无源全光网络技术接入.ppt

无源全光网络接入技术无源全光网络接入技术 1 概述 光纤的理论带宽几乎是无限的 单个波长上的传输速率可以达到10gbps； 若采用wdm技术，在一根光纤上承载64个波长 ，传输速率可以达到6410gbps； 若采用dwdm技术，40个波长和1tbps的 dwdm已经商用；实验室最高水平目前可以做 到256个波长，传输速率可以达到10tbps。 光纤中信号传输时衰减很小。 2 一、fttx 光纤通信最先用于核心网：长途网和城域网 ；直到现在发展到接入网。 接入光纤需要用到光网络单元onu来完成光 电转换和分接功能。 fttx是指光纤在接入网中的推进程度或使用 策略，不是具体的接入技术。 根据onu（光网络单元）的具体位置，可以 分成四种基本类型： 3 1.fttc（光纤到路边） 点到点或点到多点结构：一个onu可以为一个或多个用 户提供接入； onu设置在路边交接箱或配线盒处：onu到用户之间仍 为电缆（双绞线或同轴电缆）。 2.fttb（光纤到楼） 点到多点结构：一个onu为多个用户提供接入。 onu放置在居民住宅公寓或单位办公楼内。 3.ftto（光纤到办公室） 全程光纤接入，主要用于大型企事业单位； 一般采用环形或点到点结构。 onu放置在办公室。 4.ftth（光纤到户） 全程光纤接入，onu放在家中。 一般采用点到多点结构。 4 二、光接入网基础 组成：由一个光线路终端（olt）、至少一 个光分配网（odn）、至少一个光网络单元 （onu）及适配设施（af）组成。 光分配网：由光缆、光分/合路器、光纤连接器 等无源器件构成的onu与olt之间的光通路连 接。 根据olt到onu之间是否存在有源设备，光 接入网分为： 无源光网络（pon）：无源光分路器 有源光网络（aon）：有源电复用器 5 参数类型a类型b类型c 最小损 耗 5db10db15db 最大损 耗 20db25db30db ituitut g.982t g.982规范的规范的odnodn光通道损耗特性光通道损耗特性 6 odn的保护配置：在网络的某部分建立备用 光通道，且备用光通道往往靠近olt，以便 保护尽可能多的用户： 主用和备用光纤同缆不同纤方式：简单经济，不 能保护光缆切断故障； 主用和备用光纤在不同光缆内，单同管道或同路 由：可以防止普通的光缆切断故障，不能防止大 型故障。 主用和备用光纤不仅不同光缆，且管道和路由也 不同:提供最大程度的保护，但经济代价高。 7 通信方式 下行通信： olt将信号时分复用成时隙流，经光分路器广播 至onu。 各onu在规定的时隙接收信息。 上行通信：各onu共享一根光纤，任意时刻 只能有一个onu发送信号。 复用方式：空分复用、时分复用、波分复用 。 8 （1）.空分复用 上下行双向通信各使用一根光纤。 性能最佳，设计简单。 光传输设备和线缆双倍，成本高。 9 分路器 user 1 user 2 user 3 2 213 2213 2213 2213 3 22 1 olt 局 端 onu 1 onu 2 onu 3下行传输主要特征 点对多点广播式传输 端口地址被用作数据包id 用户只能获取属于自己的数据包 （2）.时分复用 在同一光载波波长上，把时间分成周期性的帧，每一个帧再分成若干时隙。 每个onu分配一个固定时隙。每个onu在每帧内只能在所分配的固定时隙内 向olt上传数据。 10 分路器 user 1 user 2 user 3 3 22 1 2 1 112 2 23 11 2 2 2 time slot 3 olt 局 端 onu 2 onu 3 onu 1 上行传输主要特征 时分复用(tdma) 数据在属于自己的时隙里传输 光信号在分光器处进行耦合 冲突检测与避免 11 （3）.波分复用 不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送，每个波长 作为一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。 wdm：不同窗口的光波进行复用。 dwdm：同一窗口的光波进行复用。 12 三、无源光网络pon 1.