PON系统设计基础知识

1、pon系统设计基础知识,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,pon系统组网原则,ftth应用onu设备不宜与fttb应用onu设备接入同一个olt pon口 对于ftth应用，宜采用支持较大分光比的光模块进行组网 对于epon系统，采用

2、px20+光模块 对于gpon系统，采用不低于class c+等级的光模块 采用gpon 进行ftth建设，逐步停止epon olt扩容 对于ftth 应用，推进异厂商olt与onu互通组网 epon、gpon可共olt平台,olt,gpon(class b+),epon(px20),epon(px20+),gpon(class c+),132,164,164,164 1128,ftth onu,不再采用,考虑向xg-pon1的演进，推荐用c+模块（164组网）,不推荐,ftth onu,fttb onu,olt,olt,带宽测算pon系统内,pon系统内带宽规划原则 应根据不同业务和不同客户

3、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,olt,onu,1n,n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164组网，户均业务带宽可达30m gpon：按1128组网，户均业务带宽可达34m 假定直

4、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164组网，户均业务带宽可达27m（开高清） / 18m（开标清） gpon：按1128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，oltonu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

5、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bras 4m宽带上网用户3700户，业务忙时并发比取0.5 olt上联带宽=(20户12m/户+1000户3m/户)0.5+3700户4m/户0.5=9020m olt上联端口210ge（双上联）,onu分类,根据onu的应用场景，主要有以下六种设备类型： 家庭用户 sfu（单住户单元）型

6、onu，主要用于ftth hgu（家庭网关单元）型onu，主要用于ftth mdu（多住户单元）型onu，主要用于fttb 商业用户 sbu（单商户单元）型onu，主要用于ftto mtu（多商户单元）型onu，主要用于ftto 注：在商业用户不需要tdm业务时，sfu、mdu也可以用于商业用户 移动基站回传 cbu（蜂窝回程单元）型onu 上述各类型onu的网络侧接口可分为epon、gpon、10g-epon等。,onu应用场景ftth,sfu（单住户单元）,sfu-2,sfu-4,hgu-2,宽带上网,宽带上网,宽带上网,电话,itv,hgu（家庭网关单元）,电话,手提,ap,hgu-1,

7、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ap,hgu内置ap,hgu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,itv,以太网接口的mdu分为盒式固定式(1u)、盒式插卡式(1u)、小型插卡式(2u) dsl接口的mdu分为小型插卡式(2u)、中型插卡式(2u+),根据业务种类和接口类型的不同，mdu（多住户单元）具体型态如下：,onu应用场景fttb,宽带上网,olt,光分路器,mdu-1,宽

8、带上网,电话,itv,手提,lan上行 网关,mdu+lan上行网关,只提供上网,双线入户或混线,分离器modem,mdu+dsl上行网关,宽带上网,mdu-3,宽带上网,电话,itv,手提,dsl上行 网关,电话,分离器,modem,mdu-2,宽带上网,电话,五类线 混线,lan 上行 网关,五类线入户,五类线入户,双绞线入户,mdu放楼宇内或路边，属于局端设备,onu应用场景ftto,sbu（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,sbu-1,宽带,电话,e1专线,mtu-1,sfu/sbu,企业内部 局域网,宽带,e1

9、专线,宽带,mtu-2,宽带,e1专线,电话,ap,ap,wlan覆盖,did交换机,mtu由多个商户共享,pon系统网络管理,管理界面 hgu、1+1 sfu由itms、pon ems共同管理 单端口sfu也需支持tr069，纳入itms统一管理 mdu由ems管理 pon ems和olt设备主要负责对pon口相关的参数的配置和管理，包括工程建设阶段系统参数预配置、pon网络部署及业务开通阶段参数配置、综合测试以及综合告警管理配置 itms系统主要负责业务相关的参数的远程配置和管理 网管系统配置 每个本地网一个厂家的设备集中建设一套网管系统，监控该厂家的olt及onu设备；当某厂家在本地网内

10、只有sfu/sbu/hgu设备时，可不单独设置网管系统，由olt设备及其网管系统、itms进行管理 在本地网网络监控中心设置网元管理系统(ems)，根据维护和管理需要可配置远程终端 禁止在远程终端上进行网络和业务配置等复杂操作,olt,sfu,hgu,itms,pon ems,业务及开通相关系统,故障受理及处理相关系统,综合告警 系统,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

11、,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

12、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

13、均可采用固定连接方式,采用“免跳接”配线设施,光器件选择光分路器及“免跳接”实现方式,盒式光分路器,插片式光分路器,分路侧光缆储纤区,合路侧光缆终端/储纤,光分路器储纤区,光缆终端区,采用插片式光分路器,采用盒式光分路器,应采用全带宽型和均匀分光型的平面波导型（plc）光分路器 光分路器端口类型的选用要考虑方便维护管理、减少活连头的数量（“无跳接”方式） 当光分路器安装点(交接箱/分纤盒)的光缆成端不配置适配器时，宜选用适配器型(含插头和适配器)光分路器 当光分路器安装点(交接箱/分纤盒)的光缆成端配置适配器时，宜选用尾纤型(含插头)光分路器 在需要减少活动连接器数量时，可选择熔接型光分路器,

14、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

15、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

16、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,光缆成端及接续方式,光缆的直通接头或分支接头宜采用熔接方式 光缆在局端成端应采用熔接方式 光缆在光分配点成端应根据安装环境采用熔接或冷接方式 一般一次性成端时采用熔接方式 零散成端时采用冷接方式 入户光缆在用户侧可采用现场组装预埋光纤式连接器方式成端，或采用预制连接器的蝶形引入光缆（无需在用户侧成端） 光缆接续、成端的光纤接头衰减限值： 当采用金属加强构件引入光缆从楼宇外直接引入室内时，应将金属构件在楼宇外墙处终结，并将引入楼宇内光缆段的金属构件剥离,注：平均值的统计域为中继段内的全部光纤接头损

17、耗,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

18、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,光模块选用,pon设备采用不同的光模块，可以支持不同的odn等级 epon在用的光模块主要有： 1000base-px20，允许通道插损24db，支持最高光分路比为1:32，epon网络部署早期配置，新采购设备已不再配置px20光模块 1000base-px20+，允许通道插损28db，支持最高光分路比为1:64，当前采购epon设备均配置px20+光模块 gpon在用的光模块主要有： class b+，允许通道插损28db，支持最高光分路比为1

19、:64，现网gpon设备普遍配置class b+光模块 class c+，允许通道插损32db，支持最高光分路比为1:128，class c+光模块已成熟，应主要采用 各地在ftth 规模部署过程中，olt 及onu 设备应采用不低于px20+（epon）和class c+（gpon）等级的光模块，odn 网络光功率全程衰耗应分别控制在28db 和32db 以内,光模块及光功率预算epon、gpon,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10g pon的比较,pon系统最大允许通路插损,注：为保证

20、epon/gpon向10g pon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,oltonu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传输距离测算相关参数,线路维护余量,活接头连接损耗：0.5db/个；光分路器连接头损耗按0.25db/个额外计取。（注：olt、onu设备侧的活接头不计算在内） 附加损耗：g.652d光纤与模场直径不匹配的g.657b光纤连接时可取0.2db/连接点,光纤衰减系数（含固定接头）,1n光分路器插损（2n增加0.3db）,注：此插损包含接头（考虑到1270nm窗口插损要增加以及端口一致性等因素，故光分路器接头损耗另算）,采用最坏值原则进行设计，留足余量！,注：1270nm窗口光纤衰减系数要比1310nm窗口大，可统一按0.4db/km取值进行测算,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class