1 引言

2013年國(guó)務(wù)院發(fā)布了“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略實(shí)施方案，部署了未來(lái)寬帶發(fā)展目標(biāo)及路徑，“寬帶戰(zhàn)略”從部門行動(dòng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，寬帶首次成為國(guó)家戰(zhàn)略性公共基礎(chǔ)設(shè)施。目前，各大運(yùn)營(yíng)商都加快了光纖網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和覆蓋，在光纖到戶及基站回傳業(yè)務(wù)中需要鋪設(shè)大量的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）設(shè)備，光纖資源緊缺成為制約寬帶光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一大關(guān)鍵因素。此外，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）設(shè)備受限于光功率及邏輯時(shí)延距離，部分地區(qū)無(wú)法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的覆蓋。為了解決此類FTTH光纜資源緊缺和覆蓋距離的問(wèn)題，各大運(yùn)營(yíng)商開始部署PON光纖聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備。

2 PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)特征

2.1 PON拉遠(yuǎn)設(shè)備介紹

PON光纖聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備定位于OLT和分光器（或者ONU）之間的接入光纜層，通過(guò)光電中繼的方式，提升光功率的預(yù)算，實(shí)現(xiàn)多路OLT和分光器之間同路由的多芯光纜的聚合傳輸，實(shí)現(xiàn)OLT和ONU之間傳輸光纖的復(fù)用和PON信號(hào)的延伸。通過(guò)PON光纖聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備的引入，運(yùn)營(yíng)商可以進(jìn)行OLT集中化建設(shè)，提高FTTH網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍及光纖的使用效率。

PON網(wǎng)絡(luò)由OLT、ODN和ONU組成。PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備作為PON的一個(gè)擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)，部署在OLT與ONU之間。通常PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備的拓?fù)鋱D如圖1所示。

PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備主要滿足以下需求：

●擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力：由于我國(guó)城市擴(kuò)張速度非?？?，造成實(shí)裝率低，因此需要擴(kuò)大覆蓋范圍降低成本。隨著OLT設(shè)備下掛用戶數(shù)增加，光纖使用數(shù)量大大增加，OLT與ONU之間的距離必定要采用拉遠(yuǎn)技術(shù)來(lái)節(jié)約光纖成本。

●OLT二層匯聚功能：隨著OLT設(shè)備覆蓋用戶數(shù)的逐漸增加，以及OLT設(shè)備數(shù)量的減少，未來(lái)OLT的部署將更加靠近寬帶接入服務(wù)器，需要更大的傳輸距離和分光比。

圖1 PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備拓?fù)鋱D

●增大光功率預(yù)算，提高網(wǎng)絡(luò)部署的靈活性：目前各種技術(shù)體制下的通道損耗最大均為30dB左右，加上更靈活的ODN規(guī)劃和部署，都要求有更大的光功率預(yù)算。

●其他業(yè)務(wù)需求：PON也適合于其他領(lǐng)域的應(yīng)用，比如視頻監(jiān)控、交通安防、電力配網(wǎng)自動(dòng)化、傳感網(wǎng)等。這些應(yīng)用環(huán)境中一個(gè)OLT端口下的ONU往往數(shù)量不多但較為分散，某些ONU與OLT端口的距離過(guò)長(zhǎng)，此時(shí)可以使用PON的光纖拉遠(yuǎn)技術(shù)解決問(wèn)題。

2.2 PON拉遠(yuǎn)設(shè)備主要技術(shù)

目前PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備主要有兩種技術(shù)形態(tài)，第一種是通過(guò)波分復(fù)用的方式，將多路OLT和分光器之間的光纖路由調(diào)制在不同的波長(zhǎng)上進(jìn)行波分復(fù)用，達(dá)到光纖復(fù)用和提高光功率預(yù)算的目的；第二種是通過(guò)封裝的方式，將多路OLT和分光器之間的傳輸信號(hào)分插復(fù)用并重新打包為更高速率的傳輸信號(hào)進(jìn)行傳輸，并在接入端解封裝，分成多路OLT和分光器之間的傳輸信號(hào)，達(dá)到光纖復(fù)用和提高光功率預(yù)算的目的。當(dāng)然，這兩種方式也可以同時(shí)使用，使得光纖復(fù)用效率進(jìn)一步成倍的提升。下面就這兩種工作方式分別進(jìn)行介紹。