发展背景 pon最早由英国电信公司于1987年提出。 最早的pon标准：itu-t g.983-1998,基于 atm的apon； 2000年底提出了epon，最终纳入了以太接 入网ieee 802.3ah2004标准。 2002年提出了gpon，于2003年通过gpon 系列标准:itu-t.g.984.1、g.984.2、 g.984.3。 13 2.系统结构 olt光线路终端；odn光分配网；onu 光网络单元。 olt连至一个或多个odn，为odn提供网络接口 ； odn为olt和onu提供传输手段； onu与odn连接，为odn提供用户侧接口。 光网络 单元 （onu） pon o dn 光线路 终端 （olt） 远端设备局端设备 业务 网络 14 3.拓扑结构 （1）单星型结构 每一个onu分别通过一根或一对光纤与局端的同一 olt相连，以olt为中心形成星型拓扑结构。 onu1 onun 光 分 路 器 obd 光 线 路 终 端 olt 15 （2）多星型（树型）结构 odn由很多obd串联组成； 第一个obd将光分成n路，每条路通向下一级的 obd。 优点：线路维护容易，用户可共享一部分光设施。 缺点：所有onu的光功率由olt中的一个光源提供 ，光功率有限，限制了光信号的传输距离以及onu 的数量。 onuobdobdolt 16 （3）总线型结构 一般各obd非均匀分光且沿线装排列。 适合于沿街道、公路呈线装分布的用户环境。 onunonu2onu1 obdnobd2obd1 olt 17 （4）环型结构 onun onu1 obd obd olt 18 4.功率损耗 从olt发出的光功率主要消耗在以下几处： 分路器：分路的数量越多损耗越大； 光纤：距离越长，损耗越大； onu：数量越多，需要的olt发射功率越大。 为保证每一个到达onu的功率都高于接收灵敏 度且有一定的余量，在设计时要根据实际的数量 和地理分布来进行预算。 19 四、基于atm的ponapon 1.apon简介 20世纪90年代中期开发完成，1998年正式通 过了itu-t的g.983.1建议。 apon中一个olt最多可寻址64各onu。 apon是在pon上传送atm信元。 物理层采用pon技术，链路层采用atm技术 。 20 2.apon的系统结构 一个odn最多可支持32个onu； 光纤的最大距离为20km； olt可提供多个odn接口满足用户大于32的需求 。 onuobdolt atm 交换机 21 3.线路速率 第一种：上、下行对称155.520mbps 第二种：上、下行非对称速率（上行 155.520mbps、下行622.080mbps）。 传输方式： 单纤波分复用方式，上行信号采用1310nm波长 ，下行采用1550nm的波长； 单向双纤空分复用方式，上、下行都工作在波长 1310nm的窗口。 22 4.工作原理 下行方向：采用tdm技术传送连续的时隙流 。 每个时隙为53字节的atm信元。 atm交换机把信元先送给olt，olt再把下行业 务封装成连续的下行帧，广播发送到下行信道。 各个onu收到所有的下行信元后，根据信元头 信息取出属于自己的信元送给用户终端。 上行方向：采用时分多址接入方式 onu收集来自用户的信息； 把信息插入指定的时隙，以155.520mbps的速 率送到olt。 23 5.apon帧 速率为155.520mbps的下行帧 1帧56个信元；1个信元53个字节 速率为622.080mbps的下行帧 1帧224个信元；1个信元53个字节 速率为155.520mbps的上行帧： 1帧56个信元；1个信元53个字节 24 6.apon的应用 apon主要应用在企业、商业大楼的宽带接 入中。 atm internet apon onu apon odn apon onu apon onu 用户网络 家 大楼 olt （atm） atm 交换机 路由器 atm 交换机 25 五、gpon 1.gpon特点 上下行速率不对称 下行1.244gbps2.488gbps 上行155.520mbps1.244gbps 传输距离至少达20km。 