EPON雙向網改中的ODN光功率預算

1 引言 

    三網融合是指電信網、計算機網和有線電視網三大網絡通過技術改造、相互滲透、互相兼容，能夠提供包括語音、數據、圖像等綜合多媒體的通信業務。伴隨三大運營商FTTX的規模化建設已經展開，FTTX網絡由局端OLT設備、用戶端ONU設備和光配線網ODN（Optical Distribution Network）組成。而將ODN網絡的重要性提高到相當高的層面，如何合理規劃ODN網絡是國內各運營商乃至全球運營商最為關心的話題。 

2 EPON網絡系統 

    三網融合大背景下，EPON技術在眾多接入網技術中脫穎而出，成為廣電雙向網改技術的主流技術。EPON是一種採用點到多點（P2MP）結構的單纖雙向光接入網絡。PON系統由局端的光線路終端（OLT）、光分配網（ODN）和用戶側的光網絡單元（ONU）組成，為單纖雙向系統。在下行方向（OLT到ONU），OLT發送的信號通過ODN到達各個ONU。在上行方向（ONU到OLT），ONU發送的信號只會到達OLT，而不會到達其他ONU。為了避免數據衝突並提高網絡效率，上行方向採用TDMA多址接入方式，並對各ONU的數據發送進行管理。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系統參考結構 
   註：ODN中的光分路器可以是一個和多個光分路器的級聯

    

2.1、ODN系統介紹 

    ODN是基於PON設備的FTTH光纜網絡。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，配線光纜子系統，入戶線光纜子系統和光纖終端子系統四個部分。如圖2所示： 

圖2：ODN網絡結構

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

    圖2可以經過細化，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。 

    決定整個系統光通道損耗性能的參數主要有下面三項：
    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，即最大發送功率和最低接收靈敏度（過載點）的差。 

2.2、ODN網絡光功率預算 

        按照IEEE802.3ah-2004的約定：OLT側發射功率大於2dBm，接收靈敏度<-27dBm；對於ONU發射功率大於-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於長距離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網絡，浪費大量時間和資金。 

        光通道損耗是ODN最重要的網絡性能指標。EPON光路是否合適、是否滿足傳輸要求，最重要的一條規則就是實際工程結束後，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/跳纖通過適配器埠連接的插入損耗 

        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採用如下的光損耗參數表: 

名稱		平均損耗 (dB)
連接點	連接器	0.3
	機械接續	0.2
	熔接	0.1
光分路器	1:64	19.7
	1:32	16.5
	1:16	13.5
	1:8	10.5
	1:4	7.2
	1:2	3.2
光纖 (G.652)	1310nm (1 km)	0.35
	1490nm (1 km)	0.25

光通道損耗＝L×a＋n1×b＋n2×c＋n3×d＋e＋f （dB）
a表示光纖每公裡平均損耗（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表示熔接點的數目。
c表示光纖機械接續點損耗（dB），n2表示機械接續點的數目。
d表示連接器損耗（dB），n3表示連接器數目。
e表示光分路器損耗（dB），這裡只考慮一級分光。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表示工程餘量，一般取3dB。
當傳輸距離≤5km時，光纖餘量不少於1dB；當光纖距離≤10km時，光纖餘量不少於2dB；當傳輸距離>10km時，光纖餘量不少於3dB。 

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

        上述定義中的收發機參數均為壽命結束條件下的參數，即包括了溫度和老化造成的影響。而且最後的最大和最小損耗值應該在需要的環境和波長範圍內規定，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、統計法和聯合設計法。鑑於接入網環境傳輸距離很短，通常無須使用聯合設計法，並建議採用最壞值法。 

        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壽命終了前處於允許工作範圍內任意點的數值。這樣設計的系統顯然是十分安全的。 

3、訊達康通訊為三網融合提供優秀的接入網產品 

       訊達康集團是從事光通訊設備相關產品和解決方案的專業供應商。集團下設：訊達康實業有限公司(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3.5萬平方米的現代化光纖通訊產品生產基地，經過十幾年的持續發展，已成為了國內光通訊行業產品較全、綜合實力較強的高新科技企業。訊達康集團主要生產光網絡設備等光通訊產品並提供相關解決方案，其中包括GEPON，光纖收發器，乙太網交換機等光端設備，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。產品廣泛應用於電信、移動、聯通、廣電、電力、國防、高速鐵路、高速公路、城域網、智能大廈以及礦山油田等領域。訊達康集團先後通過了ISO9001質量管理體系，ISO14001環境管理體系認證，在生產規模和產品質量方面已取得同行業領先地位成為行業知名品牌和客戶信得過品牌，產品暢銷海內外，合作夥伴遍布全球30多個國家和地區。XDK集團在擁有雄厚的技術和整合行業資源的基礎上，引進英國銀硃國際投資機構，致力於打造光通訊行業領先的跨國公司。2005-2010訊達康實現平均每年30%以上業績的增長，在國內深受2008的金融危機的衝擊下仍然保持較高的增長水平。在業績增長的同時不斷提升和優化產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大型通信集團認可和長期合作戰略。在今後的3-5年內訊達康不斷的提高研發技術，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，不斷調整企業經營結構，深化企業內部管理，優化產品結構，最大限度的滿足客戶需求，強化和提升企業的核心競爭力，銷售額每年30%以上的遞增，同時整體的經營水平達到上市公司的要求，努力實現公司的上市。 

參考文獻：
（1） 王慶，胡衛，程博雅，徐繼輝等編著。光纖接入網規劃設計手冊[M]。北京：人民郵電出版社，2009.
（2） 劉冊，李巍等編著。光纖到戶（FTTH）安裝調試[M]。北京：中國勞動社會保障出版社，2009。
（3） 劉麗莉，廣電NGB接入光網絡xPON建設方案探討[J]。中國有線電視，2011，（01）：11-14