基于EPON与FTTH技术的双纤三波建设项目

□ 容超良 黎云

一、概述

广播电视及互联网接入业务一直以来为我司主营业务。该项目主要为某小区提供广播电视与互联网接入服务，总用户数为480户，共10个单元楼，每单元楼6层，4个单元，每层2户。为了降低建设与维护成本，提升客户切身使用感受及提高我司市场竞争力，我们决定综合运用基于EPON和FTTH技术的双纤三波方式建设该项目。

所谓EPON技术英文全称为Ethernet Passive Optical Network（即以太网无源光网络），它的主要优势有低成本高带宽、扩展性与兼容性强、便于管理等。在低成本高带宽方面主要是因为应用该技术的系统由局端设备OLT（Optical Line Terminal，光通路终端）、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。而OLT与ONU之间仅有光纤、光分路器等光无源器件及设备，不用租机房，无需配备电源，更加不需要有源设备维护人员，因此可有效节省建设和运营维护成本。EPON有一个机制叫单纤双向传输机制，顾名思义就是在一根光纤上同时发送和接收数据。同时它具有点对多点的网络架构，通过WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）技术，用不同波长（下行1490nm，上行1310nm）实现上下行数据传输，从而在一根光纤上承载上下行数据信号，经过1∶n分光器将光信号等分成n路，以光分支长距离覆盖多个接入点或用户。在一个采用IEEE802.3ah规范的典型EPON系统中其上下行速率均为1.25Gbit/s，这样就保证了全网的安全高效运行。EPON通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。同时随着以太网技术的发展，EPON也可以平滑升级到10G EPON。在EPON的网管方面，OLT是主要的控制中心，内置OAMP Agent管理其下的ONU终端设备，实现网络管理的五大功能。EPON网管可以通过在OLT上定义用户带宽参数来控制用户业务质量，经编写访问控制列表来对网络进行安全控制，读取MIB库获取系统、用户等状态信息，还能提供有效的用户隔离服务。在我国通讯行业“去铜化”进程加速的今天，EPON技术的经济适用性得到了充分体现。

FTTH技术是基于EPON以太网光网络的一种直接将光纤接入到用户家里面的技术，即Fiber To The Home（光纤到户）。EPON的1：n中的n就是通过FTTH组网方式得以实现，从而彻底告别以前光纤到一台楼层光交换机，然后再通过一根100M超五类双绞线分到用户家里面的LAN联网模式。因为是光纤到户，所以全通路可无源高速运行，特点优势与EPON相同，从而在EPON实现城域网架设以后由FTTH组网方式解决用户“最后一公里”的网络瓶颈问题。在FTTH组网方案中我司在新建城域网项目主要采用双纤三波方式。

双纤三波即EPON数据光信号与CATV光信号分别在不同的纤芯中传输，各自经过不同的物理传输通道到达用户家庭，入户后，CATV光信号经过FTTH入户型光接收机接收后转变为射频电信号发送到数字机顶盒完成业务的呈现，EPON数据双向信号经过FTTH入户型ONU后再转发到计算机等网络设备实现业务的呈现。

二、项目实施方案

项目总体设计方案为有线电视光信号和数据双向信号通过双纤三波接入用户。由于用户数量总共为480户，小于1000户，分前端出纤量不大，因此将OLT设备和光放大器放置在分前端机房以利于日后维护。分前端机房到小区的距离在5km以内，OLT有10个PON口输出，每个PON口采用1*64的分光比接入该小区用户；光放大器输出光功率为22dBm左右，每个端口采用1*256的分光比接入用户。在分光结构中，有线电视广播平台和数据双向平台均采用2级分光，小区里安装一个128芯容量的光缆交接箱，从分前端引入的主干光纤通过小区交接箱内部的光分路器进行数据1∶4和广播1∶16的分光，接着从小区的机房各引一根12芯的配线光缆到达各个单元楼，其中4芯为有线电视广播平台使用，4芯作为数据双向平台使用，另外4芯作为预留。配线光缆经过单元引入，在单元分纤箱内进行二级分光，其中在每个单元有线电视广播平台采用1∶16的分路器完成分光后通过皮线光缆引入用户家，在用户家庭根据实际情况采用热熔或者冷接的方式最终完成FTTH的接入。

项目核心设备有某型号中型机框式EPON OLT设备。产品是新一代融合了IPv6、网络安全、EPON无源光网络等多种技术，支持数据、语音、视频等多种业务接入OLT设备，具备高可靠性、高密度EPON接入，以及强大的交换路由功能。该产品运行于其自主知识产权的操作系统，提供不间断转发、优雅重启、环网保护等多种高可靠技术，在提高用户生产效率的同时，保证了网络最大正常运行时间。设备遵循IEEE802.3ah，《YD/T 1475-2006接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络（EPON）》和《中国电信EPON设备技术要求》中对EPON OLT设备的相关要求。系统的主控单元、电源等关键模块均可以进行1∶1方式的备份，无中断保护系统（Hitless Protection System-HPS）为设备的高可靠性提供了最重要的保证，在配置冗余控制模块的情况下，它能满足最苛刻的可靠性要求。整机支持8个PON板槽位，单PON板支持8个、16个1G-EPON接口，或8个10G-EPON接口，整机最大支持128个1G-EPON接口或64个10G-EPON接口。1G-EPON口最大支持1∶64分光比，10G-EPON口最大支持1∶256分光。遵循CTC标准，自动识别和兼容各厂商ONU。支持RFC 1213 SNMP（简单网络管理协议），带内网管的形式可采用基于Telnet的配置管理（CLI命令行）或基于SNMP的配置管理（图形界面），实现基于BroadDirector网管平台的统一网管。

FTTH是个系统工程，ODN是关键之一，应以适当的成本获得高质量的ODN，并满足未来的扩充需要（15—25年）。光纤到户一般由五部分组成。①首先有前端或分前端机房子系统，负责节目和交互信息的发送。②主干光缆子系统，包括光缆、光分路器、光缆交接箱、配线箱、结构组件、ODF机架、光缆接续盒等。③配线光缆子系统，主要由楼栋配线箱、楼道配线箱、光分路器、光缆、结构组件、光连接插件、插头等组成。④引入光缆子系统，由入户光缆（皮线光缆、冷接子等）、用户光纤终端插座、光跳线、尾纤等组成。⑤光缆终端子系统，由用户家庭网关、ONU、家用光接收机、光缆光纤固定插座、连接线插头等组成。

三、对双纤三波的思考及项目实现意义

通过项目实施可总结得到双纤三波接入方案的优点主要是：①无波长干扰，通道为物理独立的光纤通道，避免了同纤信号干扰问题；②用户终端成本低，在双纤三波接入的FTTH方案中，广播光信号和数据双向光信号的传输通道为物理独立的光纤通道，避免了同纤信号干扰问题。③可靠性高，相比于FTTB接入方式，完全消除了室外有源设备，可靠性高，可节省大量的运维及室外设备取电的费用。相较于单纤三波方式，ODN建设成本高，随着ODN器件价格的下降，双纤带来的ODN成本增加分摊到户均，显得十分细微，成本增加并不明显。图1、图2分别为单纤三波和双纤三波总体设计入户图示。

图1 单纤三波方式图示

图2 双纤三波方式图示

该项目建成后不仅能服务上千名群众，为他们提供广播电视及互联网接入技术支持，更是为我司参与数字广西建设、构建现代公共文化服务平台树立了新的榜样。