系统分路比可以为1:16、1:32,1:64乃至 1:128。 26 2.系统结构 olt位于中心机房，向上提供广域网接口，包括ge、 atm、ds-3等； onu放在用户端，提供10/100baset等接口； wdm和网络单元ne为可选项，用于在olt和onu之间 采用另外的工作波长传输业务。 onu obd olt wdm ne wdm ne 广域网 接口 27 4、基于gpon的ftth/fttb（中国传媒大 学家属区案例） 概况：为1#楼实现ftth，共64户；2#楼 9#楼共8栋楼实现fttb。 1#楼共64户，则需64个onu，每个olt按 照32分路比，则需2台olt。 2#9#楼8栋楼，根据onu输出电平为90db ，计算出每个楼需4台onu，则共32个，需1 台olt。 28 （1）设备规范 型号:flexlight onu/ont输入光功率：62db onu/ont输出射频电平：8096dbuv，典 型值90dbuv。 （2）波长分配 tv信号：1550nm 数据信号:上行1310nm,下行1490nm 29 （3）光链路损耗 光纤损耗：0.2db/km（1550nm），5km为1db。 光分损耗：17.5db（1:32） olt损耗：3.5db 总的损耗为22db 对于ftth的onu输入光功率为6db（输出电平 为80db），则olt的输入光功率为16db。 对于fttb的onu输入光功率为2db（输出电平 96db），则输入olt的输入光功率为24db。 30 （4）光发射机 选用1550nm的光发射机； 输出光功率为010db； 输出经二光分送往两台edfa。 （5）光放大（edfa） 需两台edfa 一台输出光功率为24db，供fttb的olt使用。 另一台输出光功率为20db，然后进行二光分（ 输出16.5db），供ftth的2台olt使用。 31 校园骨干网 分光网络 分光网络 分光网络 catv信号 ftth单元1 ftth单元2 ftth单元3 ftth单元4 f t t b f t t b olt 32 六、epon概述 1.发展背景 由apon技术思路发展而来； 2004年4月通过了ieee 802.3ah标准。 两种epon光接口 1000basepx10-u/d 1000basepx20-u/d 分别工作在10km范围和20km范围的光接口。 33 一套典型的epon 系统由硬件和软件两大部分 构成： 硬件部分主要包括有源网络设备和无源光 分配网两大部分。有源设备包括： 光线路终端olt， 光网络单元/光网络终端onu/ont。 由局端到用户端的光纤和无源光分配器 的无源光分配网： 无源光网络/光分配网pon/odn。 34 onu的类型 （1）sfu（单住户单元）型onu 主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终 端功能； 有1 或4 个以太网接口，提供以太网/ip 业务 ，可以支持voip 业务或catv 业务； 主要应用于ftth 的场合。 根据onu 的业务种类和端口数量上的区别， sfu 型onu 的4 种具体形态见下表 35 序号 以太网口 数量 pots口 数量 catv rf口 sfu-11(ge/fe)0可选 sfu-24(fe）0可选 sfu-31(ge/fe）2可选 sfu-44(fe）2可选 36 （2）hgu（家庭网关单元）型onu 主要用于单独家庭用户，具有家庭网关功能； 具有4 个以太网接口、1 个wlan 接口和至少1 个 usb 接口，提供以太网/ip 业务，可以支持catv 业务。 主要应用于ftth 的场合。 序号以太网 口数量 pots 口数量 wlan 口数量 usb口 数量 catv rf口 hgu14（fe ） 011可选 hgu24（fe ） 211可选 37 （3）mdu（多住户单元）型onu 主要用于多个住宅用户，具有宽带接入终端功能； 具有多个用户侧接口（包括以太网接口（至少8 个 ）、adsl接口或vdsl接口（至少24 个； 主要应用于fttb/fttc的场合。 