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EPON双向网改中的ODN光功率预算

时间:2020-05-27 03:19

  三网融合是指电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技术改造、相互渗透、互相兼容,能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。伴随三大运营商FTTX的规模化建设已经展开,FTTX网络由局端OLT设备、用户端ONU设备和光配线网ODN(Optical Distribution Network)组成。而将ODN网络的重要性提高到相当高的层面,如何合理规划ODN网络是国内各运营商乃至全球运营商最为关心的线 EPON网络系统

  三网融合大背景下,EPON技术在众多接入网技术中脱颖而出,成为广电双向网改技术的主流技术。EPON是一种采用点到多点(P2MP)结构的单纤双向光接入网络。PON系统由局端的光线路终端(OLT)、光分配网(ODN)和用户侧的光网络单元(ONU)组成,为单纤双向系统。在下行方向(OLT到ONU),OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU。在上行方向(ONU到OLT),ONU发送的信号只会到达OLT,而不会到达其他ONU。为了避免数据冲突并提高网络效率,上行方向采用TDMA多址接入方式,并对各ONU的数据发送进行管理。ODN在OLT和ONU间提供光通道。PON的参考结构如图1所示:

  ODN是基于PON设备的FTTH光缆网络。其作用是为OLT和ONU之间提供光传输通道。从功能上分,ODN从局端到用户端可分为馈线光缆子系统,配线光缆子系统,入户线光缆子系统和光纤终端子系统四个部分。如图2所示:

  图2可以经过细化,加上相应的设备,如图3:ODN衰减指标设计的光链路参考模型。

  ODN的光功率预算所容许的损耗定义为S/R和R/S(S: 光发信参考点、R:光收信参考点)参考点之间的光损耗,以dB表示。这一损耗包括了光纤和无源光元件(例如光分路器、活动连接器和光接头等)所引入的损耗。ODN的容许损耗值对下行和上行方向是相同的。

  按照IEEE802.3ah-2004的约定:OLT侧发射功率大于2dBm,接收灵敏度-27dBm;对于ONU发射功率大于-1dBm,接收灵敏度-24dBm,整个光链路的损耗上行24dB,下行23.5dB。EPON上行1310nm和下行1490nm波长在G.652光纤中的损耗约为0.3dB/km。综上可见功率预算对于长距离EPON来说是最为重要的因素。如果预算错误,可能会导致重新衡量ODN网络,浪费大量时间和资金。

  光通道损耗是ODN最重要的网络性能指标。EPON光路是否合适、是否满足传输要求,最重要的一条规则就是实际工程结束后,能够符合OLT和ONU之间的光功率预算要求。光功率衰减的主要影响因素有:

  光通道损耗为以上因素引起的损耗总和。在工程设计时,必须控制ODN中最大的衰减值,建议控制在26dB以内。在工程设计中,对光通道损耗的估算可采用如下的光损耗参数表:

  a表示光纤每公里平均损耗(dB/km),L为光纤总长度,单位Km。工程中使用的光纤跳线,尾纤等,一般长度较短,可以忽略。

  e表示光分路器损耗(dB),这里只考虑一级分光。如果是二级分光,则要分别考虑二个光分路器造成的损耗。

  当传输距离5km时,光纤余量不少于1dB;当光纤距离10km时,光纤余量不少于2dB;当传输距离10km时,光纤余量不少于3dB。

  上述定义中的收发机参数均为寿命结束条件下的参数,即包括了温度和老化造成的影响。而且最后的最大和最小损耗值应该在需要的环境和波长范围内规定,而不仅仅是在给定波长,给定时间和给定温度下的测量结果。

  光通道的损耗计算方法有最坏值法、统计法和联合设计法。鉴于接入网环境传输距离很短,通常无须使用联合设计法,并建议采用最坏值法。

  最坏值法是将所有光通道中的光元件损耗值迭加起来即为ODN光通道的光损耗,这些损耗值都应该是系统寿命终了前处于允许工作范围内任意点的数值。这样设计的系统显然是十分安全的。

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  参考文献:(1) 王庆,胡卫,程博雅,徐继辉等编著。光纤接入网规划设计手册[M]。北京:人民邮电出版社,2009.

  (2) 刘册,李巍等编著。光纤到户(FTTH)安装调试[M]。北京:中国劳动社会保障出版社,2009。

  (3) 刘丽莉,广电NGB接入光网络xPON建设方案探讨[J]。中国有线