关于光网通信建设技术

关于光网通信建设技术

区炎宏

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摘要：随着世界各国逐步加快信息化建设步伐、国内“三网融合”发展的号召以及应用于FTTH的技术和设备的逐步成熟，在FTTH的建设中区别于传统的建设方式涉及到全光通信以及室内光缆网的布设，想要高效、低成本的建设一张健壮的光接入网，其组网理念、产品选择以及施工方式将有较大的变革。以下就分别就GPON，ODN系统建设的关键技术作出阐述。

关键词：FTTH；GPON；ODN

一、GPON系统建设的关键技术（DBA）

动态带宽分配（DBA）技术是指通过GPON系统中各个ONU的上行使用带宽实时动态的改变来适应用户速率的各种变化，以提高系统的带宽利用率的技术。PON系统的上行接入一般采用中央控制按需分配和固定分配相结合的方式，也就是ITU-TG983.4规定的静态带宽分配和动态带宽分配两种方式，按照业务等级进行优先级分配。对于GPON中的数据通信这种变速率业务，用静态带宽分配是不合适的，需要通过动态带宽分配使系统带宽利用率大幅度提高，即DBA技术根据ONU的突发业务的要求，通过在ONU之间动态调节带宽来提高上行带宽利用效率。根据GPON的特点和G983建议，可以知道动态带宽分配的具体要求是：业务要透明、带宽利用率尽量高、具备低抖动与时延特性、公平分配带宽、信号健壮、实时性强、保证不同业务的QoS等。

（1）带宽类型。GPON标准沿用了BPON中对QoS支持的规定。ITU-T在BPON标准G.983.4和GPON标准G984.3中明确提出了四种优先级别的带宽。它们分别是Fixed、Assured、Non-assured和Best-effort四种类型的带宽，也就是固定类型、确保类型、非确保类型和尽力而为类型的带宽。同时，GPON上行系统中带宽分配基本单元的传输容器（T-CONT）则按照其使用的带宽类型组合一共分为五种类型。基于业务等级的优先级分配方案能够在实现高效的DBA的同时为业务提供良好的QoS保障，所以，清晰地认识到各种带宽资源的特性以及理解T-CONT的适用范围对DBA有着重要意义。（2）传输容器T-CONT。前面指出了GPON有四种类型的带宽，每种类型的带宽都可以支持一定的QoS要求的业务：而T-CONT通过为业务提供特定类型的带宽间接保证该业务的QoS要求。一种T-CONT能否支持某种QOS要求的业务，完全取决于该T-CONT能否提供满足该业务QoS要求的带宽。如果该T-CONT提供满足某业务QoS要求的带宽，就可以承载该业务。在五种类型的T-CONT中，typel类型T-CONT仅提供Fixed类型的带宽；type2类型仅提供Assured类型的带宽：type3类型提供Assured类型和Non-assured类型的带宽；tyPe4类型仅提供Best-effort类型带宽：而type5类型是前四种类型的融合，可以提供所有类型的带宽，支持所有类型的业务。这五种T-CONT在本文中有时也被分别称为类型1、类型2、类型3、类型4和类型5的T-CONT。

（3）GPON实现DBA的过程。根据协议，GPON的DBA过程包括以下5个步骤：拥塞状态检测、将拥塞状态汇报给OLI、OLT根据提供的参数重新进行带宽分配、OLT根据更新的带宽分配信息和T-CONT类型发送授权，在DBA中实现管理信息的协商。DBA过程：拥塞状态检测→拥塞状态报告给OLT→OLT提供参数给DBA→OLT发送授权→DBA管理信息的协商。根据协议规定，GPON的DBA分为两种模式：一种是ONU向OLT报告自己的状态和所需的带宽，OLT根据上报的数据对ONU进行DBA，即所谓的基于状态报告的动态带宽分配（SR-DBA）：另一种是ONU不需向OLT报告，OLT由自己的流量监测功能，实现自动动态的带宽分配，即非基于状态报告的动态带宽分配（NSR-DBA）。

与其他接入网技术相比，GPON能支持现有所有业务类型和满足未来业务的适配要求，能提供高效率的GEM封装，实现成本较低。业内已公认光纤到家实现三网融合的理想媒介，而GPON作为现今最先进的接入网技术，是目前实现光纤到家的最佳技术之一。

