浅谈GPON接入工程设计

【摘 要】基于gpon技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的OLT（光线路终端），用户端的ONT/ONU（光网络终端或称作光网络单元），连接前两种设备由单模光纤和无源分光器组成的ODN（光分配网络）以及网管系统组成。

【关键词】GPON；HTTB；ODN；MDU；ONU

GPON技术起源于1995年开始逐渐形成的ATMPON技术标准，PON是英文“无源光网络”的缩写。而GPON最早由FSAN组织于2002年9月提出，ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定，2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化。从而最终形成了GPON的标准族。

一、GPON技术的设备基本结构

基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的OLT（光线路终端），用户端的ONT/ONU（光网络终端或称作光网络单元），连接前两种设备由单模光纤和无源分光器组成的ODN（光分配网络）以及网管系统组成。

OLT为接入网提供网络侧与城域网之间的接口（TDM和Ethernet），通过光分配网与各ONU连接。作为PON系统的核心功能器件和中心节点，OLT具有集中带宽分配、控制各ONT、实时监控、运行维护管理整个GPON系统的功能。ONT为接入网提供用户侧的接口，提供语音、数据、视频等多业务流与ODN的接入，受OLT集中控制。

二、GPON技术的特点

1）高带宽和高传输效率，下行速率高达2.488Gbit/s，上行为1.244Gbit/s，可以满足运营商对未来业务的接入带宽需求，使用GEM的封装方式时，综合传输效率在93%以上。

2）单纤接入，使用单根光纤就可以满足ONU用户的接入需求，可以大量节省运营商在接入层馈线段的光纤资源。

3）可以支持的接入距离更远（大于20km）。

4）对各种业务类型都能提供相应的QoS保证，GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能，光纤自动倒换时间小于50ms。

5）光分配网中只有光纤和无源分光器，使得网络具有高可靠性。

6）在接入网层面上提供一个统一的接入平台，节约了维护和处理故障的成本。

三、GPON技术全业务接入设计

通过GPON技术的FTTX实现全业务接入主要有FTTB、FTTH、FTTO等。

1、ODN设计

ODN为OLT与ONU之间无源光网络及相关配套设备，包括：光缆、尾纤、ODF、配线箱、光分离器、连接器、插座及其他配套元器件等。

2、分光器设置

1）分光器与OLT同机房部署。至每个用户端都有独立的光缆链路，便于维护管理。但占用主干光缆、配线光缆数量多，投资较大。适用于区域内用户数量较少，零散分布且OLT至用户距离较近；2）分光器部署在OLT和ONU之间的基站、光交、小区机房等位置，覆盖一个片区。

节省主干光缆数量，可灵活配线。但占用配线光缆数量较多。适用于用户规模较多，片区集中的商业区、高层商务楼、住宅小区。

3、ODN衰耗计算

ODN光通道衰减所允许的衰减定义为S/R参考点之间的光衰减。包括光纤、光分路器、光活动连接器、光纤熔接接头所引入的衰减总和。在设计过程中应对无源光分配网络中最远用户终端的光通道衰减核算，采用最坏值法进行ODN光通道衰减核算，使其符合系统设备OLT和ONUPON口的光功率预算要求。

光纤衰耗系数：

活动连接头损耗：每个活接头连接损耗为0.5dB

光缆维护余量：

传输距离

ODN衰耗应满足下面公式：

光纤衰耗系数×传输距离+光分路器插损+活动连接头损耗+光缆维护余量+光通道代价≤GPONR/S-S/R点允许的最大衰耗

4、终端网元设计

小区楼宇ONU设置建议

5、工程设计实例

上海太阳广场GPON接入方案：本方案为上海太阳广场综合业务接入方案，采用FTTB+LAN混合接入。上海太阳广场位于上海市长宁区仙霞路88号，为东、西2幢30层的甲级写字楼，已满额入驻。大楼但幢每层面积800平方，每层4个用户，每幢约120个用户，共240个用户。

说明：

1）根据市场渗透率和FTTB的比例估算本次接入需考虑的用户数量；2）因太阳广场为成熟写字楼，考虑到其他运营商先行入驻，此次设计按低方案设计；3）因用户位置未确定，MDU至用户端LAN暂不设计。

本工程二级分光器设置在太阳广场西30楼覆盖机房内，OLT设置在仲盛大厦汇聚点；OLT至太阳广场二级分光器的路由为利旧光缆（经世贸商城、远东国际、科宁跳纤）。

系统结构图：

纤芯分配图

本次工程共敷设G652光缆12芯180米，24芯600米，96芯250米，安装MDU12台，光缆经地下室桥架和弱电井内桥架敷设至大楼每层弱电间，本工程利旧ODF架。

ODN系统图：

ODN光通道衰耗核算：

本工程OLT设备选用华为MA5680T，发光功率1.5～5db，接收灵敏度-28db；

本工程MDU设备选用华为MA5620G，发光功率0.5～5db，接收灵敏度-28db；

光通道代价为1db，则GPON系统S/R间允许最大衰耗为：

上行（ONU-OLT）为27.5db；下行（OLT-ONU）为28.5db

仲盛大厦至太阳广场最远端MDU的光缆总长为2KM，光纤熔接头13个，光活动连接器14个，2：16分光器1个。

本工程光通道衰耗为：光缆衰耗（2×0.4）+光纤熔接头衰耗（13×0.08）+光活动连接器衰耗（14×0.5）+分光器衰耗（14）+光缆维护余量（1）=23.84db≤27.5db