EPON雙向網(wǎng)改中的ODN光功率預算

1 引言 

    三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡通過技術改造、相互滲透、互相兼容，能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合多媒體的通信業(yè)務。伴隨三大運營商FTTX的規(guī)模化建設已經(jīng)展開，F(xiàn)TTX網(wǎng)絡由局端OLT設備、用戶端ONU設備和光配線網(wǎng)ODN（Optical Distribution Network）組成。而將ODN網(wǎng)絡的重要性提高到相當高的層面，如何合理規(guī)劃ODN網(wǎng)絡是國內各運營商乃至全球運營商最為關心的話題。 

2 EPON網(wǎng)絡系統(tǒng) 

    三網(wǎng)融合大背景下，EPON技術在眾多接入網(wǎng)技術中脫穎而出，成為廣電雙向網(wǎng)改技術的主流技術。EPON是一種采用點到多點（P2MP）結構的單纖雙向光接入網(wǎng)絡。PON系統(tǒng)由局端的光線路終端（OLT）、光分配網(wǎng)（ODN）和用戶側的光網(wǎng)絡單元（ONU）組成，為單纖雙向系統(tǒng)。在下行方向（OLT到ONU），OLT發(fā)送的信號通過ODN到達各個ONU。在上行方向（ONU到OLT），ONU發(fā)送的信號只會到達OLT，而不會到達其他ONU。為了避免數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡效率，上行方向采用TDMA多址接入方式，并對各ONU的數(shù)據(jù)發(fā)送進行管理。ODN在OLT和ONU間提供光通道。PON的參考結構如圖1所示： 

圖1： PON系統(tǒng)參考結構 
   注：ODN中的光分路器可以是一個和多個光分路器的級聯(lián)

    

2.1、ODN系統(tǒng)介紹 

    ODN是基于PON設備的FTTH光纜網(wǎng)絡。其作用是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。從功能上分，ODN從局端到用戶端可分為饋線光纜子系統(tǒng)，配線光纜子系統(tǒng)，入戶線光纜子系統(tǒng)和光纖終端子系統(tǒng)四個部分。如圖2所示： 

圖2：ODN網(wǎng)絡結構

 
    注：CO：局端
    LCP：用戶匯聚點
    DP：用戶接入點

    圖2可以經(jīng)過細化，加上相應的設備，如圖3：ODN衰減指標設計的光鏈路參考模型。 

圖3 ODN衰減指標設計的光鏈路參考模型

 

    ODN的光功率預算所容許的損耗定義為S/R和R/S(S: 光發(fā)信參考點、R:光收信參考點)參考點之間的光損耗，以dB表示。這一損耗包括了光纖和無源光元件（例如光分路器、活動連接器和光接頭等）所引入的損耗。ODN的容許損耗值對下行和上行方向是相同的。 

    決定整個系統(tǒng)光通道損耗性能的參數(shù)主要有下面三項：
    l、ODN光通道間的最大損耗差；
    2、最大容許通道損耗，即最小發(fā)送功率和最高接收靈敏度的差；
    3、最小容許通道損耗，即最大發(fā)送功率和最低接收靈敏度（過載點）的差。 

2.2、ODN網(wǎng)絡光功率預算 

        按照IEEE802.3ah-2004的約定：OLT側發(fā)射功率大于2dBm，接收靈敏度<-27dBm；對于ONU發(fā)射功率大于-1dBm，接收靈敏度<-24dBm，整個光鏈路的損耗上行<24dB，下行<23.5dB。EPON上行1310nm和下行1490nm波長在G.652光纖中的損耗約為0.3dB/km。綜上可見功率預算對于長距離EPON來說是最為重要的因素。如果預算錯誤，可能會導致重新衡量ODN網(wǎng)絡，浪費大量時間和資金。 

        光通道損耗是ODN最重要的網(wǎng)絡性能指標。EPON光路是否合適、是否滿足傳輸要求，最重要的一條規(guī)則就是實際工程結束后，能夠符合OLT和ONU之間的光功率預算要求。光功率衰減的主要影響因素有： 

    1、分光器的插入損耗（不同分光比有不同的插入損耗）
    2、光纜本身的損耗，與長度有關
    3、光纜熔接點損耗
    4、尾纖/跳纖通過適配器端口連接的插入損耗 

        光通道損耗為以上因素引起的損耗總和。在工程設計時，必須控制ODN中最大的衰減值，建議控制在26dB以內。在工程設計中，對光通道損耗的估算可采用如下的光損耗參數(shù)表: 