序号以太网口数量adsl+/vdsl接口数量pots 口数量catv rf 口 mdu-1 8/16/24 00可选 mdu-2 8/16/24 08/16/24 可选 mdu-3 024/32/48/64/72/96 00 38 3.传输距离 两个因素影响无源光网络的传输距离： 第一、由光线路终端（olt）的发射光功率和 odn的损耗决定。 第二、光网络单元onu同时发射的风险。 因为光网络终端共享光纤馈线和光线路终端的端口， 所以，所有的设备都必须避免一个以上的onu同时发 射。 如果发生了同时发射的情况，就会导致业务流发生碰 撞，影响大多数业务无法继续。 39 4.epon特点 兼容现有以太网 传输距离和odn：两种格式 olt和onu之间最大传输距离10km，支持的最大分路 比至少为1:32; olt和onu之间最大传输距离20km，支持的最大分路 比至少为1:16; 传输速率：上下行速率均为1.25gbps 单纤双向系统： 上行使用12601360nm波长； 下行使用14801500nm波长； 如果实现catv，应使用15401560nm波长。 40 对pon来说，在选择光分路器的位置时必须 考虑olt和onu之间的最大距离限制。 假如onu离olt的最远距离20km，光分路 器到olt的距离决定了onu到分路器的距离 。二者之和不能超过20km。 假如分路器距离olt 19km，那么其服务半 径只有1km；如果分路器距离olt10km， 那么其服务半径为10km。在两个服务区域 内可以都有32个onu。 41 如果在onu的服务半径内少于32个用户，每用户分摊的 olt成本就很高。 如果在onu的服务半径内多于32个用户，仅仅为了支持 第33个用户，就需要增加olt端口，结果导致每用户分 摊的olt成本陡增。 如果在现有的onu服务半径外有新用户，就要增加一个 olt端口，结果导致每用户分摊的olt成本非常高。 如果在olt的20km服务半径以外有新客户，就需要 在一个新地点安装一个完整的olt设备，结果导致每用户 分摊的olt成本非常高。 在规划设计epon网络的时候，一定要预先将网络覆盖的 用户合理地按1：32/64进行分配，使其不出现上述情况 。 42 5.epon网络结构 （1）树型拓扑结构（采用1n分路器） （2）总线型拓扑结构（采用12分接耦合器） 43 （3）环型拓扑结构（采用22分接耦合器） 44 6. epon的保护倒换 pon 系统的保护包括馈线光纤保护、olt 保护和全保护三种方式。 在olt和onu 设备支持的前提下，可以根据 实际需要采用相应的保护方式。对于普通用 户，一般不考虑系统保护。 全保护的成本较高，宜只对重要用户采用。 45 （1）馈线光纤保护就是采用1:n 或2:n 光分路器 ，在分路器和olt之间建立2 条独立的、互相备份 的光纤链路，一旦主用馈线光纤发生故障，通过人 工改接的方式，在备用光纤链路可用的情况下切换 至备用光纤的保护方式。 46 （2）olt 保护就是采用2:n 的光分路器，在分路 器和2 个互为备份的olt 之间建立2 条独立的光纤 链路，一旦主用馈线光纤或olt 发生故障，在备用 光纤链路和备用olt 可用的情况下自动切换至备用 olt 的保护方式。 47 （3）全保护就是pon 系统对olt、odn、onu 均提供备份的保护方式，属于采用互为热备份保护 方式。 48 光纤保护倒换准则 epon系统中，对以上三种光纤保护类型， 当发生下列条件之一时，必须进行光纤保护 倒换： 1） 输入光信号丢失（los）； 2） 输入通道信道劣化： 输入光信号功率过高或过低； 误码率越限； 49 光纤保护倒换时间 epon系统中，对不同类型光纤保护类型， 当进行光纤保护倒换时，光通道倒换时间应 分别满足以下要求： 1） 类型（1）：小于50ms（暂定）； 2） 类型（2）：小于100ms（暂定）； 3） 类型（3）：小于100ms（暂定）； 50 八 epon系统及组网方案 1.传输方式 系统采用单光纤3个波长来传输全业务，epon中 olt两个上/下行波（1310/1490nm）通过波分复 用，用于传输数据、语音和ip交换的数字视频（ip- sdv），第三个波长（1550nm）用于下行catv 射频的传输。