PON技术详细介绍

PON技术详细介绍

EPON

EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。

1.简介

EPON波分复用技术EPON(Ethernet Passive Optical Network

以太网无源光网络)IEEE802.3定义了以太网的两种基本操作模式。第一种模式采用载波侦听多址接入/冲突检测（CSMA/CD）协议而应用在共享媒质上；第二种模式为各个站点采用全双工的点到点的链路通过交换机连接到一起。相应的，以太网MAC可以工作于这两种模式之一：CSMA/CD模式或全双工模式。

EPON媒质的性质是共享媒质和点到点网络的结合。在下行方向，拥有共享媒质的连接性，而在上行方向其行为特性就如同点到点网络。

下行方向：olt发出的以太网数据报经过一个1:n的无源光分路器或几级分路器传送到每一个ONU。N的典型取值在4～之间（由可用的光功率预算所）。这种行为特征与共享媒质网络相同。在下行方向，因为以太网具有广播特性，与EPON结构和匹

配：OLT广播数据包，目的ONU有选择的提取。

上行方向：由于无源光合路器的方向特性，任何一个ONU发出的数据包只能到达OLT，而不能到达其他的ONU。EPON在上行方向上的行为特点与点到点网络相同。但是，不同于一个真正的点到点网络，在EPON种，所有的ONU 都属于同一个冲突域――来自不同

的ONU的数据包如果同事传输依然可能会冲突。因此在上行方向，EPON需要采用某种仲裁机制来避免数据冲突。

2.技术基础

无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时，以太网（Ethernet）技术经过二十年的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进，逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。它同时具备了以太网和PON的优点，正成为光接入网领域中的热门技术。

3.技术的发展

2000年11月，IEEE成立了802.3 EFM(Ethernet in the First

Mile)研究组，业界有21个网络设备制造商发起成立了EFMA，实现Gb/s以太网点

到多点的光传送方案，所以又称GEPON（GigabitEthernet

PON）。EFM标准IEEE802.3ah；EPON

就是一种新兴的宽带接入技术，它通过一个单一的光纤接入系统，实现数据、语音及视频的综合业务接入，并具有良好的经济性。业内人士普遍认为，FTTH

是宽带接入的最终解决方式，而EPON

也将成为一种主流宽带接入技术。由于EPON网络结构的特点，宽带入户的特殊优越性，以及与计算机网络天然的有机结合，使得全世界的专家都一致认为，无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。

4.接入系统的特点

局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；

EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素；

采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；

上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利

用时分复用（TDMA）共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；

点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；

EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE

802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。

EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s.在北京举办的2009中国FTTH高峰发展论坛上，中兴通讯发布了全球首台“对称”10G EPON设备样机。

5.技术特点

EPON技术由IEEE 802.3 EFM工作组进行标准化。2004年6月，IEEE 802.3EFM工作组发布了EPON标EPON模板准——IEEE 802.3ah(2005年并入IEEE 802.3-2005标准)。在该标准中将以太网和PON技术相结合，在无源光网络体系架构的基础上，定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层(主要是光接口)规范和扩展的以太网数据链路层协议，以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。此外，EPON还定义了一种运行、维护和管理(OAM)机制，以实现必要的运行管理和维护功能。

在物理层，IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术(下行1490 nm，上行1310 nm)实现单纤双向传输，同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D两种PON光接口，分别支持10 km和20 km的最大距离传输。在物理编码子层，EPON系统继承了吉比特以太网的原有标准，采用8B/10B线路编码和标准的上下行对称1 Gbit/s数据速率(线路速率为1.25 Gbit/s)。

在数据链路层，多点MAC控制协议(MPCP)的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真，支持点到多点网络中多个MAC客户层实体，并支持对额外MAC的控制功能。图1示意了EPON协议参考模型及多点MAC 控制协议的位置。MPCP主要处理ONU的发现和注册，多个ONU之间上行传

输资源的分配、动态带宽分配，统计复用的ONU本地拥塞状态的汇报等。

利用其下行广播的传输方式，EPON定义了广播LLID(LLID=0xFF)作为单拷贝广播(SCB)信道，用于高效传输下行视频广播/组播业务。EPON还提供了一种可选的OAM功能，提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制，用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。此外，IEEE 802.3-2005还定义了特定的机构扩展机制，以实现对OAM功能的扩展，并用于其他链路层或高层应用的远程管理和控制。

