培训教材2：PON系统设计基础知识课件

PON系统设计基础知识中国电信集团公司2012年3月主要内容PON系统组网组网原则带宽测算ONU分类及应用场景网络管理ODN设计原则分光方式活动连接头控制光器件选择光纤光缆选择ODN链路衰减指标光模块及传输距离测算光模块及光功率预算传输距离测算影响传输距离的因素及控制PON系统在网络中的位置OLT相当于汇聚交换机OLT与ONU之间全程无源GPON与XG-PON共存，或需要承载CATV时叠加器件带宽测算－PON系统内单个PON树可用带宽技术EPONGPON线路速率（Mbps）下行12502488上行12501244可用带宽（Mbps）下行9502200上行9001000PON系统内带宽规划原则应根据不同业务和不同客户群的需求差异分配相应的带宽保证PON系统内不同用户的基本可用带宽高优先级业务的带宽要优先保证对用户的最大可用带宽进行限速对于FTTH应用，宜将OLT设置为组播复制点对于FTTH应用，PON系统内带宽测算公式OLTONU1×NN个ONU带的M个用户共享带宽考虑安全冗余，高清、标清IPTV业务所需带宽取：12M/路、3M/路对于FTTB应用，应结合组播复制点设置，测算单个PON树内可容纳的最大用户数带宽测算－PON系统内（FTTH组网示例）假定所有业务的并发比统一取50%EPON：按1×64组网，户均业务带宽可达30MGPON：按1×128组网，户均业务带宽可达34M假定直播（高清、标清用户各占50%）业务的并发比取100%，其余业务统一取50%EPON：按1×64组网，户均业务带宽可达27M（开高清）/18M（开标清）GPON：按1×128组网，户均业务带宽可达31M（开高清）/22M（开标清）注：上述带宽均指下行带宽一般情况下，FTTH应用模式为每户提供20M宽带接入，OLT－ONU之间不存在带宽瓶颈。带宽测算－OLT上联BTV业务（IPTV组播业务）组播复制点在OLT时，OLT上联带宽计算公式BTV业务组播复制点在BRAS时，OLT上联带宽计算公式当OLT侧不同以太网/IP类业务上联基于物理链路隔离时，应分别计算不同业务的上联带宽根据所采用的上联链路端口可用带宽（需考虑冗余），计算所需的上联端口数OLT一般采用双链路上联保护（注：OLT综合线价中已包含双上联板卡费用）带宽测算－OLT上联（示例）某OLT局站用户情况局站覆盖IPTV组播用户1020户（其中高清用户20户，标清用户1000户），业务忙时并发比取0.5，组播复制点设置在BRAS4M宽带上网用户3700户，业务忙时并发比取0.5OLT上联带宽=(20户×12M/户+1000户×3M/户)×0.5+3700户×4M/户×0.5=9020MOLT上联端口＝2×10GE（双上联）ONU应用场景－FTTHSFU（单住户单元）SFU-2SFU-4HGU-2宽带上网宽带上网宽带上网电话iTVHGU（家庭网关单元）电话手提AP编号以太网口数量POTS口数量CATVRF口SFU-11GE/FE0可选SFU-24FE0可选SFU-34FE2可选SFU-41FE1可选编号以太网口数量POTS口数量WLAN口数量USB口数量CATVRF口HGU-14FE2(或1)1(或2)1可选HGU-24(或2)FE2(或1)00可选HGU-1宽带上网电话iTV手提OLT光分路器SFU-1宽带上网电话iTV手提LAN上行网关SFU+LAN上行网关不提供话音提供上网＋语音HGU+外置APHGU内置APHGU支持TR069远程管理，SFU也将要求支持TR069远程管理根据业务需求、家庭布线环境灵活选择SFU/HGU型号iTVONU应用场景－FTTOSBU（单商户单元）MTU（多商户单元）OLT光分路器SBU用于单个商户MTU由多个商户共享自有局域网编号以太网口数量E1口数量POTS口数量SBU-144可选编号以太网口数量E1口数量POTS口数量MTU-116FE4/80MTU-28/16FE4/88/16SBU-1宽带电话E1专线MTU-1SFU/SBU企业内部局域网宽带E1专线宽带MTU-2宽带E1专线电话APAPWLAN覆盖DID交换机MTU由多个商户共享主要内容PON系统组网组网原则带宽测算ONU分类及应用场景网络管理ODN设计原则分光方式活动连接头控制光器件选择光纤光缆选择ODN链路衰减指标光模块及传输距离测算光模块及光功率预算传输距离测算影响传输距离的因素及控制ODN框架结构此分段为行标定义，需根据接入光缆网规划进行对应分光方式－一级分光与二级分光一级分光一级分光二级分光二级分光光分路器级联后总的分路数不得大于系统设计的最大光分路数分段参见接入光缆网规划方法可下移至主干光节点分光方式－灵活选择一级分光方式优点：光分路器集中设置，便于集中维护；结构简化，便于故障定位缺点：为提高分光器端口实装率，分光点宜设置在较高位置，相应增加配线光缆的投资；光分路器集中设置，分光设施体积相对较大，对其安装条件具有一定要求适用场景：新建住宅楼宇区，以及商务楼、别墅区二级分光方式优点：节省配线光缆投资；一级、二级分光设施体积相对较小，利于选点谈判缺点：分光设施较分散，不利于集中维护；故障定位比一级分光要难适用场景：二次进线楼宇区，以及农村区域活动连接头控制根据OLT设置位置及覆盖距离、设计分光比，有效控制活接头数量采用“免跳接”配线设施ODN合路段(OLT侧ODF至光分路器合路侧)的活动连接点不宜超过2