EPON双向网改中的ODN光功率预算

1 引言 

    三网融合是指电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技术改造、相互渗透、互相兼容，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。伴随三大运营商FTTX的规模化建设已经展开，FTTX网络由局端OLT设备、用户端ONU设备和光配线网ODN（Optical Distribution Network）组成。而将ODN网络的重要性提高到相当高的层面，如何合理规划ODN网络是国内各运营商乃至全球运营商最为关心的话题。 

2 EPON网络系统 

    三网融合大背景下，EPON技术在众多接入网技术中脱颖而出，成为广电双向网改技术的主流技术。EPON是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双向光接入网络。PON系统由局端的光线路终端（OLT）、光分配网（ODN）和用户侧的光网络单元（ONU）组成，为单纤双向系统。在下行方向（OLT到ONU），OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU。在上行方向（ONU到OLT），ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。为了避免数据冲突并提高网络效率，上行方向采用TDMA多址接入方式，并对各ONU的数据发送进行管理。ODN在OLT和ONU间提供光通道。PON的参考结构如图1所示： 

图1： PON系统参考结构 
   注：ODN中的光分路器可以是一个和多个光分路器的级联

    

2.1、ODN系统介绍 

    ODN是基于PON设备的FTTH光缆网络。其作用是为OLT和ONU之间提供光传输通道。从功能上分，ODN从局端到用户端可分为馈线光缆子系统，配线光缆子系统，入户线光缆子系统和光纤终端子系统四个部分。如图2所示： 

图2：ODN网络结构

 
    注：CO：局端
    LCP：用户汇聚点
    DP：用户接入点

    图2可以经过细化，加上相应的设备，如图3：ODN衰减指标设计的光链路参考模型。 

图3 ODN衰减指标设计的光链路参考模型

 

    ODN的光功率预算所容许的损耗定义为S/R和R/S(S: 光发信参考点、R:光收信参考点)参考点之间的光损耗，以dB表示。这一损耗包括了光纤和无源光元件（例如光分路器、活动连接器和光接头等）所引入的损耗。ODN的容许损耗值对下行和上行方向是相同的。 

    决定整个系统光通道损耗性能的参数主要有下面三项：
    l、ODN光通道间的最大损耗差；
    2、最大容许通道损耗，即最小发送功率和最高接收灵敏度的差；
    3、最小容许通道损耗，即最大发送功率和最低接收灵敏度（过载点）的差。 

2.2、ODN网络光功率预算 

        按照IEEE802.3ah-2004的约定：OLT侧发射功率大于2dBm，接收灵敏度<-27dBm；对于ONU发射功率大于-1dBm，接收灵敏度<-24dBm，整个光链路的损耗上行<24dB，下行<23.5dB。EPON上行1310nm和下行1490nm波长在G.652光纤中的损耗约为0.3dB/km。综上可见功率预算对于长距离EPON来说是最为重要的因素。如果预算错误，可能会导致重新衡量ODN网络，浪费大量时间和资金。 

        光通道损耗是ODN最重要的网络性能指标。EPON光路是否合适、是否满足传输要求，最重要的一条规则就是实际工程结束后，能够符合OLT和ONU之间的光功率预算要求。光功率衰减的主要影响因素有： 

    1、分光器的插入损耗（不同分光比有不同的插入损耗）
    2、光缆本身的损耗，与长度有关
    3、光缆熔接点损耗
    4、尾纤/跳纤通过适配器端口连接的插入损耗 

        光通道损耗为以上因素引起的损耗总和。在工程设计时，必须控制ODN中最大的衰减值，建议控制在26dB以内。在工程设计中，对光通道损耗的估算可采用如下的光损耗参数表: 

