研究院-PON计算

1、PON系统设计基础知识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EPO

2、N系统，采用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OLTGPON(Class B+)EPON(PX20)EPON(PX20+)GPON(Class C+)1321641641641128FTTH 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 ONUFTTB ONUOLTOLT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1

3、2501244可用带宽（Mbps）下行9502200上行9001000miPON1)iii(并发比业务用户数业务带宽业务树可用带宽单个PON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OLTONU1NN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（

4、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30MGPON：按1128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n1j1jjj)ii (并发比）业务用户数业务带宽（业务频道数制式频道带宽制式上联带宽

5、miBTVBTVOLTBTV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）忙时并发比业务用户数业务所需带宽（业务上联带宽miiiiOLT1上联链路冗余系数上联端口可用带宽上联带宽上联端口数OLTOLT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2

6、0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TD

7、M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FTTHSFU（单住户单元）SFU-2SFU-4HGU-2宽带上网宽带上网宽带上网宽带上网宽带上网宽带上网电话电话iTVHGU（家庭网关单元）电话电话手提手提AP编号以太网口数量POTS口数量CATV RF口SFU-1 1 GE/FE0可选SFU-24 FE0可选SFU-34 FE2可选SFU-41 FE1可选编号以太网口数量POTS口数量WLAN口数量USB口数量CATV RF口HGU-14 FE2(或1)1(或2)1可

8、选HGU-24(或2) FE2(或1)00可选HGU-1宽带上网宽带上网电话电话iTV手提手提OLT光分路器SFU-1宽带上网宽带上网电话电话iTV手提手提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编号

9、以太网口数量ADSL2+口数量VDSL2口数量POTS口数量CATV RF口MDU-18/16/24 FE000可选MDU-28/16/24 FE008/16/24/32/48可选MDU-3016/24/32/48/6416/24/32/48/6424/32/48/640(注：上表中的数量均表示固定式设备或插卡式设备中板卡的接口数量。)宽带上网宽带上网OLT光分路器MDU-1宽带上网宽带上网电话电话iTV手提手提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ModemMDU+DSL上行网关宽带上网宽带上网MDU-3宽带上网宽带上网电话电话iTV手提手提DSL上行网关电话电话

10、分离器ModemMDU-2宽带上网宽带上网 电话电话五类线混线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-116 FE4/80MTU-2 8/16 FE4/88/16SBU-1宽带宽带电话电话E1专线专线MTU-1SFU/SBU企业内部局域网宽带宽带 E1专线专线宽带宽带MTU-2宽带宽带E1专线专线 电话电话APAPWLAN覆盖DI

11、D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

12、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 OLTSFUHGUITMSPONEMS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

13、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，

14、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

15、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 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

16、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

17、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优价。因此，建议通过改进施工安半径的状态下应用是要付出使用寿命的优价。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

18、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接头衰减熔接方式冷接方式测试波长(nm)单纤(dB)光纤带光纤(dB)单纤(dB)光纤类别平均值最大值平均值最大值平均值最大值G.652

19、0.060.120.120.380.150.31310/1550注：平均值的统计域为中继段内的全部光纤接头损耗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 mi分WDMc熔nifilAAAAAL1冷1NYX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

20、（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E

21、PON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1:64，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

22、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dBmdBmdBmdBmdBmdBmdB dB dB dB dB dB EPONPX2027-27-14-2426262.5223.524PX20+2.52.57-30-300 04-27-2729.5301.5228282828GPONClass B+1.51.55-28-280.50.55-27-2728.5 28.5 0.50.528282828Class C+3 37-32-320.50.55-30-303332.510.532323232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

23、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的比较技术技术光模块类型光模块类型最大允许插损最大允许插损(dB)(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：27/24.5GPONClass B+上行/下行：28/28Class C+上行/下行：32/32PON系统最大允许通路插损最大允许插损最大允许插损(dB)(dB)光模块类型光模块类型/ODN/ODN等级等级技术技术上行/下行：20PR10/PRX1010G-E

24、PON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FcWDMcAMANAILPL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

25、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传输距离（km）线路维护余量取值（dB）L51，2)5L102，3)103光分路器规格插入损耗典型值（dB）123.9147.21810.511613.813217.116420.1112823.7线路维护余量活接头连接损耗：活接头连接损耗：0.5dB/个；光分路器连接头损耗按个；光分路器连接头损耗按0.25dB/个额外计取。（注：个额外计取。（注：OLT、ONU设备侧的活接头不计算在内）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）波长窗口光纤线路衰减系数（dB/km）1310nm/1270nm0.38（光纤带光纤0.4）1490nm/1577nm0.26（光纤带光纤0.28）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