二、光配线网（ODN）建设的关键点分析

ODN线路部分是承载整个光接入网的基础，早期由于国内FTTH建设较少，多数以FTTB/C方式，与传统光缆建设区别不是很大，但对于FTTH来说积累的经验还不足，从国外发达国家的建设经验来看，如日本、韩国，都经历了早期对这块研究不够深入，后期重新建设的过程。当前ODN的建设应该是整个FTTH建设中最重要的一块，需满足稳定性高、使用寿命长、施工速度快、运维成本低等优点，否则面对今后大面积的FTTH铺开会留下很多隐患。ODN线路部分需要关注的有如下几点：

（1）长远规划

ODN网络作为基础网，考虑到在城区线路建设的困难性，需考虑较为长远的网络发展，做好规划。规划的要点在于要根据现有资源，考虑现有用户及潜在用户的发展，选择合适的机房地点以及覆盖范围。一般而言，结合当前主流PON设备特性以及今后PON技术的发展趋势，建议FTTH采用大局所、广覆盖的方式，其中覆盖可以考虑采用高端用户“全覆盖”，普通用户“薄覆盖”的路线以减少初期投入成本。考虑到10GPON近期会实现商用且WDMPON产品在5年内会逐步成熟并实现商用，当前光缆规划建议考虑到3～5年，后期会随着PON接入能力的增加逐步减少对主干光缆的需求。但主干光缆建议一次性做好用户区域的整体覆盖，使得可以进行快速的用户接入。

（2）产品选择

ODN网络中所使用的线路产品既有很成熟的室外光缆和ODF等产品，又有适合于FTTH的很多新型产品。前期的FTTB/C建设模式中对于传统光配线部分依赖程度较高，转向FTTH建设时需关注适合于FTTH建设的产品特性。从建设的角度来看首先需选择成熟、稳健、易于施工的线路产品。我们一般将整个ODN网络分为三段四点，三段：馈线段、配线段、入户段；四点：机房点、汇聚点、接入点、用户点。

①馈线段：一般根据实际情况采用不同室外光缆，这块和传统的城域光网没有区别，根据规划进行选用即可（采用G.652D光纤）。②配线段：配线光缆是用于将汇聚点和接入点进行连接的部分，对于FTTH而言大量涉及到室内光缆的使用，此时需注意采用方便进行室内施工以及具备室内光缆规范的光缆，普通室外光缆直接应用于室内会增加施工难度且不符合室内光缆相关规范。③入户段：入户段光缆现在一般均为蝶形光缆，具备与铜缆相当甚至更高的强度，具备低弯曲半径、易于施工等特性，使得入户光缆的布放难度接近铜缆。④机房点：一般为跳纤、配线架等产品，国外早已出现了大容量、高密度且易于调度的光配线架，更适合大容量机房的光纤管理。国内目前由于设计、工艺等原因还没有厂家能有较好的产品推出，但MODF（综合光配线架）是今后大规模FTTH建设中所必须使用的产品，业内也在积极探索更为合适国内运营商使用的产品。⑤汇聚点：汇聚点为馈电光缆分解为配线光缆的地方，一般而言为规划的光交、接头盒等城域光网的关键节点，覆盖一定区域内的用户。故所采用的产品需考虑到覆盖范围内用户接入的需求，容量需予以保证。另还要考虑到光分路器的安装空间，可采用各种密度较高的安装方式，如LGX光分路器、高密度光分路器等。⑥接入点：又称DP（DropPoint）点，为配线光缆分解为入户光缆的节点。这块需应对复杂的用户接入环境和需求，是整个ODN网络最为多变的环节，产品形态也是丰富多样。总体使用原则为便于安装和操作、符合用户快速接入的要求。一般为各种室内外的箱体，具备光分路器的集成能力、具备冷接技术的使用能力等。⑦用户点：最终用户所在地点，符合用户室内使用的各种产品。如放置ONU的FTTH终端箱、光纤信息面板、铠装弯曲不敏感跳纤等，产品结构较为简单，但由于放置在用户处对产品质量要求较高。

结束语

目前，组成ODN网络的产品系列还是相当丰富的，对于运营商而言由于缺乏相关知识储备和检测手段，且国内的相关行业的规范性还略显不足，很难去区分各种产品的质量，加上ODN网络的无源特性使得问题和故障往往需要长时间的使用才能暴露出来，从而导致当前有相当的产品在市场上“滥竽充数”，等到故障发生时往往已经开始大规模铺设问题产品了。

参考文献

[1]郭巍，孙嶶.面向FTTP的EPON技术解决方案2015.7

[2]王忠玮.浅谈FTTH接入的技术原则和应用2013.9

[3]杨红明，徐永洁.FTTH改造与建设策略分析2017.3