（1）波分復(fù)用的PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備技術(shù)特征

波分復(fù)用的PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

PON系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)為下行1490nm、上行1310nm，波分復(fù)用的PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備首先需要將上下行波長(zhǎng)分別轉(zhuǎn)換。例如8端口的PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備，需要16個(gè)波分通道進(jìn)行波分復(fù)用。通常設(shè)備使用的波長(zhǎng)范圍為1270～1610nm，波長(zhǎng)通道間隔為20nm。波分復(fù)用方式只對(duì)PON系統(tǒng)上下行的傳輸信號(hào)進(jìn)行光電光轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和信號(hào)再生，達(dá)到光纖聚合及提高PON系統(tǒng)光功率預(yù)算的目的。

（2）封裝模式的PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備技術(shù)特征

封裝模式的PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

封裝模式的PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備通過(guò)將多路OLT的傳輸信號(hào)進(jìn)行分插復(fù)用，封裝為更高速率的傳輸信號(hào)，通過(guò)光模塊輸出，并在遠(yuǎn)端解復(fù)用出OLT的傳輸信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多路OLT傳輸信號(hào)的復(fù)用及提高PON系統(tǒng)光功率預(yù)算的目的?，F(xiàn)在通常的復(fù)用模式是將4路GPON信號(hào)或者8路EPON信號(hào)復(fù)用到一路OTU2（10G）信號(hào)。OTU2的幀結(jié)構(gòu)具備豐富的告警及性能的開銷管理字節(jié)，所以該類設(shè)備具備類似于OTN光傳輸設(shè)備的可控可管的維護(hù)能力。此類設(shè)備通常都是點(diǎn)到點(diǎn)應(yīng)用，個(gè)別廠家在線路側(cè)沒有采用OTU2的信號(hào)結(jié)構(gòu)，也可以達(dá)到相同的目的。

（3）兩種封裝模式特點(diǎn)對(duì)比

圖2 波分復(fù)用模式聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

圖3 封裝模式聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

這兩種模式都是為了提高PON系統(tǒng)的光纖復(fù)用效率，提高PON系統(tǒng)光功率預(yù)算，但是由于實(shí)現(xiàn)原理不同，所以特點(diǎn)也各不相同，運(yùn)營(yíng)商在部署的時(shí)候，也需要根據(jù)自己的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

由表1可以看到兩種模式的技術(shù)特征具有諸多不同，在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)中，運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)自己的網(wǎng)絡(luò)狀況和需求進(jìn)行選擇。

表1 兩種模式的技術(shù)特征

3 PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備測(cè)試

由于在現(xiàn)有PON系統(tǒng)中增加了一套設(shè)備，是否會(huì)對(duì)原有系統(tǒng)產(chǎn)生影響，是運(yùn)營(yíng)商最關(guān)心的問(wèn)題。如果在引入一套新系統(tǒng)的同時(shí)，對(duì)原有系統(tǒng)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致了新問(wèn)題，引起客戶投訴率的上升，這個(gè)結(jié)果是運(yùn)營(yíng)商無(wú)法接受的。所以必須要對(duì)PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，為該類設(shè)備的部署提供必要的驗(yàn)證。根據(jù)PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)，可以分為以下幾類測(cè)試：

（1）光模塊參數(shù)測(cè)試

PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備具有以下幾種光模塊：

●和OLT側(cè)接口對(duì)接的ONU光模塊。

●和ONU側(cè)接口對(duì)接的OLT光模塊。

●波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后的彩光模塊（波分模式的聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備使用）。

●10G速率的OTN光傳輸模塊（封裝模式的聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備使用）。

這些模塊都是可插拔的，在部署前需要測(cè)試光模塊的光功率和接收靈敏度，可以計(jì)算光線路允許的最大損耗。

波分模式的聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備還需要使用合波/分波器件，對(duì)合波分波器插損的測(cè)試也是有必要的。

