网络规划设计和建设研究

【摘要】在光纤接入网络中，PON技术由于具有传输距离远、速率高、成本低等优势，其在推动网络发展中发挥着重要的作用。本文以PON技术为研究视角，详细介绍PON全业务网络规划设计应遵循的原则，并提出PON各组成部分（OLT、ODU、ONU）规划设计及建设情况，以期为PON技术的发展提供一定借鉴和指导。

【关键词】PON；全业务网络规划；OLT；ONU；规划与部署

随着互联网技术的快速发展，用户对数据业务的需求日益增加，对网络带宽提出更高的要求。为满足市场的实际需求，通信技术也随之发展。其中，光通信技术则成为发展的主方向，通信主干网络通过多年变化，主干层则向着高速率、智能化全光网络方向发展。而接入网也要向着光纤化、低成本、宽带化的方向发现，其中，PON作为新型光纤接入网技术脱颖而出。PON核心技术就是信道共享技术，展现在双向传输、多址接入两个方面。PON是指在光配线网内只包含光分路器等无源器件，无需配置比较贵重的有源电子设备，不具有各类电子器件和电源。本次研究在深入分析PON技术基础上，介绍PON全业务网络规划及建设策略，对PON发展具有重要的意义。

1.概述PON技术

PON(无源光网络)就是光纤分布网内不包含任意一个有源设备，其核心技术为信道共享技术。PON系统包括OLT（光线路终端）、ONU（光网络单元）、ODN（光分配网络）三部分组成，见图1。其中，OLT一般设置在中心机房，ONU则放置在用户侧，ODN作为连接ONU与OLT的无源设备，其实际应用要针对相应的场景展开操作[1]。PON系统能够提供语音、视频等业务接入，业务具有较好的透明性，达到全业务接入与三网合一的效果。由于光纤传输距离能够达到数百公里，因此，实际物理传输层距离瓶颈在收发光信号设备上，其标准距离为20km[2]。此外，PON系统中ODN部分并未设置电子部件，不需要电源供应，因此，极易展开铺设，基本上无需维护且维护成本较低。而其设备比较简单，PON系统对于局部资源占用较少，系统初期投入较低，容易进行扩展，投资回报率更高。加之，PON系统进行设计时，因自身就是为电信运营上提供各种业务接入而设计的技术方案，其对带宽的分配及保证均要有一套完整的体系。在各业务服务质量、优先级保证等技术支持上，提供各类应用解决手段。这种情况下，用户可依据接入设备的重要性，分别设定相应的服务等级，对重要的用户及应用设备，设计及时、可靠的响应机制，从而设计多业务、不同服务等级的接入系统。如今，PON网络通常采用树形网络结构，这种带宽共享的网络结构能提供更灵活的带宽分配。对终端接入不需要增设主干线路，系统在设置增加动态测距及分配时隙技术时，增设或拆除终端均不会影响整个系统的安全运行[3]。所以，如果系统需要进行扩展，只需改动一小部分即可，为落实工程提供更灵活的解决方案。总之，由于PON系统具有服务范围广、占用资源量少、维护简单、运营及管理成本低等优点，成为实现光纤接入最佳的方案。

2.PON全业务网络规划遵循的原则

2.1遵循市场驱动的原则

市场驱动就是实施PON全业务网络规划时，要求进一步明确建设全业务网络业务需求、对应网络模式、预计目标等。创建PON全业务网络的原动力就是市场，为满足市场实际需求，电信运营商建设多样性主要针对业务需求的差异性展开。即使对相同运营商而言，基于不同地域和时期，也会出现各不相同的网络建设模式。

2.2遵循易扩展及可实施原则

PON全业务网络是一个逐渐把光终端设备向终端使用者延伸的过程，在实施PON全业务网络规划中，要将光纤网络具体要求考虑在内，以此保障PON全业务网络容易扩展的特点。加之，不同技术光源网络因光功率衰耗问题，自OLT至ONU之间的传输有一定局限性，例如：EPON理论传输最大距离为20km，GPON能够达到50-60km、实施PON全业务网络规划过程中，应在具体了解各厂家产品基础上，开展科学合理的计算，以获得可行的规划方案[4]。