相对于BPON和GPON，EPON协议简单，对光收发模块技术指标要求低，因此系统成本较低。另外，它继承了以太网的可扩展性强、对IP数据业务适配效率高等优点，同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV 等多种业务综合接入，并具有很好的QoS保证和组播业务支持能力，是目前建设高质量接入网的重要备选技术之一。

6.技术现状

自EFMA(Ethernet First Mile Alliance，第一公里以太网联盟)在2004年6月发布EPON技术规范IEEE 802.3 ah以来，EPON技术得到快速发展，目前相关的芯片和设备均已基本成熟，并有较大规模的应用。在日本，NTT、KDDI、YahooBB等运营商从2004年开始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多种组网方式，为用户提供高带宽互联网接入业务。目前，日本市场上已经部署了超过500万线的EPON设备，而且每月新增的FTTH 用户数已经超过了DSL用户。

目前，EPON技术已经成熟，主要体现在以下方面：经过各标准化组织、设备和芯片制造商、运营商的共同努力，EPON商用芯片和光模块已经成熟，在中国电信的主导下，已经实现了EPON芯片级和系统级的互通测试;EPON产业链也在进一步成熟，形成了良性的市场竞争格局，设备成本进一步下降，已达到规模商用水平。

7.技术的应用

公众客户综合接入

对于公众用户来说，可以采用FTTH和FTTB/C/Cab等应用模式。

大客户、商业客户综合接入

对于商业用户，可以根据业务需求和用户规模的不同，采取不同的实施模式，如FTTO、FTTB或FTTC。

“全球眼”等高带宽接入

“全球眼”等对带宽(特别是上行带宽)要求比较高的应用可以采用EPON作为接入手段，具体组网方式如图5所示。PON替代了原来模拟组网方案中的二/三层交换机，同时还节省大量的光纤收发器，并且不需要视频光端机设备。

村村通接入

在光纤资源短缺的情况下，如村村通工程中，可采用多级分光且分光功率不等的光分路器方案，即在只有一芯或几芯光缆资源的情况下采用功率不等光分路器逐点汇聚。

8.功率预算

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。为了提高传输距离，除了减少线路插入损耗外，还可以采用光放大的手段来提高光功率预算，具体包括以下两类方法：光放大器(图1)和中继器（OEO，optical-electrical-optical，光电光）（图2）。光放大器方案在上下行方向均需要使用到Diplexer（WDM复用/解复用器）和OA（OpticalAmplifier,光放大器），而OBF(Optical Bandpass Filter, 光带通滤波器)则是可选的，使用OBF主要是为了克服OA的自发辐射效应，以提供更好的性能。中继器方案则直接采用两个光模块背靠背互连，并使用本地的控制器来控制两个光模块的发光，从而达到简单的OEO中继的目的，成本较低。但图2的方案仍然不够精细，因为OEO 会带来延时，而我们知道EPON上行方向是突发的，这样会带来一些时序上的轻微措施，在长距离的情形下，表现将更加明显。为此对于更长距离的应用将需要内置智能单元以截获MPMC层的消息，来计算分析并弥补突发开销。

9.EPON的色散

EPON系统中上行使用1310nm波长，下行使用1490nm波长，采用的光纤维ITU-TG.652光纤，我们知道G.652光纤的零色散波长为1300~1324nm区间，上行波长正好在这个区间内，因此对于ONU的光谱特性要求不高，可以使用FP 激光器。对于下行1490nm不在零色散波长区间，对于长距离EPON系统，OLT 必须使用谱宽较窄的DFB激光器以减小色散代价。