光通道損耗＝L×a＋n1×b＋n2×c＋n3×d＋e＋f （dB）
a表示光纖每公里平均損耗（dB/km），L為光纖總長度，單位Km。工程中使用的光纖跳線，尾纖等，一般長度較短，可以忽略。
b表示光纖熔接點損耗（dB），n1表示熔接點的數(shù)目。
c表示光纖機械接續(xù)點損耗（dB），n2表示機械接續(xù)點的數(shù)目。
d表示連接器損耗（dB），n3表示連接器數(shù)目。
e表示光分路器損耗（dB），這里只考慮一級分光。如果是二級分光，則要分別考慮二個光分路器造成的損耗。
f表示工程余量，一般取3dB。
當傳輸距離≤5km時，光纖余量不少于1dB；當光纖距離≤10km時，光纖余量不少于2dB；當傳輸距離>10km時，光纖余量不少于3dB。 

2.3、工程常見參考值
工程中常見的OLT、ONU設備性能指標參數(shù)如下：
OLT光發(fā)送電平：+2 ~ +7dBm（1490nm）；
OLT光接收電平：-24 ~ -6dBm（1310nm）；
ONU光發(fā)送電平：-1 ~ +4dBm（1310nm）；
ONU光接收電平：-27 ~ -3dBm（1490nm）；
建議的ODN衰耗：10～26db 

        上述定義中的收發(fā)機參數(shù)均為壽命結束條件下的參數(shù)，即包括了溫度和老化造成的影響。而且最后的最大和最小損耗值應該在需要的環(huán)境和波長范圍內規(guī)定，而不僅僅是在給定波長，給定時間和給定溫度下的測量結果。
光通道的損耗計算方法有最壞值法、統(tǒng)計法和聯(lián)合設計法。鑒于接入網(wǎng)環(huán)境傳輸距離很短，通常無須使用聯(lián)合設計法，并建議采用最壞值法。 

        最壞值法是將所有光通道中的光元件損耗值迭加起來即為ODN光通道的光損耗，這些損耗值都應該是系統(tǒng)壽命終了前處于允許工作范圍內任意點的數(shù)值。這樣設計的系統(tǒng)顯然是十分安全的。 

3、訊達康通訊為三網(wǎng)融合提供優(yōu)秀的接入網(wǎng)產(chǎn)品 

       訊達康集團是從事光通訊設備相關產(chǎn)品和解決方案的專業(yè)供應商。集團下設：訊達康實業(yè)有限公司(香港)；訊達康通訊設備（惠州）有限公司；訊達康通訊設備(惠州)有限公司深圳分公司。目前，公司在深圳，惠州兩地分別建有1.5萬平方米和3.5萬平方米的現(xiàn)代化光纖通訊產(chǎn)品生產(chǎn)基地，經(jīng)過十幾年的持續(xù)發(fā)展，已成為了國內光通訊行業(yè)產(chǎn)品較全、綜合實力較強的高新科技企業(yè)。訊達康集團主要生產(chǎn)光網(wǎng)絡設備等光通訊產(chǎn)品并提供相關解決方案，其中包括GEPON，光纖收發(fā)器，以太網(wǎng)交換機等光端設備，光纖連接器，光纖適配器，光纖分路器，光纖配線箱等各種光纖器材。產(chǎn)品廣泛應用于電信、移動、聯(lián)通、廣電、電力、國防、高速鐵路、高速公路、城域網(wǎng)、智能大廈以及礦山油田等領域。訊達康集團先后通過了ISO9001質量管理體系，ISO14001環(huán)境管理體系認證，在生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品質量方面已取得同行業(yè)領先地位成為行業(yè)知名品牌和客戶信得過品牌，產(chǎn)品暢銷海內外，合作伙伴遍布全球30多個國家和地區(qū)。XDK集團在擁有雄厚的技術和整合行業(yè)資源的基礎上，引進英國銀硃國際投資機構，致力于打造光通訊行業(yè)領先的跨國公司。2005-2010訊達康實現(xiàn)平均每年30%以上業(yè)績的增長，在國內深受2008的金融危機的沖擊下仍然保持較高的增長水平。在業(yè)績增長的同時不斷提升和優(yōu)化產(chǎn)品性能和客戶服務的實效性，獲得國內多家上市公司和行業(yè)大型通信集團認可和長期合作戰(zhàn)略。在今后的3-5年內訊達康不斷的提高研發(fā)技術，積極開拓國內外市場，激勵科學的人力資源管理體制的三大體系，不斷調整企業(yè)經(jīng)營結構，深化企業(yè)內部管理，優(yōu)化產(chǎn)品結構，最大限度的滿足客戶需求，強化和提升企業(yè)的核心競爭力，銷售額每年30%以上的遞增，同時整體的經(jīng)營水平達到上市公司的要求，努力實現(xiàn)公司的上市。 

參考文獻：
（1） 王慶，胡衛(wèi)，程博雅，徐繼輝等編著。光纖接入網(wǎng)規(guī)劃設計手冊[M]。北京：人民郵電出版社，2009.
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（3） 劉麗莉，廣電NGB接入光網(wǎng)絡xPON建設方案探討[J]。中國有線電視，2011，（01）：11-14