2.3遵循投资有效性原则

该原则就是开展PON全业务网络规划时，网络运营不仅要为社会提供最优的服务，也能为企业获取经济利益。而只是获得较低回报率或无投资回报的全业务网络，表明其并未按照投资有效性原则展开设计。因此，对PON全业务网络进行规划操作时，必须深入分析建设、运营成本及收入预期状况，考虑其最终获得经济效益。3.OLT、ODU及ONU规划设计及建设PON接入网络依据用户的不同类型，配置各不相同的物理拓扑结构及类型。主要划分为以下三种场景，（1）FTTH（光纤到每户）、FTT0（光纤至办公室）、FTTB(光纤到每栋楼)，

3PON系统具有应用场景

3.1OLT规划设计与详细部署

推荐OLT运用机架式大容量OLT设备，每一个汇聚机房均设置1套OLT设备，设定双主控、双电源，大大提升设备运行可靠性。OLT最合理的覆盖半径处在5km以下，其覆盖用户达到1-2万左右[5]。依托FTTH方法，每一个EPON、GPON分别能够接入32用户、64-128用户。进行全业务设备组网，要基于实际需求下，充分调查所有用户，以此明确最终的目标用户，并开展网络规划及建设。全业务网络总规划要以目标网络为基础，对于远期建设规划，应以准确把握方向为主，而近期规划则以目标客户接入计划，详细设计相应的建设方案，以此指导合理分配投资和建设安排。每一个本地网均按照目标用户数量、覆盖距离及业务发展划分为各大区，目标客户主要包含两类：（1）政府或企业用户、物理楼宇、高校等，这类用户依据效益优先的原则，根据运营收入、成员规模等展开排序，排名处在前30%左右在网政企客户属于目标客户；（2）家庭用户，这类客户中老小区或不具有改造条件的小区，不考虑强制性接入新建小区以无线网络覆盖及接入需求为主。明确客户目标后，要实施全业务接入区划分。分区原则依据规划目标客户分布状况，城市的行政区主要根据铁路、河流、公园及妨碍光缆线路穿过的大型障碍为界限，并结合城市已有的通信管道，将城市划分为网络状区块。每个区块作为一个全业务接入区，其接入面积建议控制在密集城区、郊区分别为5-10km2、15-30km2，一般城区建议为10-15km2[7]。全业务分区完成后，挑选光缆条件较好或具有装机条件的机房设置OLT设备，这种设备对日常维护工作有较高的要求，不适宜在基站、小区机房等方面进行部署，可以单独规划出综合业务机房。建议每一个OLT节点设定一套OTN设备，运用OTN+PON联合组网方法，随之把OTN设备组成城域传输网络汇聚环，并将OLT业务借助OTN承载至中心机房数据网络交换设备上，组网结构如图3所示。