采用这种设计，pon可以覆盖20km 以内16个以上的光节点。 电视信号通过hfc网络广播来实现，ip、话音、视 频点播等双向业务通过epon来运行。 51 （1）单纤三波 52 （2）双纤独立传输 53 （3）fttb1 54 （4）fttb2 55 2.常用几种光缆： 目前epon 技术的传输介质定位于采用g.652光纤 ，采用1310nm、1490nm、1550nm波长，传输多 种业务，所以我们讨论的是g.652 光纤的光缆。 馈线光缆指的是从中心局到光分配点的线路光缆，通常 为高密度、大芯数光缆，提高强大光纤分配能力，可采 用与城域网用光缆相近的光缆结构。 配线光缆指的是从光分配点多网络接入点或接入点之间 的光缆，应具备室内外两用功能。 引入线光缆指的是从网络接入点到用户之间的光缆。 常用光缆接续设备 室外光缆交接箱、楼道分纤盒； 楼内odf架、用户终端盒。 56 2.1基于epon的ftth网络结构 57 1）、小高层楼房网络结构 fttb:二层或者四层合用 一个onu，之后通过交换 机和分配网入户。此时 onu需高电平输出电视信 号。 ftth:一户一个onu，低 电平输出电视信号。 58 2）、板楼网络结构 fttb：一个单元用 1个或者2个onu， 然后通过交换机和分 配网入户。 ftth：一户一个 onu。 59 3）、别墅型住宅网络 结构 ftth：一户1个onu， 户内点数多时，可以增 加交换机或者集线器。 60 2.2 基于epon的ftth设计方案 采用基于epon 技术的ftth 方案建设宽带 接入网络，需要考虑多方面的因素。大致包 括以下几个方面： 设备需求 业务分析 线路设计 61 1）、设备设计 对于一个需要实现ftth 的宽带接入网，需要首先 分析总体解决方案。包括： olt的设计 确定olt 的放置地点 根据机房环境确定olt 的电源配置 根据用户数量确定olt 的epon 系统数量 根据业务类型和上行带宽需求确定olt 的上联接口类型 、速率和端口数量等。 onu 的设计 根据用户数量和分布确定onu 的数量及其与olt 的距 离 根据用户业务需求确定支持相应功能的onu类型等。 62 举例：假如某小区有1200用户 （1）olt设计：将olt放在中心机房，分 路器放在中心机房odf架中，采用1:32分路 比，则需要1200/32=38台。 根据数据速率实际要求，olt可以通过交换 机连接到千兆以太网。 （2）onu设计：1200个onu。 对于光纤接头的类型，从olt 到onu，建议 全程采用sc/apc 接头，以确保odn 网络 具有良好的反射特性。 63 （3）光功率预算 预算的目的是对光线路进行预先的评估，以确定该ftth 方案是否可行，若可行，计算结果有助于确定所选择的光 发送和接收模块的灵敏度范围是否合适。假设该小区的主 干光缆长度为8 公里。 a：计算依据 1. olt光发送功率: 04dbm(1490nm)； 2. olt 光接收功率: 248dbm(1310nm)； 3. onu光发送功率:14dbm（1310nm）； 4. onu光接收功率: 243dbm（1490nm）； 5. 建议的光通道衰耗（10 公里）：1022db 之间； 6. g.652 单模光纤衰耗：0.36 db/km（1310nm）； 7. 法兰盘插入损耗：0.4db； 8. 1：32 双窗口单模光纤树型耦合器的插入衰耗： 16.5db； 64 b：计算原则 1. 按照最坏值法计算； 2. 光纤衰耗按照衰耗大的1310nm光信号计算； 3. 主干光缆按照8km共3 盘计算，从小区机房到用 户家中按照0.5km计算； 4. 从olt 的pon 口到onu的pon 口计算，有5 个法兰盘； 65 3）带宽考虑 olt每千兆端口可带用户数 olt既是一个交换机或一个路由器，又是一个多 业务提供平台，它为pon提供光纤接口，根据以太 网向城域网及广域网发展的态势，olt在提供常用 接口的同时还将提供多个gbit/s和10gbit/s的以太 网接口。 在目前的运用中，多数情况下，每个olt提供2- -4个千兆光口。