基于PON的接入网络规划
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作者: 乔长力
摘要：随着电信业重组的基本完成，电信市场竞争日益加剧，作为处于快速成长期的宽带业务成为各大运营商争夺的重点之一，宽带提速、接入网络优化的需求日益迫切，光纤网络覆盖得以迅猛发展，本文通过对基于PON的宽带接入网络规划、建设得失的总结分析，以期为运营商今后的工程建设提供参考和借鉴。
关键词：GPON EPON OLT ONU FTTx
自从邮电分营、电信重组以来，国内公众通信网市场由独家垄断经营进入了多家公司的市场竞争阶段。到目前为止，各大运营公司都获取了全电信业务的经营许可，都在试图扩大自己的经营范围，在经营业务上互相渗透，开始由规模型向效益型转变。接入网作为终端用户与网络的承载网，将要实现话音、数据业务、视频、IPTV、大客户专线等多种业务的综合接入。基于PON（无源光纤网络）技术的FTTx宽带光接入网具有高带宽传输、多业务接入、快速接入及QoS保证等诸多优势，必将成为下一代宽带接入网的主流方向。
1 PON技术演进及特点
PON技术的发展经历了APON/BPON、EPON、GPON的过程，WDM-PON和10Gbit/s EPON是PON技术研究的方向。目前主流的PON技术是EPON和GPON。
EPON：2003年由IEEE完成标准化工作，协议实现简单，具备较高带宽，能很好地支持以太网业务，设备成本相对较低，技术成熟度高，分光比最大可达1:64，下行带宽1.25Gbit/s。
GPON：ITU在APON技术的基础上发展而来，沿用了APON的标准协议框架，增加了GEM这一新的TC层帧封装方式，可实现有QoS保证的全业务接入，分光比最高达1:128，下行带宽可达2.5Gbit/s。GPON对综合业务支持好、分光比高，封装效率高，带宽利用率高。
主流厂商均支持EPON和GPON。两种PON技术各有特点（见下表）：
2 网络规划
网络规划原则是将不同业务类型进行分离，采取在OLT端双上行，上行的将语音和数据业务流分开；鉴于组网成本考虑，先不考虑PON网络保护。PON网络组成：汇聚层、OLT、ODN、ONU。
下面分别对网络结构进行分解规划。
2.1 汇聚层网络规划 汇聚层设备通过业务类型，将上网用户直接连至BRAS，语音用户直接连至三层交换机，然后送至软交换侧。
2.2 OLT端网络规划 原则上，OLT应遵循“大容量，少局址”的原则集中设置，OLT尽量利用现有机房设置。对于OLT的设置位置，可根据覆盖区域的用户分布情况，考虑设置在端局、模块局、光交接点接入机房，以减少机房站点数量和维护成本。
OLT上联配置原则：OLT承载语音和数据业务，采用双上联，当双上联中的两条链路峰值或平均带宽利用率超过70%后，对上联链路进行成对扩容。对于VIP用户，可采用PON备份和主干光纤保护等方式增强其可靠性。
OLT下联保护根据业务要求确定，为可选项。可选用主干光纤保护倒换方式和全保护光纤倒换方式。工程建设时根据用户对安全可靠性的需求选择相应的保护方式，其中以采用主干光纤保护方式为主。
OLT冗余保护功能：OLT设备支持电源和主控板1+1冗余保护功能。当主用电源模块和主控板失效发生自动倒换（或者1+1的分布式双电源供电）时系统的业务不受影响。当电源模块和主控板发生倒换后，系统向网管系统上报倒换事件以及倒换触发条件等必要信息。
OLT覆盖范围：在城市区域，以FTTH场景为例，分光比1:32， OLT覆盖范围控制在5km。在农村地区，由于需要大半径覆盖，将分光比做到1:8时，OLT覆盖范围可达20km。在现实的接入网中，绝大多数接入辐射形状近似正方形。
VLAN规划：由于用户多业务的需求，且每个业务都需要一个独立VLAN，故应遵循如下原则。①FTTx统一规划，每个用户预留业务应用，采用QinQ方式实现单用户多业务VLAN，避免造成VLAN使用无秩序问题；②用户侧VLAN配置要全局一致，实现终端的统一配置；③网络侧应用QinQ，实现多业务上行。
2.3 ODN规划 ODN是基于PON设备的光缆网络。其作用是为OLT与ONU之间提供光传输通道。ODN应以树型结构为主，从局段到用户端一般可划分为主干光缆段、配线段和驻地网段，涉及到无源设备分光器。
主干光缆路由选择时应尽量稳定，优先选择管道铺设方式，其次直埋和杆路。在市区，主干光缆要成环形结构。农村地区，主干光缆可成链型或者星型结构。
配线光缆需根据用户的实际需求建设。
驻地网建设为减少投资，最好由开放商投资，运营商施工。
分光器配置：在保证一定的PON口使用效率的前提下，尽量将分光器靠近光用户接入点，降低光缆芯数占用需求。ODN组网时尽量采用一级分光。城市区域由于用户比较集中而且到OLT的距离较近，当采用一级分光，应用1:32的光分路器。农村区域由于用户比较分散，而且到OLT的距离一般较远，宜选用分光比为1:8或1:4等小分光比的光分路器以增大OLT的覆盖距离。VIP用户需要实行光纤链路保护时，可以采用2:N光分路器。
2.4 ONU规划部署 对于FTTH应用场景，应尽量将ONU设置在用户家里，避免安装在门口或楼道里；对于FTTB/C/O等应用，可选择将ONU放置在大楼楼道或竖井机柜、室外交接箱等不同位置。对于ONU的供电，尽量就近取交流220V市电，由于设备分散，不采用集中供电方式，不配置后备电源。
3 结束语
接入光纤化不仅使接入提速，也使传统的城域网发生了改变。随着光网建设，三网合一的实现会越来越近。宽带接入的建设模式的转变，运营商经营和维护的模式也会随之改变，势必会大大提高互联网的发展，必将加快颗粒业务应用的发展。
本文概括了PON网络的一些特点，总结了工程建设中一点经验，供读者探讨、指正，同时希望有益于运营商基于PON的光纤宽带接入网络的发展和建设。
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