PON网络建设分光模式的选择

王澄, 李昶

（1 中国移动通信集团江苏有限公司, 南京 210029；2 中国移动通信集团设计院有限公司,北京 100080）

随着光通信技术发展及宽带市场需求的不断增长，有线接入网的建设进入到一个前所未有的快速发展期，近年来，三大运营商均使用PON网络大规模建设了PON网络。随着PON部署模式、业务需求的变化，出现了多级分光的建网模式，应根据不同分光模式的特点进行选择，以适应不同场景下的建设需求。

1 PON系统主流建设思路简介

为点到多点接入技术，由局侧光线路终端（OLT）、用户侧光网络单元（ONU）以及光分配网络（ODN）组成。仅在局端和用户侧设置有源设备，中间采用光纤和无源器件，如图1所示。

PON网络的规划建设，主要根据用户分布及需求、基础网络资源等因素确定，目前，各运营商均针对OLT、ODN、ONU分别制定了具体的建设要求，总体来看，建设思路大体趋同，有如下几点。

1.1 OLT部署思路

图1 PON网络结构示意图

为了兼顾近期业务快速增长和今后网络拓展需要，OLT的建设主要采用大容量、少局所的集中化部署思路，主要部署于主干接入光缆的汇聚局点，尽量不下移到小区内，这样可最大限度的发挥PON技术传输距离远的特点，也不会对后期运维、上联保护造成很大的负担。

1.2 ODN部署思路

一般来说，ODN网络主要是指从PON的OLT设备到ONU设备之间的光纤链路，主要包含管道、光纤光缆、光交接箱等无源基础网络资源。由于PON网络接入的客户广泛，分布于城市的各个角落，使得对ODN网络的覆盖深度及广度要求很高。各运营商普遍采用的方法是将城市进行网格化划分，再基于每一个网格单位ODN则以OLT局点为中心，分段建设管线资源。

随着客户对带宽及服务的要求越来越高，运营商ODN向客户侧延伸的力度也在不断加强，逐步的由FTTB向FTTH演进。

1.3 ONU部署思路

PON网络主要定位于家庭等宽带类客户的接入，这就要求部署的客户侧接入设备ONU具有较强的业务拓展能力，这使得运营商在加大FTTH部署力度的同时，也提高了网关型ONU设备的使用比例。

另一方面，近年来部署的PON网络主要以FTTB模式为主，而MDU的实装率长期难以提高，造成了网络建设初期沉淀成本较高，加重了公司的建设投资压力，这也从另一个方面推动了FTTH的部署力度。

2 ODN网络分光模式

基于PON的ODN 网络可采用一级分光或二级分光，其结构如图2所示。

图2 一、二级分光结构示意图

根据分光器安装的位置不同，又可分为集中部署和分散部署，在实际网络中，有如下部署场景。

2.1 一级分光部署场景

一级分光又可分为小区一级集中分光、楼宇一级分光、楼层一级分散分光等几种方式。

小区一级集中分光，是指将分光器集中安装在小区的一个光交接箱/间内，以小区为单位集中所有客户的接入光缆，主要应用于别墅（含联排）小区、楼宇和客户数量均较少且集中的住宅小区。当小区过大时，也可采用分区域集中分光的方式。

楼宇一级分光，是指每栋楼均集中设置一个安装分光器的光交接箱/间，以楼宇为单位集中楼内的客户接入光缆，目前主要应用于小高层及以上的住宅小区，这种小区单栋楼内的客户密度较高，楼内一级分光可节省楼宇向上的光缆资源，提高资源利用率。

楼内一级分散分光，是楼内每隔几层设置一个分光器节点，分光器安装在垂直光缆与水平蝶形引入光缆成端的分纤盒内，目前主要应用于一梯多户的超高层住宅小区。

2.2 二级分光部署场景

二级分光，是指在小区内设置一个一级分光点，每栋楼内集中设置一个二级分光点，目前主要应用于中低层住宅小区，以及采用FTTH“薄覆盖”方式改造的现有住宅小区。

3 一、二级分光模式的应用比较

在实际PON网络建设中，一、二级分光模式的差异较大，主要体现在网络性能、建设成本、网络维护等方面，具体分析如下。

3.1 功率预算

在PON网络建设中，最重要的参数就是功率预算，它直接影响了OLT的覆盖范围，对接入的用户数、PON端口利用率等参数，也有一定影响。一、二级分光模式，在功率预算上存在着一定的差异。目前，各运营商的PON网络链路分光比以1:32为主，依次为例进行比较。

