EPON雙向網(wǎng)改中的ODN光功率預(yù)算

1 引言 

    三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造、相互滲透、互相兼容，能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合多媒體的通信業(yè)務(wù)。伴隨三大運(yùn)營(yíng)商FTTX的規(guī)?；ㄔO(shè)已經(jīng)展開，F(xiàn)TTX網(wǎng)絡(luò)由局端OLT設(shè)備、用戶端ONU設(shè)備和光配線網(wǎng)ODN（Optical Distribution Network）組成。而將ODN網(wǎng)絡(luò)的重要性提高到相當(dāng)高的層面，如何合理規(guī)劃ODN網(wǎng)絡(luò)是國(guó)內(nèi)各運(yùn)營(yíng)商乃至全球運(yùn)營(yíng)商最為關(guān)心的話題。 

2 EPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 

    三網(wǎng)融合大背景下，EPON技術(shù)在眾多接入網(wǎng)技術(shù)中脫穎而出，成為廣電雙向網(wǎng)改技術(shù)的主流技術(shù)。EPON是一種采用點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)。PON系統(tǒng)由局端的光線路終端（OLT）、光分配網(wǎng)（ODN）和用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）組成，為單纖雙向系統(tǒng)。在下行方向（OLT到ONU），OLT發(fā)送的信號(hào)通過ODN到達(dá)各個(gè)ONU。在上行方向（ONU到OLT），ONU發(fā)送的信號(hào)只會(huì)到達(dá)OLT，而不會(huì)到達(dá)其他ONU。為了避免數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡(luò)效率，上行方向采用TDMA多址接入方式，并對(duì)各ONU的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行管理。ODN在OLT和ONU間提供光通道。PON的參考結(jié)構(gòu)如圖1所示： 

圖1： PON系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu) 
   注：ODN中的光分路器可以是一個(gè)和多個(gè)光分路器的級(jí)聯(lián)

    

2.1、ODN系統(tǒng)介紹 

    ODN是基于PON設(shè)備的FTTH光纜網(wǎng)絡(luò)。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(tǒng)，配線光纜子系統(tǒng)，入戶線光纜子系統(tǒng)和光纖終端子系統(tǒng)四個(gè)部分。如圖2所示： 

圖2：ODN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

 
    注：CO：局端
    LCP：用戶匯聚點(diǎn)
    DP：用戶接入點(diǎn)

    圖2可以經(jīng)過細(xì)化，加上相應(yīng)的設(shè)備，如圖3：ODN衰減指標(biāo)設(shè)計(jì)的光鏈路參考模型。 

圖3 ODN衰減指標(biāo)設(shè)計(jì)的光鏈路參考模型

 

    ODN的光功率預(yù)算所容許的損耗定義為S/R和R/S(S: 光發(fā)信參考點(diǎn)、R:光收信參考點(diǎn))參考點(diǎn)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(dòng)連接器和光接頭等）所引入的損耗。ODN的容許損耗值對(duì)下行和上行方向是相同的。 

    決定整個(gè)系統(tǒng)光通道損耗性能的參數(shù)主要有下面三項(xiàng)：
    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(fā)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(fā)送功率和最低接收靈敏度（過載點(diǎn)）的差。 

2.2、ODN網(wǎng)絡(luò)光功率預(yù)算 

        按照IEEE802.3ah-2004的約定：OLT側(cè)發(fā)射功率大于2dBm，接收靈敏度<-27dBm；對(duì)于ONU發(fā)射功率大于-1dBm，接收靈敏度<-24dBm，整個(gè)光鏈路的損耗上行<24dB，下行<23.5dB。EPON上行1310nm和下行1490nm波長(zhǎng)在G.652光纖中的損耗約為0.3dB/km。綜上可見功率預(yù)算對(duì)于長(zhǎng)距離EPON來說是最為重要的因素。如果預(yù)算錯(cuò)誤，可能會(huì)導(dǎo)致重新衡量ODN網(wǎng)絡(luò)，浪費(fèi)大量時(shí)間和資金。 

        光通道損耗是ODN最重要的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。EPON光路是否合適、是否滿足傳輸要求，最重要的一條規(guī)則就是實(shí)際工程結(jié)束后，能夠符合OLT和ONU之間的光功率預(yù)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(zhǎng)度有關(guān)
    3、光纜熔接點(diǎn)損耗
    4、尾纖/跳纖通過適配器端口連接的插入損耗 

        光通道損耗為以上因素引起的損耗總和。在工程設(shè)計(jì)時(shí)，必須控制ODN中最大的衰減值，建議控制在26dB以內(nèi)。在工程設(shè)計(jì)中，對(duì)光通道損耗的估算可采用如下的光損耗參數(shù)表: 

