戴泉沁

（中國聯(lián)通 上海市分公司，上海 200063）

0 引 言

電信領(lǐng)域中最理想和追求的最終目標是采用FTTH綜合接入手段。即便FTTH的推進經(jīng)歷了幾次起落，但技術(shù)標準卻在不斷完善，通信設(shè)備所使用的光電設(shè)備價格持續(xù)降低，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更是推動了用戶對寬帶的需求日益增長。近些年來，F(xiàn)TTH得到了快速發(fā)展，我國的一些電信企業(yè)也在積極嘗試開展FTTH試驗網(wǎng)建設(shè)工作，為技術(shù)的普及積累經(jīng)驗[1]。目前采用EPON技術(shù)的寬帶接入是FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心內(nèi)容，因此本文將對基于EPON技術(shù)的FTTH工程設(shè)計及接入網(wǎng)的實現(xiàn)進行分析。

1 采用PON實現(xiàn)FTTH的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

PON是目前解決接入網(wǎng)和實現(xiàn)FTTX的最具吸引力的技術(shù)。按照信號分配方式，PON可以分為兩種，一種是功率分割型無源光網(wǎng)絡(luò)（Power Segmentation Passive Optical Network，PSPON），另一種是波分復(fù)用型無源光網(wǎng)絡(luò)（Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network，WDMPON）。功率分割型無源光網(wǎng)絡(luò)主要以星形耦合器分路為主，上/下行傳送應(yīng)用了TMMA/TDM的方式完成信道帶寬的共享，OLT發(fā)出的信號通過分路器向各個ONU傳送。PON上應(yīng)用波分復(fù)用技術(shù)便形成了WDMPON，它的分路采取波長分路器，主要由陣列波導(dǎo)光柵構(gòu)成，對下行信號進行解復(fù)用后然后向指定的ONU進行分配，上行信號經(jīng)過光纖傳送至OLT。當(dāng)前情況下，WDMPON面臨的主要問題是器件的成本太高，很多器件仍然處于研發(fā)階段[2]。

FTTH系統(tǒng)主要由OLT、ONU/ONT以及ODN共3部分組成。FTTH系統(tǒng)具體可以分為單星形與雙星形方式。單星形方式不具有無源光分路器，光纖的傳輸由端局至用戶端，由于采用以往銅線電纜占用了大量的光纖資源，因此浪費了大量光纖帶寬資源，這樣的配線方式往往極不經(jīng)濟，大規(guī)模建設(shè)FTTH時不應(yīng)采用此方法[3]。

2 接入模式與組網(wǎng)方案

2.1 接入模式

小區(qū)EPON接入模型如圖1所示，以每幢樓16層、每層樓兩戶的小區(qū)為例，實際設(shè)計施工時，根據(jù)用戶數(shù)量調(diào)整分光器的數(shù)量和規(guī)格。

圖1 小區(qū)EPON接入模型

具體來看，在樓道內(nèi)安裝分配箱，并在箱內(nèi)安裝分光器OBD，敷設(shè)普通單模通信光纜連接OLT與OBD，總長度＜20 km。在各樓層安裝終端盒，盒內(nèi)預(yù)留FA光纖配線接頭，如果用戶數(shù)量少，終端盒可以直接入戶。敷設(shè)皮線光纜連接OBD和樓層終端盒，用戶ONU和終端盒間敷設(shè)高強度尾纖，在業(yè)務(wù)開通時，在FA預(yù)留接頭處跳接，ONU至OLT全程光路接通，進行相關(guān)性能和業(yè)務(wù)測試[4]。

商務(wù)樓EPON接入模型中，在商務(wù)樓宇各樓層樓道內(nèi)安裝分配箱，并在箱內(nèi)安裝分光器OBD，每個OBD按照每層用戶數(shù)量多少，設(shè)計負責(zé)一層或連續(xù)多層。敷設(shè)普通單模通信光纜連接OLT與OBD，總長度＜20 km，如有必要，可在樓內(nèi)或大樓附近安裝光交接箱，并負責(zé)OBD上聯(lián)光纖跳接。安裝用戶終端盒，盒內(nèi)預(yù)留FA光纖配線接頭，根據(jù)用戶分布情況，可選擇終端盒直接入戶，或者一個終端盒負責(zé)連接多個用戶。敷設(shè)皮線光纜連接OBD和樓層終端盒。用戶ONU和終端盒間敷設(shè)至少2芯高強度尾纖，分別用于數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)單獨的光路通道，在業(yè)務(wù)開通時，在FA預(yù)留接頭處跳接。ONU至OLT全程光路接通，進行相關(guān)性能和業(yè)務(wù)測試[5]。