10.EPON的时序要求

EPON协议中有三个时间是很重要的一个是系统最大RTT（图5），一个是注册开窗时间还有一个是DBA轮询周期。当加长传输距离后，距离OLT最远的那个ONU的RTT最大，假设最远ONU为70km，则RTT为2×（70000/2*108）=700us（光信号在真空中速度为3×108m/s，在光纤中速度按照2×108计），因此该情形下EPON系统的注册开窗时间至少应该在700us以上。由上分析可见随着传输距离的加长，注册时间将不可避免的加长。另外需要考虑的是DBA的轮询周期，从图6可以看出DBA轮询周期至少应该大于系统最大的RTT（即最远ONU的往返时间），可见在长距离情形下，DBA的效率是较低的，在大多数情况下，建议采用SBA（静态带宽分配）算法来代替SBA。

11.研发

10G EPON继承了EPON和以太网技术简洁、廉价和产业链成熟的优点，随着标准和产业链的快速成熟，10GEPON规模商用日趋临近。据主流运营商预测，10GEPON将在1年内规模部署。

而EPON标准和技术已经成熟，EPON迅速进入了大规模商用阶段。目前中国市场EPON部署规模已经超过2000万线，中兴通讯是EPON的最主要供应商，并在EPON部署的过程中，针对EPON网络的新特点，提出了成熟的EPON运维解决方案。

EPON运维解决方案是长期的技术积累沉淀而成，正日渐得到市场的认可。而10GEPON标准与EPON标准一脉相承，基于成熟的EPON运维方案，目前

10GEPON运维方案已经水到渠成。10GEPON即将规模发展，成熟而完善运维方案是其有力保障。

EPON运维方案厚积薄发

在研究开发PON产品的过程中，针对EPON网络运维的新问题，中兴通讯一直同步研究解决FTTx网络的运维问题。中兴通讯EPON运维解决方案是深厚的技术积累沉淀而成，推出后得到了市场的认可，已在多省市应用。

EPON运维方案在设备开通方面，做到了设备即插即用、即开即通、现场零配置；管理地址容易规划、容易配置；设备出现故障后，更换工作量小。

在业务发放方面，方案支持业务集中、批量、快速发放；支持多种业务配置。

在设备管理方面，方案支持设备集中、统一管理；管理系统操作简单、性能优异、易用性良好。

在服务保障方面，方案提供故障及时预警、故障远程诊断、故障远程处理。

在网络监控方面，方案提供设备远程监控、运行环境监控。在网络安全方面，方案提供设备认证、端口定位、用户绑定和反查。

通过提供完善的EPON网络运维解决方案，中兴通讯正帮助运营商顺利推进中国“光进铜退”的建设。10G EPON运维方案水到渠成

EPON和10GEPON在标准定义方面一脉相承。IEEE802.3av在波长规划、控制协议和管理机制等方面都进行了完善的考虑，10GEPON几乎完全继承了现有的EPON标准，仅仅是对EPON 的MPCP协议（IEEE802.3）进行扩展，增加了10Gbps能力的通告与协商机制，保证了10G EPON可以充分利用现有EPON 的运维方案和管理机制。

标准充分考虑了10GEPON网络与现有EPON网络的兼容和平滑演进。因此在EPON运维方案日渐成熟，广泛应用的基础上，10GEPON的运维方案可谓水到渠成。

一是EPON、10GEPON有相似的业务模型。

在设备类型、应用场景、VLAN模型、业务标示映射方面，10GEPON与EPON 相似，因而10GEPON的业务模型更容易学习，更容易接受。针对ONU设备类型，电信市场定义了不同的ONU设备类型，如SFU、HGU、SBU、MDU、MTU 等，应用于不同的业务场景。10GEPON沿用原EPON的ONU设备类型，对各类型的接口定义稍作修改，而用户模型和业务模型沿用EPON的模型。

二是EPON、10GEPON有相似的业务参数。

10EPON和EPON的配置、性能、告警参数来源于同一规范，业务模型比较简单，

10GEPON仅增补相关参数。EPON有较完善的故障诊断手段，10GEPON 可以完全沿用EPON的故障诊断参数方法，只需要通过简单配置，修改精度和范围。在带宽规划参数方面，EPON规范中定义了3种带宽类型：固定带宽、保证带宽、尽力而为带宽。10GEPON带宽类型与EPON一致，只有少量参数待修改，如DBA可配置带宽、精度、步长。此外，10GEPON只需要修改少量的参数即可沿用EPON的配置、性能、告警。