3.2ODU规划设计及部署

ODU主要由光纤光缆、光分路器、光缆交接箱等无源器件组成，OLT到达光交接点属于主配线光缆，光交接点至网络箱及光分路器为辅配线光缆[8]。接入层光缆就是由汇聚节点至信息点之间光缆，其主要分为主配线层、辅配线层及引入层光缆三部分。实际组网要按照“主干稳定、配线灵活”原则展开，必须优先考虑充分运用已有资源，先创建主配线层光缆，明确主配线层光缆具体的网络结构，再依据具体情况发展辅配线层。主配线层光缆可直接运用已有的主干光缆资源，依据光交接区域用户业务分布状况设计恰当的光缆芯数，通常选定48-144芯[9]。如果并未达到光缆的条件，必须考虑重新设置主配层光缆，建议运用环网型结构建设模式。辅配线层光缆特别是城郊地区或小城镇，因用户密度较低，业务种类相对简单，建设初期可考虑使用树状型或星型结构，等到用户真正发展起来后，逐步建设为环网。引入层主要包括光分配点及用户接入点，实现最终用户接入。引入层光缆需要不断减轻光缆重量、减少外径，促使其便于施工。通常运用树形或者星形结果，对某些纤芯具有特殊要求的用户，可考虑使用环形。引入光缆要以大力发展业务为主要驱动力，芯数通常由客户性质决定，例如：重要且忠诚度较高的企业对纤芯有额外要求，一般考虑用8芯，2芯使用，6芯作为备用[9]。一般用户采用6芯，2芯运用，4芯备用。光交接点就是对接入层光缆实施灵活调度的节点，其从业务需求、网络安全、管理资源等方面展开设置。光交接点通常选定用户密度比较大、管孔资源丰富处，便于光缆出入和配线建设。一个光交接节点的覆盖面是以500-1000m为半径的工业区、开发区或住宅区等，具体要依据光交接区域用户分布密度展开设计，郊区或乡村则依据业务需求逐步扩大覆盖范围。光交接点挑选在具有丰富光缆资源、施工方便、面积较大的自有基站，在基站中设定室内ODF开展调度工作。而室外光交接箱要选定在地理位置稳定、光缆出入方便等不受市政建设影响的区域。此外，尽可能避开高压产生的干扰，也不要设置在高温、易燃易爆的区域。设计室外光交接箱时，要综合考虑与各种广告、车站牌及灯箱，有效解决妨碍市政建设、影响市容等问题。光分配点作为不同级别辅配线层光缆或辅配线层和引入层光缆的交汇点，辅助光交接点调度及光纤资源。光分配点通常以独处的建筑物或建筑群作为接入区，在城市建筑中相对密集的区域，充分考虑商务楼、办公楼、金融结构等单一设计光分配点。接入集团客户时，ODN极易运用1级分光部署方法。由于家庭用户比较密切，ODN网络建议使用1级分光方法展开部署。此外，为有效提升PON口利用率，光分路器可应用二级分光模式，以此满足不同距离和区域ONU终端接入，不建议运用三级或者三级以上的分光模式。

3.3ONU规划设计及部署

ONU规划及部署要依据不同类型用户的需求及应用场景，配置在不同的地方，具体要针对不同应用场景展开分析：（1）FTTH：一般情况下，高档别墅区、家庭用户及重要政企客户比较适用这种模式，ONU直接设置在用户室内，依据用户要求进行配置，如：USB接口、10/100/1000BASE_T/X及POTS接口等。（2）FTTB：用户相对集中的小区比较适用此种模式，通过多用户ONU集中进行放置，其能够直接对24个10/100MBase—T接口进行配置，也能设置POTS有效解决VoIP语音业务，可以利用PON+WIFI形式接入用户。对于仅有双绞线的老式楼房，建议设置FTTB+DSL接入模式[10]。但考虑小区及商务楼盘用户入住率比较低，初期ONU设备端口数量可根据总用户50%确定，后期ONU设置依据用户业务逐渐增加。（3）FTT0：物理楼宇、大型公司及酒店比较适合这种模式，ONU能够直接设置在办公区域，其可以直接配置24个10/100MBase—T接口，也能够配置POTS对VoIP语音业务进行解决，通过五类线铺设至用户终端设备，部署位置见图4。图4ONU具体部署位置简图结论综上所述，全业务网络规划及建设涉及多个方面的问题，对PON全业务网络进行规划时，不仅要考虑已有及未来业务发展需求，也应把投资、产出合理性考虑在内，通过对市场细致的分析和调查，运用合理的规划设计方案方可建设更优化的网络。本文以PON结构为研究视角，进一步阐述PON全业务网络规划应遵循的原则，并提出PON系统中OLT、ONU等部分规划设计及建设情况，以期为类似研究提供一定指导。

作者:侯翠萍 郭永强 连瑞峰 单位:山西信息规划设计院有限公司