个（不含ODF、光分路器的连接点）ODN分路段(靠近ONU的光分路器的分路侧至ONU)的活动连接点不宜超过1个（不含ONU、光分路器的连接点）避免同时在楼层(分纤盒)和户内（光纤插座盒）设置活动连接点在ODN光功率预算紧张时（一般情况不采用），光分路器与合路侧光缆可采用固定连接方式；对于二级分光方式，第一级光分路器的合路、支路侧均可采用固定连接方式采用“免跳接”配线设施大容量机楼节点可采用光纤总配线架（MODF），类似MDF选用的光缆交接箱/光缆分纤箱应具有放置光分路器的功能，应采用“免跳接”方式对于普通公众用户，入户光缆成端及保护设施的选择：新建场景宜直接在用户智能终端盒内成端如ONU需要采用台面安装方式，可根据实际条件选择将入户光缆直接布放至ONU安装点现场成端也可以选择采用光纤插座盒成端(不推荐)光器件选择－其他器件新建首选成端方式台面安装建议成端方式台面安装可选成端方式室外及入户光缆结构室内垂直布线光缆结构宜采用干式结构＋紧套光纤＋非延燃外护层的光缆室内水平布线光缆结构宜采用干式结构＋非延燃外护层的光缆架空入户光缆结构宜采用室内外用自承式，干式结构＋防潮层＋非延燃外护层的光缆管道入户光缆结构宜采用室内外用，干式结构＋防潮层＋非延燃外护层的光缆室内布线入户光缆结构宜采用干式结构＋非延燃外护层的光缆北方地区室外敷设采用温度特性C级的光缆光纤光缆选择光纤类型光缆中光纤宜采用G.652D单模光纤当需要使用弯曲不敏感光纤时，应选用与G.652D光纤相匹配的G.657A单模光纤(我国曾向ITU标准组书面建议作为G.652的一个子类)请注意！不要过分依赖G.657光纤的可弯曲小半径的性能，长期处于小弯曲半径的状态下应用是要付出使用寿命的代价。因此，建议通过改进施工安装的措施，避免光纤处于极端弯曲的现象具体选择：入户光缆采用蝶形引入光缆（“皮线光缆”），包括室内型、自承式、管道式等结构(分场景选择)自承式管道式室内用ODN链路衰减指标链路衰减指标是按设计人员根据实地勘查测量的数据，根据实际需要配置的各种线缆和无源器件的数量和选定的参数计算的结果，是作为工程验收的重要依据链路衰减指标不包括线路维护余量，由设计人员在系统设计时考虑一般在工程设计中对同一片区只需提供衰减最大的ONU至OLT之间光链路衰减指标各段落光缆长度之和活动连接器的插损WDM器件的插损存在模场直径不匹配的光纤连接等引入的附加损耗光纤衰减系数（不含接头）光分路器的插损光纤接续损耗（熔接方式）光纤接续损耗（冷接方式）主要内容PON系统组网组网原则带宽测算ONU分类及应用场景网络管理ODN设计原则分光方式活动连接头控制光器件选择光纤光缆选择ODN链路衰减指标光模块及传输距离测算光模块及光功率预算传输距离测算影响传输距离的因素及控制光模块及光功率预算－EPON、GPON技术光模块OLTONU可获得光功率预算光通道代价PON系统最大通道插损发射光功率最差接收灵敏度发射光功率最差接收灵敏度MINMAXMINMAX下行上行下行上行下行上行

dBmdBmdBmdBmdBmdBmdBdBdBdBdBdBEPONPX2027-27-14-2426262.5223.524PX20+2.57-3004-2729.5301.522828GPONClassB+1.55-280.55-2728.528.50.50.52828ClassC+37-320.55-303332.510.53232注：上述指标是最坏条件下的指标，并采用最坏值原则按光模块发射光功率取最小值计算PON系统最大通道插入损耗。光模块及光功率预算－PON与10GPON的比较技术光模块类型最大允许插损(dB)EPONPX20上行/下行：24/23.5PX20+上行/下行：28/28OLT侧PX20ONU侧PX20+上行/下行：25/27OLT侧PX20+ONU侧PX20上行/下行：27/24.5GPONClassB+上行/下行：28/28ClassC+上行/下行：32/32PON系统最大允许通路插损最大允许插损(dB)光模块类型/ODN等级技术上行/下行：20PR10/PRX1010G-EPON上行/下行：24PR20/PRX20上行/下行：29PR30/PRX30上行/下行：33PR40/PRX40上行/下行：37PR50/PRX50上行/下行：29N1XG-PON1上行/下行：31N2上行/下行：33E1上行/下行：35E2注：为保证EPON/GPON向10GPON的平滑演进，在进行PON传输距离测算时取对应ODN等级允许插损的较小值PON传输距离测算－公式光纤线路（含固定接头）衰减系数PON系统R/S-S/R最大允许通道插损OLT-单个ONU之间所有光分路器插损之和单个活动连接器的损耗WDM器件的插损OLT－ONU传输距离OLT-单个ONU之间活接头数量线路维护余量存在模场直径不匹配的光纤连接等引入的附加损耗PON传输距离测算－参考距离为保证PON系统有效传输距离，需严格控制活动连接头数量GPON与XG-PON1共存组网时，应采用ClassC+模块并宜按最大1:64设计不考虑光链路保护、附加损耗，典型传输距离：PON传输距离测算－示例采用GPON组网，光模块为ClassC+（支持最大插损32dB）按1:128设计，一级光分路器为1:8（插损10.5dB），二级光分路器为1:16（插损13.8dB），光分路器总插损24.3dB活接头总插损0.5×4＋0.25×4＝3