通过如下计算可以得到每个千兆口 可带的标清iptv用户数为： 66 每个用户的业务量和带宽： 媒体流数据量=vod视频流（2mbps）+vod音频流 （64kbps）+编码器编码误差（100kbps） =2.15mbps； 媒体流输出带宽=媒体流数据量+mpeg的ps流封装 报文头和pes开销（平均150kbps）=2.3mbps； 业务流网络带宽=媒体流输出带宽（1+网络协议封 装开销（5%）=2.4mbps； 网络总流量=业务流网络带宽（1+网络流量平均抖 动（5%）=2.5mbps。 根据以上计算，如果再加上其它网络传输开销，每 用户所需带宽为3mbps。 除iptv业务，如果再加上互联网业务，每用户所需 带宽为4mbps。 67 若下行带宽利用率为95%，则每千兆端口可 带250个用户。 按20%的安装率可覆盖用户1250户。 按每楼 栋（6层、4单元、一层2户）50户计算可覆 盖25栋楼。 如果考虑同时上线率其覆盖范围还将扩大。 此数据对于我们合理设计odn结构和onu的 数量是非常必要的。 68 九、epon组网方案举例（华为） 接入路由器l2/l3交换机 epon构建 ftth/fttb houseenterprisebuilding netwok management pstn internet bras voice gateway splittersplitter ip metro ip tve-phonepce-phone接入路由器 cdn pc视频电话pcip tvpcl2/l3交换机视频电话接入路由器 et300 et204 router olt (s6500) olt (s6500) 69 gepon小区接入解决方案(一） pstn internet voice gateway splitter（1:32） ip metro 大co s8505 olt (s6500) 对于已经铺设光纤到户的小区 onu直接到户，按需分配带宽 无源分光器替代楼道交换机 对用户家庭onu集中管理 10km覆盖，1408户/s6506 采用一级分光 onu (et204) 分纤盒分纤盒 ge 10ge ma5200f s8505 70 gepon小区接入解决方案(二） pstn internet bras voice gateway splitter（1:2） ip metro 大co router olt (s6500) 针对光纤资源紧张小区：总线型 onu直接到户，按需分配带宽 无源分光器替代楼道交换机 对用户家庭onu集中管理 10km覆盖，1408户/s6506 采用多极分光 onu (et204) ge 10ge 71 gepon实现网吧 et300 城域网 分光器(1:n) 汇聚层 接入汇聚层 街道 olt (s6500) et300 et300 s3552 只需要沿铺设一条光纤，可以解决 最多32个网吧的接入， 同时可以就近支持传统以太网接入 网吧 网吧网吧 网吧网吧 s2000 网吧 s2000 网吧 s8512 s8505 ponge 72 基本术语 馈线：光分配网中从光线路终端olt 侧紧靠s/r 接 口外侧到第一个分光器主光口入口连接器前的光纤 链路。 支线：光分配网中从第一级光分路器的支路口到光 网络单元onu 线路侧r/s接口间的光纤链路。采用 多级分光时，也包含除一级光分路器以外的其它光 分路器。 用户光缆终端盒：提供光缆到达用户做终结的光纤 保护盒，通常装有光接插件。 入户光缆：引入到用户建筑物内的光缆。 十、基于epon的光接入网设计 73 1.epon设备配置要求 1.1 业务承载能力 epon 系统应支持的业务类型包括ip 数据业务， 可选支持voip 业务、tdm业务和catv 业务。 其中tdm 业务包括e1 数据专线业务和 n64kbit/s 数据专线业务。 1.2 设备接口要求 （1）接口要求 olt 设备的sni 接口必须支持ge 接口，可选支 持10/100base-t 接口。当epon 提供tdm 数 据专线业务时，sni 应支持e1 接口。epon 系 统如果提供语音业务，必须支持voip 方式。 74 onu设备的uni 接口必须支持10/ 100 bast-t 接口 ，可选ge接口。