三是10GEPON与EPON有一致的认证方式、一致的认证流程、一致的开通流程。

在管理模式上，EPONONU具有多种管理模式，包括扩展OAM、扩展OAM+ SNMP、扩展OAM+TR069三种方式。10G EPON管理模式沿用EPON的扩展OAM定义，增加10G EPON相关的扩展OAM定义。

在北向接口上，10GEPON的北向接口与EPON完全兼容，10GEPON完全

重用EPON接口参数。10GEPON接口无需重新开发，业务支撑系统无需修改，整个运维流程不变。

运维护航，10GEPON 乘风破浪会有时作为EPON下一代技术，10GEPON技术及产业链呈现出蓬勃发展的态势。

国内外主流运营商都非常关注10GEPON技术，部分运营商在进行10GEPON 技术和设备的评估，如日本的NTTdocomo、韩国的KT、法国电信、意大利电信、中国中华电信等。部分运营商已经开展10GEPON的现场试验。

12.测试进展

中国移动的首次FTTx集采结果尚未落定之时，其10GGPON测试却已悄然启动。1月20日，中国移动、工信部电信研究院、多家厂商的碰头会议，拉开了这一测试的序幕。

仅在1个月前，早已实现GPON商用的Verizon刚刚完成全球首次电信运营商层面的10GGPON测试。而中国移动对于10GGPON技术的快速跟进，进一步体现出这家运营商对于GPON的长期兴趣。

技术跟踪测试知情人士透露，中国移动此次测试由电信研究院通信标准研究所具体操作，计划于农历春节前完成。测试主要在物理层和链路层，验证其互通性等性能。

通信标准研究所相关人士向记者介绍，与Verizon的测试类似，此次中国移动的测试只是技术验证，以确认目前10GGPON的技术规格，而非产品测试。

按照某参与测试厂商人士的说法，目前“10GGPON估计从全球也找不出10套设备”，仅华为、阿尔卡特朗讯等两三家企业拥有。

因此，“此次测试规模不大，只算是技术跟踪测试，商用还有一段路”。

不过，中国移动对于GPON后续技术的迅速跟进还是让专注于GPON的厂商稍显兴奋。受访的另一家厂商人士向记者表示：“虽然只是没有什么利益关系的小型测试，我们还是做了充分的准备，运营商对GPON的这种兴趣和热情让我们感到更有信心。”

“价格排名可能为最终排名”就在去年底，中国移动启动了自身的首次FTTx 集采，据称2010年第一季度建设量将达300万线。

据了解，此次集采涉及GPON（2.5GGPON）、EPON（1GEPON）两个领域，而它

也成为GPON在国内的首次规模集采和规模部署。阿尔卡特朗讯、爱立信、华为、烽火、中兴通讯、摩托罗拉等主要厂商均参与竞标。

截至记者发稿时，此次集采的技术标和商务标都已评完，但正式结果还未公布。不过，由于此前已进行集采的公开唱标，参与竞标厂商人士认为价格排名可能就是最终排名，因为此次招标“技术和综合实力占分比重不大”。

从本次集采公开唱标的价格来看，主流厂商GPON设备的价格水平已经与EPON设备相差无几。

前述参与集采竞标的厂商人士认为，此次竞标各厂商在价格方面事实上做了“很大的牺牲”，因此“GPON再不出头，也说不过去了”。

此前，业界人士对于GPON方面的质疑，设备价格高和标准未定是其中重要的两项。而就在去年9月，FSAN在由Finisar及马来西亚电信主办的季度会议上发布了NG-PON1——意味着10GGPON主体标准基本完成；同时，可供全球设计、规模部署的10GGPON技术标准终稿也将于今年年中发布。

而此次中国移动FTTx集采，主流设备厂商对于设备价格做出极大的让步，

一定程度上也为未来国内运营商GPON集采的价格水平定下了基调。

因此，有接近另两家运营商的人士表示，此前已规模集采EPON的中国电信和中国联通，“风向似乎也正稍有调整”。

GPON

GPON(Gigabit-Capable PON) 千兆无源光网络| 吉比特无源光网络| 无源光网络,技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。

GPON最早由FSAN组织于2002年9月提出，ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定，2004年2