2.2 FTTH組網(wǎng)方案

本文對FTTH組網(wǎng)方案的討論，是將ONU直接安裝在用戶家里。當(dāng)然在實際的實施過程中，在家里安裝ONU也會遇到各種類型的問題。在業(yè)務(wù)接入方面，通?？梢圆捎脙煞N方案，一是由ONU提供FE、POTS以及CATV視頻接口等用戶接口，二是由ONU提供FE接口，接入的實現(xiàn)主要是通過下掛家庭網(wǎng)關(guān)來完成[6]。

3 電信公司FTTH光纖接入網(wǎng)的實現(xiàn)

3.1 總體要求

基于EPON技術(shù)對FTTH光纖接入網(wǎng)進行設(shè)計，設(shè)計某電信局一電信分局至某科技大廈和某小區(qū)FTTH光纖接入網(wǎng)。該設(shè)計遵循某電信局FTTH建設(shè)的總體要求，采用點到多點（P2MP結(jié)構(gòu)）的EPON技術(shù)構(gòu)造單纖雙向光纖接入網(wǎng)絡(luò)，采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星形結(jié)構(gòu)。本結(jié)構(gòu)主要由OLT設(shè)備、ONU設(shè)備以及ODN設(shè)備3部分組成，要按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和容量開展必要的需求計算，確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基本配置，詳細設(shè)計網(wǎng)絡(luò)側(cè)OIT、用戶側(cè)ONU以及ODN光分配網(wǎng)絡(luò)[7]。

3.2 接入網(wǎng)設(shè)計方案

根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，某電信公司將在某科技大廈與某小區(qū)實施FTTH光纖接入網(wǎng)建設(shè)工作，總體設(shè)計方案如圖2所示。本設(shè)計方案的接入網(wǎng)絡(luò)主要是點到多點（P2MP）結(jié)構(gòu)，使用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從地理位置上看，電信公司臨近某科技大廈與某小區(qū)，所以可以將OLT設(shè)備直接安置在電信公司的中心機房中，采用烽火通信生產(chǎn)的OLT設(shè)備，型號為AN5116，這個型號的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)不同上聯(lián)口分別連接不一樣的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。采用V5/PRI接口來聯(lián)結(jié)PSTN網(wǎng)絡(luò)，IP局域網(wǎng)和IPTV網(wǎng)絡(luò)主要是在GE/FE光/電口上實現(xiàn)聯(lián)結(jié)，H.323和H.248等協(xié)議實現(xiàn)交換網(wǎng)絡(luò)的連接過程，E1業(yè)務(wù)主要在STM-1上聯(lián)口上實現(xiàn)，CATV業(yè)務(wù)承載在1 550 nm的透明波長，在圖形化網(wǎng)管的配合下為系統(tǒng)建立了穩(wěn)定而強大的OAM[8]。

圖2 FTTH的總體設(shè)計方案示意圖

同樣采用烽火電子生產(chǎn)的ONU設(shè)備，型號為AN5006。在用戶端，通過不同系列型號的AN5006用戶機可以為用戶提供多樣化的選擇。本系列能夠為用戶提供數(shù)據(jù)視頻、音頻以及E1專線多元化的業(yè)務(wù)內(nèi)容，三網(wǎng)的融合依靠的是“單纖三波”技術(shù)，能夠適應(yīng)諸如居民住宅、商業(yè)大樓以及網(wǎng)吧等集中接入用戶的場所。ONU按照用戶的類型采取了不一樣的設(shè)備放置方式，特別是FTTH的普通居民住宅用戶，通常是將EPON ONU安裝在用戶的家中，實現(xiàn)光纖入戶的直接利用。采用FTTB的居民住宅用戶，EPON ONU常常安裝于住宅樓的豎井內(nèi)，通過用戶家中的電話線或者五類線入戶。采用FTTO的商業(yè)用戶，EPON ONU通常安裝在用戶辦公場所，類似于FTTH的普通居民住宅用戶，直接實現(xiàn)光纖的接入[9]。

