简议PON技术在光纤接入网中的发展应用

王代飞

摘要：随着互联网的广泛普及，用户对业务需求也更高，因此现有铜缆的接入模式已经不能适应高速率的电信业务需求。带宽高、扩展性好、运维成本低的宽带光纤接入技术得到了成熟应用，并成为了当前宽带接入的主流。本文简要论述了PON技术在光纤接入网中的应用，以供大家参考。

关键词：PON技术;光纤;接入网;应用;

一、前言

现代通信网包括核心网和接入网。核心网是集数字化、智能化、宽带化和光纤化的多业务网络;而接入网主要是语音、数据和动态图像等综合全业务的承载聚集地，采用PON技术将OLT节点逐渐下沉到业务密集区，接入层由铜缆网逐渐向光接入网（FTTX）演进是现阶段接入网发展的方向和最佳选择。

二、PON技术概述

PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络，无源是指光分配网（ODN）中没有任何电子器件和电源，ODN全部由光纤、光分路器等无源器件组成。PON 传输采用波分复用技术（WDM），下行数据采用1490nm 波长，上行数据采用1310nm 波长，能够实现单线双向传输。

三、PON技术的优点

（一）成本低、运维简便。PON 结构在传输途中不需电源，没有电子部件，系统初期投入低，长期运营成本和管理成本低。无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，能够广泛使用。

（二）占用局端资源很少，能够提供非常高的带宽。PON是一点对多点的传输网络结构，最高分光比可达1：128，极大地节省了光纤资源。PON主要有EPON和GPON两种主流技术，EPON 目前可以提供上下行对称的 1.25Gb/s 的带宽，并且随着以太网技术的发展可以升级到 10Gb/s，GPON 可提供高达 2.5Gb/s 的带宽。

（三）服务范围广。采用PON技术而进行FTTX接入的用户，由于具有高达1：128的分光比，可以服务大量用户，节省了建设投资。

（四）带宽分配灵活，服务有保证。G/EPON 系统对带宽的分配和保证都有一套完整的体系，可以实现用户级的 SLA。

四、PON技术的发展

随着互联网和智能手机的发展，用户需求由单一的语音通信业务发展到目前互联网电视、网络视频会议、赛事活动现场直播、在线大型网游和购物、在线支付等诸多高带宽业务及多业务需求发展转型。接入网市场竞争不断加剧，FTTH（光纤到户）、三网合一、综合接入正逐渐成为接入网的三大重要表现形式。PON系统可提供高质量和高速率的带宽服务，在中小型甚至大型企业是非常经济适用;PON技术也将大量应用在集成数据、音频、视频业务及整合F1/E1传输电路、视频监控业务和宽带升级改造。

五、PON技术在光纤接入网中的应用

随着接入网技术的不断发展，基于PON的接入网技术在不断日趋完善和成熟，在接入网建设中，线路设计不但影响着组网方案和运营商投资，更直接影响着光链路参数从而影响网络质量。因此接入网线路设计无疑是PON应用中的最重要一环。

（一）通信线路整体的设计规划。PON技术应用于接入层通信线路设计的过程相对复杂，因此在设计初始阶段，需要根据用户的需求进行现场勘查，然后根据勘查结果选定光纤接入模式和方案，还要绘制光缆路由图、配置图以及组网拓朴图，统计工程量、设备材料用量，根据需求设定设计标准和参数，对线路损耗展开准确地计算，并进行有效地预算[1]。

（二）网络结构设计。对于网络结构设计，要考虑用户密度和未来业务扩容问题。OLT覆盖半径为5～15km，在确定PON接口数量时，需要根据ODN组网方案和ONU设备规模进行合理选择，设置一定冗余量，方便系统维护[2]。另外，还要根据工程规模和用户需求选择ONU类型，但避免多型号设备的同时接入。一般采取FTTH接入方案时，可采用e8-C设备终端，满足用户的VOIP/IPTV和网络服务需求。在ODN设计方面，一般采用树形结构或环形结构，如果目标场景的管线资源不足，可以采用树形递减或无递减结构。此外，在光缆线路设计方面，应合理配置光缆芯数，其中主干线设计需要考虑后期的业务扩容需求，根据光分配点大小等因素确定光缆规格。在配线设计中也要考虑扩展需求，根据收敛比选择光缆规格。

（三）通信线路的参数分析。设计接入层的通信线路时，不仅需要考虑线路走向以及配置，而且还要考虑组网方式，并充分了解所有设备规格，能够准确估算出传输线路的光鏈路损耗。在设计接入网接入方式时，需要考虑的参数指标主要包括两个方面：光纤参数和设备的位置[3] 。光纤是接入网的主要媒介，对于网络性能的影响非常大，在选择光纤参数时，应充分考虑 PON 网络的实际特点以及业务需求来选定参数。设备的安装位置对于接入网的质量和网络运行维护的效率至关重要，其中光缆交接箱、光分纤箱（盒）、以及光分路器安装位置的选择要引起重视很，比如分纤箱应设在哪个楼层更方便收敛用户，也方便施工布线。

（四）普通家庭用户光纤宽带接入改造。在接入层线路建设中，大多是普通家庭用户。随着普通家庭用户业务需求的提升，可对这些住宅进行改造，一般可划分三种情况改造：

①老旧区。此类小区的业主和小区物业一般接受在楼道内放置光光缆。光缆由OLT机房经过交接箱放置到光缆分纤箱。通常将光缆分纤箱放置在楼道内，入用户光缆通过外墙面钉放到室内，在进行装机时ONU设备直接放置在用户屋内。

②较新小区。此类小区在进行FTTH接入需要较大规模的改造。光缆是由OLT机房经过光缆交接箱之后放置到综合箱ONU设备，一般将ONU放置于楼道中，可以依照用户的要求实现连接原有的铜缆。这种相对较新商品房的小区通常使用光交箱，并经管道引接入楼道，在对综合箱ONU进行扩容较繁琐，所以ONU通常使用 1 0 0%配 比。

③中高层建筑。中高层住宅区是针对近年来新建成的楼盘，楼盘通常是10层以上的中高层住宅为主，住户集中且居住较密集。这种现代的中高层住宅通常在地下室中设有机房。此类小区的接入条件较好需求量大。通常需要在现有条件的基础上设计新的方案进行稍做改造即可，达到既可以减少对光缆的投资，又可以加强网络质量。

六、总结

总之，PON接入技术具有高宽带、长传输距离、大容量、减少光纤资源、低投入、高可靠性及综合业务接入能力强等优点，越来越广泛应用于光纤接入网中，这也极大推动了宽带业务的快速发展。

参考文献：

[1]应闽.PON 技术的接入层通信线路设计思路分析[J]中国新技术新产品.2016（06）

[2]彭捷.基于PON技术的电信光纤接入网设计研究[J]电子世界.2018（14）

[3]王海峰.基于PON技术的接入层通信线路设计[J]通讯世界.2017（12）