月和6月完成了G.984.3的标准化。从而最终形成了GPON的标准族。基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的

OLT(光线路终端)，用户端的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元)，连接前两种设备由单模光纤(SM fiber)和无源分光器(Splitter)组成的ODN(光分配网络)以及网管系统组成。对于其他的PON标准而言，GPON标准提供了前所未有的高带宽，下行速率高达2.5Gbit/s，其非对称特性更能适应宽带数据业务市场。提供QoS的全业务保障，同时承载ATM

信元和(或)GEM帧，有很好的提供服务等级、支持QoS保证和全业务接入的能力。承载GEM帧时，可以将TDM业务映射到GEM帧中，使用标准的8kHz(125μs)帧能够直接支持TDM业务。作为电信级的技术标准，GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能。

GPON的标准

在GPON标准中，明确规定需要支持的业务类型包括数据业务(Ethernet 业务，包括

IP业务和MPEG视频流)、PSTN业务(POTS，ISDN业务) 、专用线(T1，E1，DS3，E3和ATM业务)和视频业务( 数字视频)。GPON中的多业务映射到ATM 信元或GEM帧中进行传送，对各种业务类型都能提供相应的QoS 保证。

GPON的种类

GPON相关终端产品与EPON基本类似,主要分为三种:

1）面向大客户、商业用户为主的FTTH/FTTO等类终端，一般称SFU/SBU 型ONU。PON口下行光纤进过分光器后直连到用户ONU，一个ONU仅供一个用户使用，用户数据业务通过FE或GE口上行，安全性好，成本也高，一般针对高端用户和商业用户。

2）面向集中的新建小区或中高端居民区为主的FTTB等类终端，一般称MDU（LAN）型ONU。一般几户到几十户共用一个ONU终端，用户数据业务通过FE口上行，也能提供较大接入带宽。

3）面向集中的中低端居民区、厂区为主的FTTC等类终端，一般称MDU （DSL）型ONU。一般几十户到几百户共用一个ONU终端，用户数据业务通过电缆线上行，提供ADSL/ADSL2+等接入速率。

GPON的方式

GPON主要采用的组网方式除ONU直接入户以外，还包括FTTX+LAN和FTTX+DSL两种。FTTX+LAN利用ONU提供的FE/GE口，接入楼道交换机或企业网关等设备的方式，灵活调整企业机关对内访问的不同带宽需求。FTTX+DSL则利用

ONU提供的FE/GE口，接入DSLAM设备，灵活利用光纤资源，扩大传统接入网设备的覆盖范围。

GPON上下行最大速率为2.488.32Gbps，可提供对称和非对称的带宽需求。支持最大分光比1：128，局端OLT到下挂ONU（ONT）最大逻辑距离60KM。

GEPON与其它宽带接入方式比较

GEPON与ADSL的比较

ADSL经过近几年的大力发展，目前已经成为最普及的宽带接入手段。通信信息研究所的一项调研显示，至2004年底，我国的ADSL用户达到2000万，在宽带用户中所占的比例接近80%。

ADSL利用传统的电话线的高频部分传送宽带数据，充分利用了固网运营商已有的铜线资源，对中国电信和中国网通这样的运营商来说，是发展宽带接入的一种必然选择。目前国内提供的ADSL业务主要为512Kbps到2Mbps的下行带宽，主要应用为公众上网。然而随着各种新业务，尤其是视频业务的兴起，用户的带宽要求越来越高，新的宽带业务需求随之而起。

目前，各ADSL设备制造商都已开始提供基于ADSL2/2+标准的新版本产品，和普通ADSL相比，ADSL2＋的传送速度增加了一倍，近距离时速率超过26Mbps，可轻松承载视频等高带宽业务；ADSL2＋的最远传送距离增加了一公里左右，有效解决目前局方普遍头痛的超长距离用户的覆盖问题。这在一定程度上解决了新业务所要求的带宽问题。

然而，ADSL的带宽严格受到传送距离的，较高的带宽只能在短距离实现。而目前国内多数城市都是采用较大的端局覆盖半径5、6公里左右甚至更远的用户，要普遍实现对用户较短距离的接入是很难实现的。一种办法是增加端局的密度，但这会造成极大的设备、空间投入和运营开销，重新布线的开销也是巨大的，不建议采用。另一种办法即是采用新的技术去满足对带宽和距离的同时需求，比如GEPON。

