EPON光纤网络设计概述

EPON光网络设计规范

一、OLT/ONU光发射、接收模块的基本参数：

EPON系统是采用双波长单纤双向的方式进行通讯，OLT至ONU使用1490nm波长，ONU至OLT使用1310nm波长。

根据相关标准，每个OLT最多能够支持32个ONU。EPON的上、下行速率均为1 Gb/s（由于其物理层编码方式为8B/10B码，其线路码速率为1.25Gb/s），所以每个ONU平均可用带宽是32Mb/s。

在光网络设计中，OLT/ONU的技术参数是网络设计的基础数据。一般情况下，各生产厂家的产品分为10KM和20KM两种，有不同的发射功率和接收范围，而且由于采用的光器件不同，各指标有有所变化：

二、光分路器

分路器是EPON系统中不可缺少的无源光纤分支器件。它把由光纤输入的光信号按比例将功率分配到若干输出用户线光纤上，一般有1分2、1分4、1分8、1分16、1分32五种分支比。对于1分2的分支比，功率会有平均分配（50:50）和非平均分配（5:95、40:60、25:75）多种类型。而对于其他分支比，功率会平均分配到若干输出用户光纤去。对于上行传输，分光器把用户线光纤上传光信号耦合到馈线光纤并传输至光线路终端（OLT）。

分光器不需要外部能源，会增加光功率损耗，这主要是由于它们对入射光进行分光，分割了输入（下行）功率的缘故。这种损耗称为分光器损耗或分束比，通常以dB 表示，并且主要由输出端口的数量决定。运营商可按照组网不同采用不同规格的分光器。

下面是几种分路器的基本参数：

三、光路的设计

1、干线、支干线光缆设计

OLT一般放置在分前端机房。

光缆的路由选择可以基本按照原有线电视网络设计的原则，光分路器的位置应在需要接入用户的中心位置，以便使用等分比的分路器。

由于EPON本身的技术特点，干线并不需要很多的光芯，干线的芯数与ONU 的数量是成若干倍的收敛。如：同一路由上的A、B二个住宅区，每个区计划建设16个ONU，则，进每个小区的支干线光缆最少需要1芯，1分2分路器之前的光缆最少需要1芯。如果每个区建设32个ONU，则干线光缆至少2芯才能满足要求。

干线光缆的设计还要根据下面几个方面考虑：

a、衰减：由于ONU的上行波长为1310nm，与下行1490nm相比，在光纤

中传输损耗较大，而光分路器损耗、连接器件损耗、熔接损耗与波长关系不大，所以，在计算每个ONU光链路衰减时，可以按照1310nm来计算整个链路，以此确定设计是否合理。

根据OLT的接收灵敏度为-27dBm，ONU的发射功率按照0dBm计算，则每个ONU链路衰减应控制在25dB之内（2dB的余量）。

几个参数：1490nm衰减：0.3dB/km 1310nm衰减：0.35dB/km

熔接损耗：0.1dB/点

活动接头损耗：0.25dB/个

b、用户、带宽的扩展：

1个OLT支持32个ONU，则每个ONU带宽为32M，如果1个OLT支持16个ONU时，ONU的带宽增加一倍。当某小区用户，原有ONU带宽无法满足要求时，我们可以通过减少每个OLT所支持的ONU数量来增加带宽。

上例：A小区每个ONU的用户增多，或者EPON上承载的业务流量增加，造成带宽紧张时，我们可以将AB两个小区的1：2分路器取消，直接用2个OLT 分别支持A、B两个小区的ONU。这样，干线光缆所需芯数将增加。

如果是由于A小区建筑增多，原有ONU无法覆盖时，则要在小区内增加一个1：n的分路器，同时在前端增加一个OLT端口。如果增加的ONU数量不多，每用户分摊的OLT成本就很高，造成浪费，所以在计划ONU数量时，一定要考虑周全。

c、双路由保护：

为了提高网络的可靠性，可以对OLT至分路器之间的干线进行双路由保护，如下图：

为了减少OLT投资，也可以采用以下方式：

所以，在设计OLT至第一个光分路器之间的光缆要根据实际情况采取双路由保护。工作光纤所在光缆预留合适的芯数，保护光缆可以适当减少。

d、集团用户、大面积的监控、IP电话、视频会议、光纤至家庭等的接入：

当用户有必要采取光纤至家庭或者光纤至办公室时，就需要预留部分光纤至合适的位置，这个要根据实际情况来决定。

2、光点设计：

在使用EPON系统提供数据传输时，我们可以使用两种方式，第一是有线电视与EPON相对独立，分别占用不同的光纤。第二是使用1550nm波长传输有线电视，并用波分复用器与EPON共纤传输，在接收端单独取出1550nm供光接收机输入。

在第一种情况下，每个有线电视光点覆盖的用户虽然可以按照传统的方式进行设计，加装放大器增加覆盖范围。但是，要考虑以下情况：

EPON系统建设的主要目的是为双向改造提供回传通道和VOD的下行带宽（当然，VOD也可以采用IPQAM的方式在HFC网络传输），所以每个有线电视的光点覆盖的用户的回传和数据接入是限制其用户数量和位置的条件，即：有线电视用户必须能够使用双绞线或EOC技术与最近的ONU连接。注：EOC技术不能跨过放大器（或者跨接会增加设备和成本）；

在第二种情况时，ONU位置与光点位置重合，综合二者情况，可以采用低接收功率的光接收机（-3---9dBm），电平输出保证进每个楼道的电平在85 dBμ

V左右，当用户较少时，每个ONU可以考虑覆盖50户左右（按每楼6层4个单元计算，2座楼），但光纤按照每楼一个ONU设计。每个ONU处4芯光纤至上一级分路器处。

3、光分路器设计：

EPOM系统采用两个波长的光信号，如果希望将有线电视信号共同传输，则要使用1550nm的波长和波分复用器，所以设计分路器时要考虑支持多波长，即，使用PLC光分路器。另外考虑到器件的互换性、可维护性、分光精度、温度稳定性，以及在10km范围内光链路衰减的主要方面是连接器件和光分路器衰减，所以在设计中，尽量采用等光分比的PLC光分路器。

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服务区域以外有新用户，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。

因此，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。