无源光网络技术在农村地区的应用

摘　要：解决广大农村地区的通信问题一直是政府关注的一个焦点，我国在“十一五” 规划中确定了建立电信普遍服务基金，发展农村邮政和电信，加强农村信息网络建设，基本实现村村通电话、乡乡能上网。本文将对无源光网络技术在农村地区的应用进行详细的介绍。

关键词：无缘光网络；农村；应用
1．引言
　　根据2010年7月通信发展状况公报显示，截止到2010年7月全国有总数超过13亿的固定电话和移动电话用户，已达到了99．86％的通电话行政村比重。为了进一步提高农村生活水平，缩小城乡差距，在基本实现村村通电话的情况下，为有条件的农村地区提供宽带互联网接入业务，将成为通信运营企业提升电信普遍服务水平的一个新的课题，特别是在我国欠发达地区行政村通电话问题基本解决以后，如何提供宽带互联网接人业务，使这一问题更为突出为实现原来已经使用上固定电话的用户提供宽带互联网接人业务，要利用各种接入网技术，使光缆接近用户缩短最后一公里的铜缆接人距离是主要的技术手段。作为“光进铜退”的主要技术手段，基于以太网技术的无源光网络技术价格较快上涨、有效缓解了当前铜缆被盗严重、建设成本不断增加的状况。但由于EPON网络的传输距离短、点对多点技术、用户端接口类型尚欠丰富等特点，在满足日前高速率带宽业务接入需求的同时，在经济欠发达的农村地区作为接入网新技术，给EPON网络的组网和规划带作带来了很多新的挑战。 
2．无源光网络技术介绍
2.1以太网无源光网络技术的网络架构
　　光纤线路终端一根光纤下行的信号由分光器分成多路给每一个光网络单元，每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里，然后传送给OLT。 
　　在EPON网络中包括有源网络设备、无源网络设备，有源网络设备包括光网络单元、局端设备和网络管理系统。光网络单元给用户提供视频、数据和电活网络的用户侧接口。提供网络侧接口与运营商的数据、视频和话音网络连接的是局端设备。无源网络设备主要是无源分光器／耦合器，它一般放置于室外，起到光分路的作用，无源网络设备十分简单、寿命长、易于维护、稳定可靠、价格低，可以适应室外恶劣的环境。
2.2无源光网络技术的网络特点
(1) 节约配套投资
　　体积小、稳定性高、成本低的无源分光器是EPON技术采用的，建设电源、空凋等设备不需要配套，在机房内也不需安装。只需安装在室外分纤盒内或室外光交接箱即可，对于农村地区需要光缆在路边分支，将不同分支点的业务汇聚到同一条光纤上传输，就不再需再建设机房了。
(2) 方便网络扩容
　　对于在同一个EPON网络下增加新的ONU点，只需从就近的无源分光器空余分支口新建一芯光纤到新的ONU点，扩容就可以实现。对局端设备无需改动数据硬件、配置，仅是增加了数据流量，新增加的ONU也不会影响在用的ONU业务。这种拓扑结构需要进行频繁的网络调整。适应于在农村地区由于业务发展的不可预计性。 
(3) 节省光纤资源
　　采用波分复用的技术上下行业务共用一芯光纤，从OLT一个端口出来的一芯光纤，可以在应用10G EPON技术下分支到256个ONU终端设备，极大的节省了主干的光纤资源，特别是对于农村地区用户分布分散，在原有光纤资源有限的情况下，采用EPON技术组网可以很大程度上提高光纤资源的使用效率。 
3.农村地区无源光网络的技术应用
3.1EPON网络规划
　　光缆网的规划、OLT的安装位置、分光器的安装位置是EPON在网络规划中主要考虑的3个因素。
