EPON技术在气象园区光纤入户改造中的应用

陈红

摘要：采用EPON技术对气象园区实施光纤入户改造，实现了“三网融合”，大大提升了园区用户体验，有效保障了园区各业务平稳高效运行。

关键词：三网融合; EPON;FTTH

中图分类号：TP393        文献标识码：A        文章编号：1009-3044（2019）01-0028-02

1 引言

作为机关部委最大的专用通信网络之一，国家气象信息中心园区电讯网络现已拥有7000线电话、3000线宽带用户和2000线有线电视用户。近年来，园区电讯以“三网融合”为目标，不断加强业务建设，完成了园区基础光纤网络建设，实现了气象局大院办公和住宅楼光纤到楼、同轴线路入户。在电信运营商大规模FTTH（光纤入户）组网建设的推动下，EPON无源光网络技术不断成熟，采用该技术进行高速宽带网络建设已成为目前电信运营的发展目标。2016年，园区电讯基于光纤基础网实施了南区1-5号楼光纤入户网络改造，采用EPON技术进行了光纤入户试点，积累了光纤入户改造经验。2017年，园区电讯在前期试点基础上，全面推进气象局大院住宅楼光纤入户改造，实现了大院全部住宅楼宇光纤入户。

2 关键技术

EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络），是基于以太网的光网络技术。EPON系统由局端设备OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、用户端设备ONU（Optical Network Unit，光网络单元）以及光分配网ODN（Optical Distribution Network，光分配网）组成，OLT与ONU之间仅有光纤、光分路器等无源光器件，见EPON系统结构图1。

EPON使用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）技术，在一根光纤上传输收发信号：上行方向，各ONU采用时分复用TDMA（Time Division Multiple Access）技术，利用1310nm波长传输数据;下行方向，OLT发出的信号以广播方式利用1490nm波长发给所有的用户，实现在一根光纤上同时传输上下行数据流且相互不影响。EPON可以提供1.25 Gbps的上下行带宽，传输距离可达10-20 km，支持最大光分路比1：64，并可方便灵活地根据用户需求的变化动态分配带宽。EPON技术具有点到多点结构、无源光纤传输、与以太网兼容等特点，已成为互联网接入主要技术方向。

3 方案设计

3.1 设计目标

1）延伸光纤网络至用户门口， 实现园区26栋住宅楼电讯传输线路光纤化。

2）满足用户多媒体电话、高速网络宽带、互联网视频“三网融合”的业务发展需求。

3.2 设计内容

根据住宅区分布及光缆基础网现状，光分配网由干线光缆、楼宇接入光缆、单元接入光缆、单元内光缆组成，采用二级分光方式设计，第一级分光设置在干线光缆与楼宇光缆之间，第二级分光设置在楼宇单元光缆与单元内光缆之间。见下图2。

3.2.1 干线光缆

干线光缆连接园区电讯机房与楼宇接入光缆，实现光信号的干线传输，干线光缆利用现有的光缆基础网。在光缆基础网络中，南区18号楼为南住宅区光纤汇聚点，东区7号楼为东住宅区、北住宅区的光纤汇聚点，两个光纤汇聚点和局总机机房三点之间已铺设了48芯光缆，互联成住宅区的骨干光缆环。南区18号楼与局总机之间的22对光纤作为光分配网的南区干线光缆，东区7号楼与局总机之间的23对光纤作为光分配网的东区干线光缆，实现EPON光信号的干线传输。在南区汇聚节点、东区汇聚节点分别安装光分路器，设置第一级分光点，通过分光器连接楼宇间光缆，将光信号传输至各楼宇单元。

3.2.2 楼宇接入光缆

楼宇接入光缆连接干线光缆与单元接入光缆，将光信号接入到各楼宇。楼宇接入光缆大部分可利用现有的光缆基础网，对未敷设或光纤资源不足的11栋楼宇接入光缆进行重新敷设。

3.2.3 单元接入光缆

单元接入光缆，连接楼宇接入光缆，将光信号接入到各楼宇单元。单元接入光缆需新建，共计26栋楼101个单元，由各楼宇光缆交接箱至各单元分光器箱间分别敷设1条4芯室外光缆，并安装分光器设置第二级分光。

3.2.4 单元内接入光缆

单元内光缆连接单元接入光缆，将光线号传送到住户门口。单元内光缆需新建，由各自单元的分光箱至本单元内的每个户门口独立铺设2芯皮线光缆，垂直管路使用标称直径50mm的 PVC管，水平管路使用100mm*45mm型号PVC线槽，在门口安装接线盒，为后期光纤入户提供条件。

3.2.5 分光器

分光器是将1路光信号分配到多路光纤的无源器件，采用目前广泛使用的PLC型盒式分光器，接头为FC/APC头。根据EPON技术要求中的分光器设计原则，一级分光器共47台，其中南区22台，东区25台;二级分光器共160台，其中南区各单元67台，东区各单元93台。

3.3 技术要求

1）EPON技术要求单光源（PON口）覆盖最多64用户，当超过64户时，需启用新的光源PON口，另行添加分光器，进行再分配。

2）EPON技术分光器的分路数为2n，常用的有2路分光，4路分光，8路分光，16路分光，32路分光，64路分光;分光器分路数越多其插入衰耗值越大。当需要的分光器的分路数介于两种分光器型号之间的数量时，选择分光路数较大的分光器。

3）光链路系统的全程传输衰耗要满足EPON技术的设备要求，最大衰耗值不大于33dB。

3.4 技术指标

3.4.1 光纤衰耗指标

光纤链路衰耗≤0.4dB/km，熔接接头衰耗≤0.1 dB，光缆活动接头（耦合器）衰耗≤0.5dB/个。

3.4.2 分光器衰耗指标

3.4.3 光鏈路全程衰耗指标

由局总机机房至用户端光链路全程衰耗不大于31dB。衰耗计算：系统链路全程衰耗=光纤衰耗+熔接衰耗+分光器插入衰耗+活动接头衰耗。

4 业务实现

气象大院园区FTTH组网由业务系统、光分配网及PON（ONU 及OLT组成）系统组成，见图1。

1）为实现园区现有业务（有线电视、数据网以及电话），我们采用双纤三波解决方案：一根光纤传送有线电视信号，采用FC/APC光纤接口，由1550nm承载;另一根光纤承载数据和电话信号，采用SC/PC光纤接口，上行用1310nm，下行用1490nm承载。这样，数据和有线电视信号分别传输互不影响。

2）OLT设备使用ISCOM5508B，该设备提供12个PON口，6个GE上联口。其中，双互联网出口占用2个GE口， 1个GE口用作电话交换，1个GE口用作网管，其余留作备份。为不同业务划分不同的Vlan来加以区分，宽带和互动电视共用同一Vlan。

3）ONU设备使用ISCOMHT825，该设备具有无线路由器功能，在以往维护中常遇到用户忘记上网密码、路由器复位后需要重新设置等问题，为减少维护量，经与运营商协商启用了远程网管ONU的功能。

4）用户通过PPPoe（ONU内置）拨号请求认证后上网。

5 结语

采用EPON技术对气象园区实施光纤入户改造，减少了有源设备的使用，降低了网络中断概率，简化了网络结构，实现了“三网融合”，大大提升了园区用户体验，有效保障了园区各业务平稳高效运行。

参考文献：

[1] 刘增基，周洋溢.光纤通信[M]. 2版.西安：西安电子科技大学出版社，2009.

[2] 张引发，王宏科.缆线路设计施工与维护[M].北京：电子工业出版社，2007.