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摘要：PON简单、可靠、成本低，目前已成为各电信运营商宽带接入的主要方案。本文介绍了PON的技术原理和用户光缆网的结构，然后分析了用户光缆网的建设原则、组网选型、用户接入点设置和建设案例。
关键词：PON；光网络；用户光缆；建设
PON（Passive Optical Network，无源光网络）是全部由无源器件组成的光网络。与AON（Active Optical Network，有源光网络）相比，PON网络结构简单，不受电磁干扰和雷电影响，网络易于维护和升级改造，而且造价较低，可靠性高[1]，所以现已成为各运营商普遍采用的接入技术。按照经营方式，用户光缆网分为区域接入和依托基站接入两种方式。前一种方式是将汇聚区域按面积大小分为若干接入区域，再按区域规划综合业务接入点，这种方式适用于原固话业务为主的运营商，如中国电信。后一种方式是利用基站资源优势部署接入业务，适于经营无线业务的运营商，如中国移动。依托基站接入时，从汇聚节点到基站之间的光缆可利用原基站接入网的空闲光纤纤芯，而由基站到用户之间再布置光交接箱与用户光缆。以基站为界，基站以上至汇聚节点称为基站接入光缆网，基站以下至用户称为用户光缆网[2]，本文以此为依据对基于PON的光网络用户光缆建设方案进行了分析。
1 PON技术原理与用户光缆网结构
1.1 PON技术原理
PON由OLT（光线路终端）、ODN（光分配网络）和ONU（光网络单元）组成，一般采用树形或星形拓扑结构，如图1所示。图中SNI是网络侧接口，S/R、R/S是参考点，IFPON是PON专用接口，Splitter是光分路器，UNI是用户侧接口。
PON系统包括APON（异步传输模式无源光网络）、BPON（宽带无源光网络）、EPON（以太网无源光网络）和GPON（千兆无源光网络）。目前，主要采用EPON和GPON。根据ONU所处位置，PON分为FTTH（光纤到户）、FTTO（光纤到公司/办公室）、FTTB（光纤到楼宇）、FTTC（光纤到交接箱）、FTTV（光纤到村）等模式，其中以FTTH、FTTB和FTTO较为典型。
1.2 用户光缆网结构
用户光缆网由用户主干光缆、用户配线光缆、用户引入光缆3部分组成，如图2所示。图中ODF是光缆配线架，FP是光灵活点，DP是光分配点，OTB是光缆终端盒。
用户主干光缆网可采用环形、总线型和树形拓扑结构，其中前两种安全性较好，但建设成本也较高，后一种安全性差一些，然而敷设费用相对也较低。对于主要服务住宅用户的FTTH模式，其安全性要求比政企客户低，从投资和建设速度方面考虑，选择树形结构更合理，如果要求较高的安全性，也可在树形主干光缆上引出配缆，通过双路由保护来提高安全性。而对于政企客户来说，树形结构主干光缆单一路由的安全性较差，宜采用环形结构或总线型结构，后两种具有2个不同的物理路由。
2 基于PON的用户光缆建设方案
2.1 用户光缆网建设原则
基于PON的用户光缆建设应结合项目现状和未来发展，综合投资、运营和技术需要来制定总体建设方案。首先，应考虑市场驱动，并从用户性质、密度分布等角度研究建设的目的、模式和目标。其次，基于投资有效性来考虑，应关注投资与效益的均衡性，重视投资的整体汇报，并从用户需求和应用场景出发，选择最佳的建设模式。再次，重视系统的可靠性、扩展性和规范性，PON网络建设是一个逐步推进过程，在项目规划时必须考虑未来发展需要，应选择适宜的标准和技术体制，以便网络扩容时易于扩展，当然最重要的是要在系统和网络两个层面都保持高的可靠性。
2.2 用户光缆组网选型
PON通常为汇聚+树形结构，一根光纤中可同时传送语音、数据和视频等多种业务类型，在网络中有OLT和Splitter这2个重要网元，它们的位置又非常灵活，且分光方式也分一级和二级，所以PON组网类型较多[3]。以住宅小区FTTH模式组网为例，根据OLT在小区红线内、外的差别，可组成多种网型。当OLT在小区红线以外时，如果采用一级分光方式，Splitter设在设备间，PON接口利用率高，但设备间与电信间配线光缆芯数较多，因而会增加线路投资，这种情况适合小规模业务。而如果Splitter设在电信间，就能减少设备间与电信间配线光缆芯数，线路投资也相应减少，但对于小规模业务来说会浪费Splitter端口资源或PON接口，所以它适用于大规模住户。如果设备间与电信间合而为一，维护管理比较方便，但若小区住户多，会造成设备与电信间过分拥挤，所以它也适合小规模住户。如果采用二级分光方式，一级光分路器设在设备间，二级光分路器设在电信间，PON接口利用率较高，但光缆线路衰耗也较大，所以它适合住户规模中等、居住分散的小区。当OLT在小区红线内时，同样可组成多种类型，并且特点与OLT在小区红线外时的各种情况对应，故不再赘述。
2.3 用户接入点设置
用户接入点是指多家电信运营商共同接入部位，也是运营商与住宅建设单位的工程界面。根据《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程设计规范》（GB 50846-2012）第3.1.1～3.1.2条的规定，用户接入点根据住宅建筑类型分为3种情形，单个高层住宅作为独立配线区时，应设在电信间；低层、多层、中高层住宅群组成配线区时，应设在共用电信间；别墅区组成配线区时，应设在光缆交接箱或设备间。工程界面按接入点、内侧、外侧及红线内划分为4种情况。在用户接入点上，箱体部分若为双方共用，由住宅建设单位负责，否则各自负责。箱体内配线模块由住宅建设单位负责用户侧，电信经营商负责交换局侧。用户接入点以内用户侧的设备、线缆均由住宅建设单位负责。用户接入点以外交换侧的设备、线缆均由电信经营商负责。小区红线内的通信管道、建筑内配线网等均由住宅建设单位负责。
2.4 用户光缆建设案例
某高层住宅小区有3个单元，每栋25层，每层6户，预测2内入住率和渗透率分别为80%和60%。组网方式为全覆盖，设1个公共片区光节点，每个单元内设1个单元光节点，每5层设1个楼层光节点，单元光节点至楼层光节点布放垂直光缆，连接方式采用掏接。主要设备包括：（1）接入光缆：GYTA-12B1型光缆335m，24芯分纤盒1个，288芯光缆接头盒1个，2m单模双头尾纤6条，Φ25 PE管400m；（2）引入/垂直光缆，GYTA-6B1型光缆192m，GYTA-4B1型光缆570m，4分32光分路箱18个，2m和3m单模双头尾纤分别为66条和12条，1：4和1：16光分路器分别为9个和30个；（3）水平光缆，光纤冷接插头450个，双芯8字形光缆18000m。总计造价21万。
3 结语
继“光进铜退”战略实施之后，宽带提速降费政策进一步落实。随着PON技术的日臻成熟和完善，基于PON的用户光缆网正在快速部署中。为了在激烈的市场竞争中赢得主动，必须重视用户光缆网的建设方案，为此本文对相关技术进行了分析，以供读者参考和借鉴。
参考文献：
[1]刘健，贾明.适用于FTTH的用户光缆建设方案初探[J].邮电设计技术，2011（6）：25-29.
[2]胡勇，丁为民.全业务用户接入光缆网建设方式及其分析比较[J].电信技术，2009（5）：51-54.
[3]魏践峰.基于PON技术的住宅小区FTTH通信设施工程设计[J].建筑电气，2013，32（11）：13-22.
论文作者:程剑光
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/13
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