無源光分路器設(shè)備也是采購自烽火通信公司，規(guī)格是1:32。這個網(wǎng)絡(luò)采用了e-Fim ANM2000寬帶接入網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，進行日常的系統(tǒng)管理及相關(guān)的維護工作。OLT與ONU存在著主從通信的關(guān)系，ODN在OLT與ONU之間發(fā)揮著光傳輸?shù)淖饔?，主要功能是完成光信號功率的分配。該方案可以很大程度上實現(xiàn)PSTN網(wǎng)絡(luò)和NGN網(wǎng)絡(luò)之間的相互兼容，能夠通過一條光纖實現(xiàn)普通電話、寬帶數(shù)據(jù)以及模擬電視等多個業(yè)務(wù)的傳輸功能，使得光纖入戶和三網(wǎng)融合成為了可能[10]。

3.3 OLT與ONU設(shè)計

3.3.1 網(wǎng)絡(luò)側(cè)OLT設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)側(cè)的OLT設(shè)計過程中，使用的OLT設(shè)備是AN5116，本設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)置了GE、E1（V5.2）、模擬電視光口以及STM-1光口等4處接口，實現(xiàn)了多種網(wǎng)絡(luò)的接入與傳輸功能。運用“單纖三波”技術(shù)，通過一根光纖就可以將多個業(yè)務(wù)傳輸?shù)脚R近的用戶處。無源光分路設(shè)備主要功能是完成光分支，通過分支光纖連接至最終用戶端。

3.3.2 用戶側(cè)ONU設(shè)計

該設(shè)計方案中，在光纖入戶后由AN5006ONU設(shè)備將光信號終結(jié)轉(zhuǎn)換為多種電接口，為電話機、綜合接入設(shè)備（Integrated Access Device，IAD）、計算機以及IPTV機頂盒等提供接入，為用戶提供全業(yè)務(wù)的接入。下面針對用戶不同的業(yè)務(wù)要求分別討論ONU連接用戶終端的情況。

（1）單純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入。FTTH和FTTO單純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入是指用戶家中已有PSTN電話，本次工程只需要提供高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)。利用AN5006ONU提供RJ45以太網(wǎng)接口，連接用戶計算機，供用戶進行高速上網(wǎng)。

（2）語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入。要實現(xiàn)FTTH和FTTO語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的混合接入，就需要AN5006ONU提供1個RJ1l接口和1個RJ45接口，RJ1l接口連接電話機，RJ45接口則與計算機相連接，可以實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

（3）語音數(shù)據(jù)和IPTV業(yè)務(wù)接入。混合接入是指實現(xiàn)FTTH、FTTO語音、數(shù)據(jù)以及IPTV業(yè)務(wù)的混合，這時AN5006 ONU的接口設(shè)置主要包括1個RJ11接口和兩個R45接口。RJ11接口與電話機相連接，RJ45接口1個與電腦連接，另外1個與IPTV的機頂盒相接。

4 結(jié) 論

電信業(yè)務(wù)的市場化催生了接入網(wǎng)技術(shù)，面對激烈的用戶網(wǎng)絡(luò)接入市場競爭，接入網(wǎng)這種新技術(shù)的出現(xiàn)更是為各大電信運營商提供了競爭利器。在接入網(wǎng)的技術(shù)體系中可以采用不同的接入系統(tǒng)，也可以采用不同的傳輸系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的排列組合也往往不一致，具有較為復(fù)雜的技術(shù)構(gòu)成。本文對FTTH工程設(shè)計規(guī)范及EPON實現(xiàn)FTTH的工程實際方案等內(nèi)容進行了介紹，現(xiàn)在的EPON產(chǎn)品發(fā)展已經(jīng)較為成熟，不過在動態(tài)帶寬分配和加密等相關(guān)的業(yè)務(wù)上仍缺少統(tǒng)一的規(guī)范作為指導(dǎo)，同時未實現(xiàn)芯片級的互聯(lián)互通。與xDSL和LAN等傳統(tǒng)的寬帶接入相比，本技術(shù)的成本仍顯偏高，GPON具有復(fù)雜的標準而且標準的制定時間不長，很多的技術(shù)內(nèi)容仍然不成熟，具有較高的成本。相比之下，EPON技術(shù)就簡單很多，具有很強的可擴展性，設(shè)備性能穩(wěn)定且成熟，成本下降顯著，能夠適用于很多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的應(yīng)用場合中。EPON技術(shù)成為了當(dāng)前寬帶光接入與FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所使用的的核心技術(shù)，需要指出的是該技術(shù)對TDM業(yè)務(wù)的承載能力仍需要繼續(xù)檢驗。