　　(1)光缆网的规划光缆路由、纤芯配置、配纤方式是。规划的光缆路由应充分考虑少新建长距离的光缆，以及农村地区用户分布特点，充分利用原有的光缆资源。分支点以下到ONU的接入光缆距离较短多为新建，需要考虑纤芯配置的冗余度；一般情况下光分支点到OLT有较远的主干光缆距离，多为利用原有光缆纤芯资源。　　
　　(2)光缆网络的布局以及投资成本将会被OLT的布放位置极大地影响。农村地区应依托现有电源盒机房条件较好的乡镇支局楼部署和接入点机房OLT节点。由于农村用户分布以点且以线形式分布为主，应按照EPON系统的最大传送距离规划OLT节点的覆盖范围。 
　　(3)分光器可采用一级、多级分光，可采用不等功率的方式，也可以采用等功率方式的分光方式，安装位置、方式主要取决于地形和潜在用户分布等因素的影响。由于农村地区用户分布稀疏，一般应该采用二级分光、多级分光。考虑到EPON的接入距离一般在20km以内，应采用不等功率分光或低分光比分光器的方式，尽量减少这一环节的光功率衰耗，还要在实际工程设计中结合光缆的距离进行详细的功率核算，并需要留有一定的功率预算富裕度。
3.2农村地区主要的EPON接入方式分析
　　目前，光纤到大楼、光纤到户、光纤到村、光纤到接入点是主要的EPON技术的组网方式，光缆末端终结的位置、需要布放的接入线缆长度的区别是各种不同的模式主要表现。
（1）FTTV组网方式
　　即在农村用户相对集中的地方，沿进村的电缆路由选择合适的位置安装ONU设备，ONU采用ADSL小型插卡式设备便于灵活扩容并且充分利用原有的配线电缆，目前，国内的主流厂家中兴、华为、烽火提供单套ONU设备的 DSL可以达到128线的端口容量，并支持宽带和语音板件混插，原有的村内配线电缆在设备开通后可以直接割接到ONU设备上，利旧原来的电缆提供宽带上网和语音业务，非常适用于小型农村用户集中的区域，可以避免电缆村造成电缆防盗困难的情况。 
（2）FTTH组网方式
　　山区农村用户分布零散的业务有更为经济的支撑，选择合理的分光器安装位置，从分光器分别引出光缆到各个业务需求点，用ONU网关设备配置农户家中家庭。国内多数厂家提供的家庭用ONU设备，可以同时提供1-2个POTS话音口接普通电话机，1～4个FE口直接连接电脑上网。整个网络组织从OLT出局后到用户家中都是无源的光缆和分光器，只有ONU设备在用户家中需要提供电源，没有设备端口实装率的问题随着ONU及EPON成本下降，最终很大程度上的降低了建设、维护的总成本。 
3.3实际场景测算
　　建设一个容量为32个语音端口和ADSL的接入点，平均用户为200m的接入距离，如果在同样条件下使用FTTH的建设方式，可以在不同的用户接入规模上看出FTTV受限于单点设备最小建设单位容量的限制，在FTTV实装率高的情况下，两者建设成本差距缩小，但FTTH对提升用户接入带宽有较高优势，且后续随着FTTH家庭网关的规模化生产和应用，价格必将逐年下降；在实装率低的情况下有较高的设备闲置率，每用户投资效率较低FTTH不存在设备实装率的问题。因此在农村用户分散的区域，使用FTTH方式可以有更好的技术和经济效果；除非在农村用户集中的村庄，铜缆建设距离短的情景下，建设FTTV才能取得较好的技术和经济效益。 
4.结束语
　　随着国内电信产业改革的进行，使得三大运营商面临越来越严峻的竞争形式，为了更好的承接电信普遍接入服务的责任，解决广大农村地区的宽带接入问题，运营商只有选择了正确的接入方式才能充分保证企业的利益。　
参考文献：
[1]韦乐平，光网络的发展趋势与挑战，视点聚焦。
[2]周黄嘉，浅谈无缘光网络技术在我国农村地区的应用，网络与应用。