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　　EPON(Ethemet over Passive Optical Network，以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。主要研究EPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，以及EPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過邏輯分析與實(shí)證相結(jié)合的辦法，論述了EION網(wǎng)的設(shè)計(jì)過程，得出了不同接入需求下的設(shè)計(jì)方案。創(chuàng)新之處在于從用戶帶寬需求入手實(shí)現(xiàn)資源配置最優(yōu)的效果。

　　1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)步驟

　　首先，選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其次，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇。對(duì)需求進(jìn)行充分分析，全面了解用戶需求，分析需達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和限制條件，就商業(yè)目標(biāo)和對(duì)其約束的條件進(jìn)行充分論證。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在及未來(lái)通信以及需求特征了解的基礎(chǔ)上，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。需求來(lái)源于決策者的建設(shè)思路、國(guó)家/行業(yè)政策、用戶技術(shù)人員對(duì)技術(shù)細(xì)節(jié)的理解、用戶能提供的各種資料;而應(yīng)用需求則要考慮可靠性/可用率、響應(yīng)時(shí)間、安全性、可實(shí)現(xiàn)性、實(shí)時(shí)性等。

　　根據(jù)前面步驟的分析，選配好設(shè)備，確定網(wǎng)絡(luò)連接線纜和各層設(shè)備的數(shù)量便可制定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)采用對(duì)稱分光比分光器，保證每條鏈路在設(shè)備光接收靈敏度范圍內(nèi)，分光器最大光分支比為1：32，適用于用戶比較集中的情況。

　　2 EPON系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1每戶帶寬設(shè)計(jì)

　　(1)若按標(biāo)清MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，要求每用戶點(diǎn)播視頻流為4 Mbps，若按標(biāo)清MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，要求每用戶點(diǎn)播視頻流為2 Mbps;

　　(2)交互數(shù)字電視正式運(yùn)營(yíng)后，按總有線電視用戶的20%接入交互數(shù)字電視，且同時(shí)點(diǎn)播視頻節(jié)目的用戶按50%計(jì)算;

　　(3)其他業(yè)務(wù)按接入交互式數(shù)字電視用戶數(shù)的30%計(jì)算，且按30%在線，每戶平均在線流量按500 kbps計(jì)算。

　　按以上條件每100戶用戶將占用帶寬為：

　　100×20%x50%×4+100×20%×30%×30%×0.5≈41 Mbps

　　100×20%×50%×2+100×20%×30%×30%×0.5≈21 Mbps

　　每有線電視用戶平均接入帶寬為0.41/0.21 Mbps。

　　2.2 OLT每千兆光口可帶用戶數(shù)

　　OLT既是一個(gè)交換機(jī)或一個(gè)路由器，又是一個(gè)多業(yè)務(wù)提供平臺(tái)，它為PON提供光纖接口，根據(jù)以太網(wǎng)向城域網(wǎng)及廣域網(wǎng)發(fā)展的態(tài)勢(shì)，OLT在提供千兆光口的同時(shí)，還提供多個(gè)Gbit/s和10 Gbit/s的以太網(wǎng)口。

　　在目前的系統(tǒng)中，每個(gè)OLT提供2～4個(gè)千兆光口。每個(gè)千兆光口可帶的用戶數(shù)目計(jì)算如下：

　　(1)按每個(gè)交互數(shù)字電視用戶4 Mbps帶寬計(jì)算

　　OLT每個(gè)千兆光口可覆蓋的用戶數(shù)約為1 000/0.4=2500。若一棟樓按50戶計(jì)算，則可覆蓋2 500/50=50棟樓。

　　(2)按每個(gè)交互數(shù)字電視用戶2 Mbpe帶寬計(jì)算

　　OLT每千兆光口可覆益的用戶數(shù)約為1 000/0.2=5 000。若一棟樓按50戶計(jì)算，則可覆蓋5 000/50=100棟樓。

　　由于OLT每千兆光口可以由PON分為32/64個(gè)光分支，支持32/64個(gè)用戶終端ONU。如果EPON采用FTTBLAN接入方式，則OLT每千兆光口可以覆蓋32/64棟樓。

　　當(dāng)采用MPEG-2編碼標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，按常規(guī)32個(gè)ONU到樓，覆蓋1600用戶，則每個(gè)ONU覆蓋1600/32=50戶。每個(gè)ONU的平均帶寬為1000/32=31.25 Mbps，按總有線電視用戶的40%接入交互數(shù)字電視，且同時(shí)點(diǎn)播視頻節(jié)目的用戶按40%計(jì)算，一棟樓的交互數(shù)字電視用戶的帶寬為31.25/50×40%×40%≈4 Mbps。能滿足要求。

　　當(dāng)采用MPEG-4編碼標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，按64個(gè)ONU到樓，覆蓋3200用戶，則每個(gè)ONU覆蓋仍為3200/64=50戶。每個(gè)ONU的平均帶寬為1000/64=15.63 Mbpe，按總有線電視用戶的40%接入交互數(shù)字電視，且同時(shí)點(diǎn)播視頻節(jié)目的用戶按40%計(jì)算，一棟樓的交互數(shù)字電視用戶的帶寬為15.63/50×40%×40%≈2 Mbps，能滿足要求。

　　2.3 光分配網(wǎng)(ODN)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

　　2.3.1 光分配網(wǎng)設(shè)計(jì)的一般概念

　　EPON系統(tǒng)中ODN位于分布的光網(wǎng)絡(luò)中，包括單模光纖、光分路器等。OLT采用單纖波分復(fù)用技術(shù)，通過光纖與分光器與ONU連接，最大傳輸距離可達(dá)20 km。在ONU側(cè)通過光分路器分送給多達(dá)32～64棟樓的用戶。

　　在ODN的設(shè)計(jì)中主要涉及到光纜布線、安全保證、光分路器的級(jí)聯(lián)等問題。ODN系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要與城市居民小區(qū)的物理分布有關(guān)。常規(guī)結(jié)構(gòu)的ODN設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，如下列舉了ODN設(shè)計(jì)中的一種光分路器級(jí)聯(lián)的方案供參考。

　　例：4個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)16棟樓，分前端機(jī)房距離第一個(gè)分光器5 km，第一個(gè)分光器距離各小區(qū)最遠(yuǎn)2 km。

　　可采用下列光分路器級(jí)聯(lián)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于光分路器的級(jí)聯(lián)與其級(jí)數(shù)無(wú)關(guān)，只與整個(gè)ODN系統(tǒng)的損耗有關(guān)，4個(gè)小區(qū)，每個(gè)區(qū)16棟樓，可用2個(gè)PON口進(jìn)行覆蓋即可，如圖1所示：

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　　此設(shè)計(jì)方案可大量節(jié)省光纖，使布線更加靈活，減少了布線過程中所遇到的各種麻煩。其鏈路損耗如下：

　　1×2光分路器損耗：3.2 dB

　　1×16光分路器損耗：13.5 dB

　　光纖損耗：0.32 dB/km(1 310nm波長(zhǎng))