当epon设备提供tdm 数据专线业 务时，onu 设备的uni 接口应支持e1 接口。 （2）pon接口要求 pon 接口应符合ieee802.3ah。其物理接口应采用 1000base-px20， 1000base-px20 上下行方向使用同一根光纤。 1000base-px20-u 为上行方向，由onu 至olt， 使用1310nm 标称波长；1000base-px20-d 为下行 方向，由olt 至onu，使用1490nm 标称波长； 在单模光纤上，1000base-px20 以1000mbps 速 率，分路比为1:32，最大传输距离不小于20km； 在物理层业务接口上，误码率小于等于10-12。 75 2.odn拓扑结构及组网原则 光分配网络（odn）是一种点对多点的无源网络，按照光 分路器的连接方式可以组成多种结构，其中，星形和树形为 最常用结构。 2.1odn基本结构 （1）星形结构：当onu 与olt 之间按点对点配置，即一 个onu 直接与olt 的一个pon口相连，中间没有光分路器 （obd）时就构成星形结构。olt 和onu间的光链路可以 是一根光纤，也可以是二根光纤。 76 （2）树型结构 树形结构有两种基本形式： 当olt 与onu 之间按一点对多点配置，即每一个olt 与多个onu 相连，中间设有一个光分路器（obd）； 其优点跳接少，减少了光缆线路全程的衰减和故障率， 便于数据库管理管理，缺点是光分路器后面的光缆数量 大，对管道的需求量大，特别在光分路器集中安装时。 77 当采用两个或两个以上光分路器（obd）按照级联的方式 连接时就构成树形结构（二） 优点是由于光分路器分散安装减少了对管道的需求，适用于 用户比较分散的小区，缺点是增加了跳接点，即增加了线路 衰减，出现故障概率增加，同时数据库的管理增加难度。 78 2.2odn组网原则 2.2.1 odn结构的选择 1）在选择odn 结构时，应根据用户性质、用户密 度的分布情况、地理环境、管道资源、原有光缆的 容量，以及olt 与onu 之间的距离、网络安全可 靠性、经济性、操作管理和可维护性等多种因素综 合考虑； 2） odn 以树形结构为主，分光方式可采用一级 分光或二级分光，但不宜超过二级，设计时应充分 考虑光分路器的端口利用率，根据用户分布情况选 择合适的分光方式 79 3）星形结构（不含光分路器时）适用于有大数据 量和高速率要求的用户； 4）一级分光（树形结构一)适用于商务楼、高层住 宅等用户比较集中的地区或高档别墅区； 5）二级分光（树形结构二)适用于住宅小区，特别 是多层住宅、高档的公寓、管道比较缺乏的地区。 6）当用户分散、光缆线路距离相差悬殊，特别是 郊区，可采用非均分光分路器，满足不同传输距离 对光功率分配的需求，但设计时必须将光分路器每 个输出端口的序号、插入损耗一一对应的在图上标 注清楚。 80 2.2.2 odn 与用户光缆网的对应关系 逻辑上，odn 由馈线光纤、光分路器和支线组成 ，而用户光缆在物理结构上通常可分为三个部分， 即主干光缆、配光缆、驻地网光缆。 1） 主干光缆部分：通常由用户主干光缆和一级光 交接箱组成； 2） 配光缆部分：通常由一级、二级配光缆、二级 光交接箱和光分纤箱组成； 3） 驻地网光缆部分：通常为大楼内或小区内部的 配光缆、光分纤箱和光缆终端盒组成； 4）根据光分路器设置地点的不同，odn 各部分与 用户光缆设施的对应关系如下表 81 光交接箱：为主干层光缆和配线层光缆提供光缆成端、跳接的 交接设备，使用跳纤将主干层光缆和配线层光缆接通。 光分纤箱：介于光交接箱与用户之间，以光缆段与光交接箱相 连，用尾纤或尾缆与用户设备相连。 82 2.2.3 光分路器设置位置 1）采用一级分光方式，光分路器设在驻地网时， 光分路器可安装在室内或室外，室内安装位置包括 小区中心机房、楼内弱电井等位置。 光分路器上连光缆可分别来自一级光交接箱、二级 光交接箱或光分纤箱三种形式。 此种方式主要适用于已建成的用户光缆网、小区规 模较大且用户密度较高而集中、如高层住宅或商务 楼等，也适用于用户驻地有条件设置光分路器、并 有足够的管道资源的小区，例如高档别墅区等。 