光通道损耗＝L×a＋n1×b＋n2×c＋n3×d＋e＋f （dB）
a表示光纤每公里平均损耗（dB/km），L为光纤总长度，单位Km。工程中使用的光纤跳线，尾纤等，一般长度较短，可以忽略。
b表示光纤熔接点损耗（dB），n1表示熔接点的数目。
c表示光纤机械接续点损耗（dB），n2表示机械接续点的数目。
d表示连接器损耗（dB），n3表示连接器数目。
e表示光分路器损耗（dB），这里只考虑一级分光。如果是二级分光，则要分别考虑二个光分路器造成的损耗。
f表示工程余量，一般取3dB。
当传输距离≤5km时，光纤余量不少于1dB；当光纤距离≤10km时，光纤余量不少于2dB；当传输距离>10km时，光纤余量不少于3dB。 

2.3、工程常见参考值
工程中常见的OLT、ONU设备性能指标参数如下：
OLT光发送电平：+2 ~ +7dBm（1490nm）；
OLT光接收电平：-24 ~ -6dBm（1310nm）；
ONU光发送电平：-1 ~ +4dBm（1310nm）；
ONU光接收电平：-27 ~ -3dBm（1490nm）；
建议的ODN衰耗：10～26db 

        上述定义中的收发机参数均为寿命结束条件下的参数，即包括了温度和老化造成的影响。而且最后的最大和最小损耗值应该在需要的环境和波长范围内规定，而不仅仅是在给定波长，给定时间和给定温度下的测量结果。
光通道的损耗计算方法有最坏值法、统计法和联合设计法。鉴于接入网环境传输距离很短，通常无须使用联合设计法，并建议采用最坏值法。 

        最坏值法是将所有光通道中的光元件损耗值迭加起来即为ODN光通道的光损耗，这些损耗值都应该是系统寿命终了前处于允许工作范围内任意点的数值。这样设计的系统显然是十分安全的。 

3、讯达康通讯为三网融合提供优秀的接入网产品 

       讯达康集团是从事光通讯设备相关产品和解决方案的专业供应商。集团下设：讯达康实业有限公司(香港)；讯达康通讯设备（惠州）有限公司；讯达康通讯设备(惠州)有限公司深圳分公司。目前，公司在深圳，惠州两地分别建有1.5万平方米和3.5万平方米的现代化光纤通讯产品生产基地，经过十几年的持续发展，已成为了国内光通讯行业产品较全、综合实力较强的高新科技企业。讯达康集团主要生产光网络设备等光通讯产品并提供相关解决方案，其中包括GEPON，光纤收发器，以太网交换机等光端设备，光纤连接器，光纤适配器，光纤分路器，光纤配线箱等各种光纤器材。产品广泛应用于电信、移动、联通、广电、电力、国防、高速铁路、高速公路、城域网、智能大厦以及矿山油田等领域。讯达康集团先后通过了ISO9001质量管理体系，ISO14001环境管理体系认证，在生产规模和产品质量方面已取得同行业领先地位成为行业知名品牌和客户信得过品牌，产品畅销海内外，合作伙伴遍布全球30多个国家和地区。XDK集团在拥有雄厚的技术和整合行业资源的基础上，引进英国银硃国际投资机构，致力于打造光通讯行业领先的跨国公司。2005-2010讯达康实现平均每年30%以上业绩的增长，在国内深受2008的金融危机的冲击下仍然保持较高的增长水平。在业绩增长的同时不断提升和优化产品性能和客户服务的实效性，获得国内多家上市公司和行业大型通信集团认可和长期合作战略。在今后的3-5年内讯达康不断的提高研发技术，积极开拓国内外市场，激励科学的人力资源管理体制的三大体系，不断调整企业经营结构，深化企业内部管理，优化产品结构，最大限度的满足客户需求，强化和提升企业的核心竞争力，销售额每年30%以上的递增，同时整体的经营水平达到上市公司的要求，努力实现公司的上市。 

参考文献：
（1） 王庆，胡卫，程博雅，徐继辉等编著。光纤接入网规划设计手册[M]。北京：人民邮电出版社，2009.
（2） 刘册，李巍等编著。光纤到户（FTTH）安装调试[M]。北京：中国劳动社会保障出版社，2009。
（3） 刘丽莉，广电NGB接入光网络xPON建设方案探讨[J]。中国有线电视，2011，（01）：11-14