根据光分路器的性能参数，主流光分路器的插损如表1所示。

表1 光分路器插损性能指标表

当网络建设采用一次分光时，1:32分光器插损为17.2dB；如果采用二次分光，第一级采用1:8分光、第二级采用1:4分光，则整个链路的分光器插损为18.1dB，两种分光模式的光分路器插损相差0.9dB；另外，增加一级光分路器，一般至少会增加2个活接头，每个活接头光功率预算为0.5dB，这就意味着二级分光要增加1dB，累加光分路器插损差，累计相差1.9dB。如果光缆功率衰耗按每公里0.4dB计算，这就意味着差了将近5km的传输距离，这对于PON这种对功率敏感的系统来说，5km的传输距离是非常珍贵的。

通过计算，可以看出，一级分光在功率预算具有明显优势，既便是系统链路采用1:64分光，综合考虑光分路器插损和活接头损耗，仍有0.9dB的差异，也就意味着相差2km传输距离，一级分光仍占优势。

3.2 建设成本

一二级分光模式，在建设成本方面的差异主要是在光分路器、配线光缆成本差异，可设定模型进行整体评估。

3.2.1 光分路器成本

光分路器成本差异主要是两种分光方式所使用的光分路器类型和数量不同，根据实际网络中典型数据，可进行如下设定：

假设链路整体分光比为1:32，二级分光模式时一级分光为1:8，二级分光为1:4；1:4光分路器按170元/个计算，1:8光分路器按210元/个计算，1:32光分路器按700元/个计算；据此，可算出如表2所示的单PON口下光分路器成本差异。

3.2.2 光缆成本

一二级分光模式下，光缆成本差异主要是在配线光缆成本差异，设定如下：

表2 光分路器成本差异比较

二级分光模式中，配线光缆长度按0.4km计算；光缆成本按每芯200元/km计算；基于上述设定，可算出如表3所示的单PON口下两种分光模式的成本。

表3 光纤成本差异比较

整合光分路器成本和配线光缆成本差异，可得两种分光模式下的综合差异，见表4所示。

表4 综合建设成本差异比较

在上述假定条件下，两种分光模式建设成本差异约1000元，如果将其分摊到32个用户，每个用户建设成本差异约30元。

3.2.3 成本差异性分析

在实际建设过程中，不同的项目、配线光缆距离不尽相同，这直接会影响两种分光模式下的整体成本差异，按上述计算方法，对不同配线光缆的长度进行计算取样，可得到图3的示意图。

可以看出，在配线光缆较短时，一级分光建设成本有一些优势，当距离超过200m时，二级分光的成本优势逐步加大。

3.3 业务开通及网络维护等方面

在两种分光模式下，业务开通、网络维护等方面也有所差异，比较如表5所示。

整体来看，一级分光模式的技术、运维等方面的优势更大一些，而二级分光则在建设成本方面更有优势。

表5 一、二级分光模式综合情况比较表

图3 单PON口下光分路器及配线光缆建设成本示意图

4 不同分光模式的选择建议

基于PON系统的ODN网络分光模式的选择，应充分考虑上述分析的各方面因素及实际建设场景，在此提出一些建议，供工程应用时参考：

功率预算和维护两个因素是PON网络稳定运行的最为关键的要素，因此，在建设成本差异不是过大时，建议优先采用一级分光；不同PON口下可分别采用一级分光或二级分光，但考虑后续维护和资源管理的统一性和便利性，同一PON口下的分光模式要统一，不得混配；如采用二级分光，建议一次分光集中设置，二次分光分散设置的原则，即一次分光集中设置于小区光交或小区机房内，二次分光部署于各楼道或楼层分纤箱内。

5 结束语

分光模式的选择及分光器的设置对ODN 的建设成本及维护难度均有较大影响，但也受到开发商物业、楼宇内弱电间/井空间、小区管道资源等多方面实际条件的限制。