光通道損耗＝L×a＋n1×b＋n2×c＋n3×d＋e＋f （dB）
a表示光纖每公里平均損耗（dB/km），L為光纖總長(zhǎng)度，單位Km。工程中使用的光纖跳線，尾纖等，一般長(zhǎng)度較短，可以忽略。
b表示光纖熔接點(diǎn)損耗（dB），n1表示熔接點(diǎn)的數(shù)目。
c表示光纖機(jī)械接續(xù)點(diǎn)損耗（dB），n2表示機(jī)械接續(xù)點(diǎn)的數(shù)目。
d表示連接器損耗（dB），n3表示連接器數(shù)目。
e表示光分路器損耗（dB），這里只考慮一級(jí)分光。如果是二級(jí)分光，則要分別考慮二個(gè)光分路器造成的損耗。
f表示工程余量，一般取3dB。
當(dāng)傳輸距離≤5km時(shí)，光纖余量不少于1dB；當(dāng)光纖距離≤10km時(shí)，光纖余量不少于2dB；當(dāng)傳輸距離>10km時(shí)，光纖余量不少于3dB。 

2.3、工程常見參考值
工程中常見的OLT、ONU設(shè)備性能指標(biāo)參數(shù)如下：
OLT光發(fā)送電平：+2 ~ +7dBm（1490nm）；
OLT光接收電平：-24 ~ -6dBm（1310nm）；
ONU光發(fā)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(fā)機(jī)參數(shù)均為壽命結(jié)束條件下的參數(shù)，即包括了溫度和老化造成的影響。而且最后的最大和最小損耗值應(yīng)該在需要的環(huán)境和波長(zhǎng)范圍內(nèi)規(guī)定，而不僅僅是在給定波長(zhǎng)，給定時(shí)間和給定溫度下的測(cè)量結(jié)果。
光通道的損耗計(jì)算方法有最壞值法、統(tǒng)計(jì)法和聯(lián)合設(shè)計(jì)法。鑒于接入網(wǎng)環(huán)境傳輸距離很短，通常無須使用聯(lián)合設(shè)計(jì)法，并建議采用最壞值法。 

        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(yīng)該是系統(tǒng)壽命終了前處于允許工作范圍內(nèi)任意點(diǎn)的數(shù)值。這樣設(shè)計(jì)的系統(tǒng)顯然是十分安全的。 

3、訊達(dá)康通訊為三網(wǎng)融合提供優(yōu)秀的接入網(wǎng)產(chǎn)品 

       訊達(dá)康集團(tuán)是從事光通訊設(shè)備相關(guān)產(chǎn)品和解決方案的專業(yè)供應(yīng)商。集團(tuán)下設(shè)：訊達(dá)康實(shí)業(yè)有限公司(香港)；訊達(dá)康通訊設(shè)備（惠州）有限公司；訊達(dá)康通訊設(shè)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(xiàn)代化光纖通訊產(chǎn)品生產(chǎn)基地，經(jīng)過十幾年的持續(xù)發(fā)展，已成為了國(guó)內(nèi)光通訊行業(yè)產(chǎn)品較全、綜合實(shí)力較強(qiáng)的高新科技企業(yè)。訊達(dá)康集團(tuán)主要生產(chǎn)光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等光通訊產(chǎn)品并提供相關(guān)解決方案，其中包括GEPON，光纖收發(fā)器，以太網(wǎng)交換機(jī)等光端設(shè)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(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電信、移動(dòng)、聯(lián)通、廣電、電力、國(guó)防、高速鐵路、高速公路、城域網(wǎng)、智能大廈以及礦山油田等領(lǐng)域。訊達(dá)康集團(tuán)先后通過了ISO9001質(zhì)量管理體系，ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證，在生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品質(zhì)量方面已取得同行業(yè)領(lǐng)先地位成為行業(yè)知名品牌和客戶信得過品牌，產(chǎn)品暢銷海內(nèi)外，合作伙伴遍布全球30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。XDK集團(tuán)在擁有雄厚的技術(shù)和整合行業(yè)資源的基礎(chǔ)上，引進(jìn)英國(guó)銀硃國(guó)際投資機(jī)構(gòu)，致力于打造光通訊行業(yè)領(lǐng)先的跨國(guó)公司。2005-2010訊達(dá)康實(shí)現(xiàn)平均每年30%以上業(yè)績(jī)的增長(zhǎng)，在國(guó)內(nèi)深受2008的金融危機(jī)的沖擊下仍然保持較高的增長(zhǎng)水平。在業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的同時(shí)不斷提升和優(yōu)化產(chǎn)品性能和客戶服務(wù)的實(shí)效性，獲得國(guó)內(nèi)多家上市公司和行業(yè)大型通信集團(tuán)認(rèn)可和長(zhǎng)期合作戰(zhàn)略。在今后的3-5年內(nèi)訊達(dá)康不斷的提高研發(fā)技術(shù)，積極開拓國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)，激勵(lì)科學(xué)的人力資源管理體制的三大體系，不斷調(diào)整企業(yè)經(jīng)營(yíng)結(jié)構(gòu)，深化企業(yè)內(nèi)部管理，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，最大限度的滿足客戶需求，強(qiáng)化和提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，銷售額每年30%以上的遞增，同時(shí)整體的經(jīng)營(yíng)水平達(dá)到上市公司的要求，努力實(shí)現(xiàn)公司的上市。 

參考文獻(xiàn)：
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