83 2）采用一级分光方式，光分路器分别设在 主干层： 光分路器可安装在一级光交接箱内、二级光交接 箱或光分纤箱内，如图 所示。 这种方式适合于用户非常分散的情况及新建的用 户光缆网。 84 85 3）采用二级分光方式，一、二级光分路器 均设在驻地网时： 第一级光分路器可安装在小区中心机房、或室外 ； 第二级光分路器可安装在楼内弱电井等位置； 光分路器上连光缆可分别来自一级光交接箱、二 级光交接箱或光分纤三种形式，如图所示。 此种方式比较适合于多层或小高层公寓楼等。 86 87 4）当采用二级分光方式时： 第一级光分路器分别安装在光交接箱或分纤箱内 第二级光分路器设在驻地网，连接方式见图所示 。 此种方式主要适用于接入分散的、组合成小群的 用户。 88 89 2.2.4odn的设计与应用 epon系统中odn位于分布的光网络中，包括单 模光纤、光分路器、光耦合器等。olt采用单纤波 分复用技术，通过pos与onu连接，传输距离可 达20公里。在onu侧通过光分路器分送给多达32 栋楼或用户，因此可大大缓解主干光纤资源匮乏的 压力。 在odn的设计中主要涉及到光缆布线、安全保 证、光分路器的级联等问题。odn系统的设计主要 与城市居民小区的物理分布有关。常规结构的odn 设计较为简单，如下例举了odn设计中的两种光分 路器级联的方案供参考。 90 第一个例子： 需覆盖的小区数量在2 个以上，小区较 大，且分散。例如，4个小区，每小区16栋 楼，各小区相距最大距离2km。 可采用下列光分路器级联的方式进行设 计，由于光分路器的级联与其级数无关，而 与整个odn系统的损耗有关。 4个小区，每 小区16栋楼共计64栋楼，可用2个pon口进 行覆盖即可，如下图： 91 92 此设计方案可大量节省光纤，使布线更加灵活，减 少了布线过程中所遇到的各种麻烦。 其链路损耗如下： 14光分路器衰耗：6db， 116光分路器衰耗：12db， 光纤衰耗：0.3db/km， 链路总损耗为：6+12+7.30.3=20.19db。 如果olt发射功率为0dbm，onu接收光功率为 26dbm， 0 - (-26) = 26db 20.19db 链路总损耗满足要求。 93 第二个例子：需覆盖的小区数量在2 个以上，小区 较小，且集中。例如，16个小区，每小区4栋楼， 各小区相距0.5km，设计方案如下图。此方案虽然 形式上看与方案1有区别，但其设计理念及出发点 却是相同的，即在节约大量光纤的同时减少了施工 中遇到的麻烦。 94 odn系统设计中对odn的一项最重要要求是 odn的可逆性要好，输入/输出口对调后不能导 致通路损耗的重大变化，这样上下行通路的设计 就简单了。 另外，光分路器等无源器件应能支持1310nm和 1550nm波长区内的任一波长的信号传输，为将 来的wdm系统应用提供基础。 在epon+lan的系统应用中，以楼为单位设置 onu，即每楼一个onu。一般放置整楼中间单元 ，这样布局有利于对其它单元交换机的业务进行 汇聚，因为楼内的lan系统采用5类线，最远传 输距离为100米。 95 2.2.5 光分路器配置原则 光分路器（obd）常用的光分路比为：1:2、1:4、 1:8、1:16、1:32 五种，需要时也可以选用2:n 光 分路器或非均分光分路器。 odn 总分光比应根据用户带宽要求、光链路衰减 等因素确定。光分路器（obd）的级联不应超过二 级。 当采用epon 时，第一级和第二级光分路器（ obd）的分路比乘积不宜大于总分路比，下表 为 光分路器（obd）常用组合（非均分光分路器除外 ）： 96 设计时必须考虑设备（olt）每个pon 口和光 分路器（obd）的最大利用率，应根据用户分 布密度及分布形式，选择最优化的光分路器组合 方式和合适的安装位置。 97 为了控制工程初期建设的投资，在用户对光纤到户 的需求不明确时，特别对于采用一级分光结构，集 中安装光分路器的光分配网络，光分路器可按照覆 盖范围内户数的20%30%配置，设计时必须预留 光分路器的安装位置，便于今后扩容，但配光缆应 参照一户一芯配置原则，按最终用户数一次敷设到 位。 对于有明确需求的住宅