合波/分波器件的主要測(cè)試指標(biāo)是插損，測(cè)試不同波長(zhǎng)的局端和遠(yuǎn)端的插入損耗。使用合波/分波器前測(cè)試每個(gè)波長(zhǎng)的功率，使用合波/分波器后測(cè)試每個(gè)波長(zhǎng)的功率，兩者功率的差值就是波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的插入損耗，即每個(gè)波長(zhǎng)的衰減值。插入損耗對(duì)傳輸距離會(huì)有一定影響。

（2）兼容性測(cè)試

需要將PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備和現(xiàn)有的PON系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，查看PON系統(tǒng)是否能正常工作。需要對(duì)ONU進(jìn)行斷纖、重啟等操作，查看ONU是否能正常重新上線。

目前國(guó)內(nèi)四大OLT廠家是華為、中興、上海貝爾和武漢烽火，常用的兼容性測(cè)試是用這四家的OLT和ONU進(jìn)行測(cè)試，查看鏈路的連通性，確認(rèn)ONU是否能正常上線工作。

（3）誤碼率測(cè)試

需要將PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備和現(xiàn)有的PON系統(tǒng)進(jìn)行連接，并檢測(cè)一段時(shí)間的線路誤碼情況。需要確認(rèn)該設(shè)備的引入不會(huì)額外引入更多的線路誤碼及丟包事件。雙向吞吐量90%的負(fù)載運(yùn)行24h，不丟包。

（4）長(zhǎng)距離傳輸

PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備的主要目的就是聚合光纖和增加傳輸距離。需要驗(yàn)證PON設(shè)備在長(zhǎng)距離光纖下是否能正常工作。由于PON系統(tǒng)同時(shí)是功率受限和邏輯距離時(shí)延受限，所以PON設(shè)備在長(zhǎng)距離光纖條件下是否能正常工作和OLT測(cè)距能力也有關(guān)系，進(jìn)行該項(xiàng)測(cè)試時(shí)，需要同時(shí)考慮長(zhǎng)距離光纖的衰耗情況和OLT的測(cè)距能力。

（5）帶寬測(cè)試

在PON系統(tǒng)下增加聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備，需要檢驗(yàn)聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備是否對(duì)PON系統(tǒng)的業(yè)務(wù)帶寬產(chǎn)生影響。尤其是封裝模式的PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備，封裝和解封裝是否會(huì)造成PON系統(tǒng)業(yè)務(wù)帶寬的下降需要進(jìn)行驗(yàn)證。由于該項(xiàng)目需要在PON系統(tǒng)滿配的情況下才能驗(yàn)證PON系統(tǒng)帶寬是否有下降，該項(xiàng)測(cè)試對(duì)于PON系統(tǒng)的資源要求比較高。

4 結(jié)束語(yǔ)

PON聚合拉遠(yuǎn)技術(shù)的引入使得PON可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行一級(jí)或多級(jí)的光功率放大，從而增大PON的覆蓋范圍和分光比。解決了PON中傳輸距離和分光比受限的難題，是PON未來(lái)一個(gè)很好的演進(jìn)方向，特別是對(duì)于我國(guó)這種地域遼闊、城市農(nóng)村擴(kuò)張快速的模式具有誘人的應(yīng)用前景。該技術(shù)的引入不會(huì)改變PON系統(tǒng)的基本架構(gòu)，保持了對(duì)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備的兼容性，一定程度上緩解了光網(wǎng)絡(luò)的部署問(wèn)題，降低了成本，同時(shí)對(duì)于提高ODN靈活性和覆蓋范圍具有重大意義。PON聚合拉遠(yuǎn)設(shè)備的光接口易損壞，需要妥善保管，使用后要小心擦拭，它僅僅提供距離鏈接的問(wèn)題，沒有自己的協(xié)議和功能。綜上所述，PON聚合拉遠(yuǎn)技術(shù)對(duì)運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本的影響主要有3個(gè)方面：

（1）增加PON系統(tǒng)覆蓋范圍后，使得PON系統(tǒng)實(shí)裝率的提高可以使整個(gè)PON的建網(wǎng)成本相應(yīng)降低。

（2）增加PON系統(tǒng)工作距離后，OLT部署位置的上升可以節(jié)省一批交換網(wǎng)絡(luò)的建網(wǎng)成本。

（3）PON聚合拉遠(yuǎn)技術(shù)的引入，會(huì)增加對(duì)聚合設(shè)備的管理維護(hù)支出，對(duì)全程全網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

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