道4芯光纜分纖箱，箱內安裝3至4片1∶4光分路器（覆蓋12～16戶用戶）。

2.2 OLT設備數據配置

OLT設備采用華為MA5680T（B平面），其業務類型為IPTV+PPPOE+AG+網管，將以下數據配置到MA5680T內：①PPPOE數據。通過PPPOE撥號動態獲取公網IP地址，VLAN范圍為1 001～1 800。②AG數據。上聯GSR時，IAD地址規劃采用每個PON口8個C地址，通過DHCP動態獲取IP；媒體信令地址（IAD私網網段）采用10.13.0.0/16，VLAN范圍為41～50。③設備網管。采用192.168.0.0/16地址段。

3 問題解決方法及組網策略

3.1 解決方法

3.1.1 改造被迫停工的對策

老式住宅小區施工改造被停止的解決辦法是ODN傳輸光纜改造與割接同步進行，從而有效控制斷網時間。經慎重分析后決定，從小區中心機房至門洞每更換一根光纜，熔接后立即割接該門洞內的用戶，從更換光纜到用戶在線割接，必須在12 h內完成；敷設臨時光纜以解燃眉之急，但會增料和誤工。

3.1.2 ODN網光鏈路故障的解決方案

接入網改造為PON傳輸的ODN網時（波長為1 310 nm），每條光鏈路的總損耗要嚴格控制在2.5 dB以下，包括增強型的OLT發送光功率應控制在0.9～2.3 dB之間，ONU/ONT接受光功率的靈敏度為-15 dB，光鏈路損耗過大，必然影響改造網絡的通信質量。在ODN網絡施工過程中，通過施工一段采用OTDR和光功率計測試一段的辦法，嚴格按ODN網絡要求處理不符合標準的光鏈路，重新熔接或整理光纜彎曲半徑，對故障一一解決。

3.1.3 OLT上行ping不通問題的解決方案

登錄到MA5680T上發現，上聯匯聚交換機CX600不存在問題；在局房現場的CX600匯聚交換機與MA5680T安裝處發現，MA5680T其中的一路上行至相鄰柜的CX600交換機的距離太近，光跳纖總長度只有6 m，原因是OLT的這一路上聯的發送光信號過強，為2.7 dB，而6 m長的光鏈路損耗只有0.2 dB，導致與CX600交換機產生數據組塞而不通。

上述問題的解決方法是在MA5680T與CX600匯聚交換機之間SC>LC光跳纖上套接衰減值為5 dB光衰減器，然后再登錄MA5680T，用命令ping到CX600成功，至此問題解決。

3.1.4 OLT端口覆蓋數的調整方法

ATKKping測試丟包結果偏高、網絡延時較長的6個用戶特點是位置分散在整個住宅小區里，似乎毫無規律可言。經對整個改造的PON網絡每層節點逐層分析，把問題集中到了局房OLT上每個PON口覆蓋用戶（ONT）數量上，其最大值是64，建議值為32，而本改造工程采用的實際數是其最大值64.基于這點，我們提出了一個想法：重新調整PON端口覆蓋數，小區中心機房里增裝15個1：8的一級光分路器，在原一級光分為1∶16上疊加二級為1∶4的ODN上，調整為一級光分為1∶8上疊加二級為1∶4的方法，由原實施的1個PON端口下覆蓋64戶（16×4）調整為32個（8×4）用戶，雖然增加了15個1∶8的一級光分路器材料，但可徹底解決終端用戶的丟包率與網絡延時問題。

3.2 PON組網策略

一般而言，PON應用組網可以分為3種方式，即FTTH、FTTO、FTTB+X。每種方式對應的PON系統都能給各種用戶帶來不同的體驗，運營商可依據覆蓋用戶區域情況選擇適合自身的組網策略。

3.2.1 FTTH光纖到家

FTTH最好地體現了PON技術的組網優勢，其組網方案為：OLT安裝在局端或小區中心機房，一級光分路器放置在室外光交接箱內，二級光分路器放置在樓道光分纖箱內，ONT放在用戶家中。FTTH組網方式要求PON提供多種業務接口以支持三網合一，實現多業務的綜合接入。

3.2.2 FTTO光纖入辦公室

PON的FTTO組網可以很好地解決需要高帶寬的商業用戶接入。由于OLT設備支持FE/GE、E1、STM-1三種接口，作為直接面對用戶的終端設備ONU，支持FE、E1、POTS接口。對于政企客戶，由于業務的可靠性要求很高，應盡可能實現干路光纖與支路光纖的雙纖保護倒換。

3.2.3 FTTB+X光纖到樓

PON也可以用作樓道交換機或DSLAM的匯聚上聯手段，實現FTTB+X（DSLAM或LAN）組網。基于PON技術的FTTB+X應用主要包括PON+DSLAM和PON+LAN方式。在這種應用中，OLT放在局端，光分路器放置在小區室外光交接箱內或機房室內，MDU放置在帶有220 V市電的樓道設備箱內，DSLAM或LAN交換機集中樓道內用戶語音電纜和五類線。

4 結束語

綜上所述，運營商對接入網進行改造升級突破了接入網的瓶頸。實際工程的改造結果表明，利用PON技術進行寬帶化改造，能有效提高網絡傳輸速率，提升網絡對業務的支撐能力，且在節省設計時長、提高設計效率、節省工程投資方面都有較大的意義，能切實提供強大的網絡能力，滿足運營商及客戶的高信息量需求，增強運營商的競爭力。

參考文獻

[1]劉冬.PON技術在寬帶接入網中的應用[D].南京：南京郵電大學，2012.

[2]羅浩.基于PON技術的接入網規劃建設之研究[J].科研，2016（12）.

〔編輯：張思楠〕