此外，随着博客，BT，网格计算，即时通讯，宽带电话，视频电话，个人相册共享等应用的快速增长，用户对上行带宽的需求也越来越大。而ADSL的非对称性制约了对这些业务的支持。虽然P2P的应用导致了运营商对这些业务的控制、计费能力的一定程度的失控，运营商并不鼓励这样的业务大规模的占用带宽，但是越来越激烈的竞争环境使得运营商不得不去支持这样的用户需求，否则就可能会失去大量由这样需求的用户，而这些用户同时也是运营商的很多新的增值业务的已有或潜在用户。ISP-Planet最近的分析表明，每个宽带用户本身所具有的价值对运营商来说即是一笔宝贵的财富，近期宽带运营商之间的收购表明，一个宽带用户本身的价值约为几百到几千美元，这些用户的流失对运营商将是巨大的损失。而从全球的发展趋势看，用户流失已成为传统固网运营商所面对的主要问题。因此，提供对称的高带宽已成为用户的现实要求，运营商必须面对这样的

需求。

在带宽方面，真正实现语音、数据、视频的Triple Play需要大概需要十几兆到二十几兆的带宽，GEPON在这方面具有天然的优势。

相对来说，每条GEPON线路可以支持1Gbps的对称带宽给32用户，这样每用户可以得到平均30Mbps左右的带宽。GEPON可以支持动态带宽分配（DBA），可以定义用户的保证带宽和最高带宽，比如保证10Mbps，最高可到100Mbps。一般来说，GEPON

可以支持最远20公里的传送距离，并且具有足够的带宽，使得运营商的业务可以轻松覆盖到全部用户。

由于实现了大规模的部署，ADSL的设备费用逐年降低，目前已经降到了约5 00元一线的水平，并且由于线路是已有的，不存在部署铜线的问题，所以整体的设备成本比较低。但随着用户数量的增长，运营商在运营方面的成本却越来越高。根据FCC的数据和最近的一份咨询公司的报告，美国SBC，Verizon，BellS outh三大固网运营商虽然通过不断的裁减人员，采用自动化的客户服务系统等手段以降低运营成本，但其平均每线路运营成本仍然在逐年增加，1999年以来，平均每线运营成本以每年4%的速度增长，相对1999年已增长了17%；SBC，Bel lSouth的每线运营成本已经由1999年的$120-$130增长到$140-$150。分析认为，运营成本的增加与固网电话用户流失以及ADSL业务的维护等因素相关，此外，铜线本身的一些特性也决定了必须通过大量的人工操作满足用户的业务需求，到场维护工作量非常大。在业务提供方面，ADSL还存在出线率的问题，也会造成大量的人工操作成本。ADSL造成的很护操作和故障排除都需要经过培训的技术人员来进行，这就进一步增加了人工成本。

相对ADSL，GEPON在CAPEX方面的支出比较高，包括前期的设备费用和光纤铺设费用。但由于采用无源光网络技术组网，基于光纤的PON技术在运营维护方面的费用要大大低于ADSL和铜线。目前，FTTH已进入一个发展期，现在光纤的费用已经很低，设备的费用也在不断降低，特别是基于以太网技术的GEPON，由于以太网器件的普遍使用，价格方面相比A/BPON，GPON具有明显的优势。UT斯达康公司的GEPON产品目前已经大批量供货，订单量已达数百万线，设备价格相比于以前的PON产品大幅度降低。GEPON目前还是比ADSL贵，但通过后期运营维护成本的降低以及更高对称带宽和更远传送距离带来的业务能力和收入水平的增长可以相对抵消在设备和线路成本上的投入。此外，运营商通过部署GEPON 可以增强在包括宽带接入在内的全面业务方面的竞争力，由

此带来的用户流失方面的减少甚至流失用户的回流都会为运营商带来更多的业务收入，并且由此带来的未来提供更多新业务的能力将使运营商长期受益。

GEPON与VDSL的比较

VDSL与ADSL同样，利用电话线的高频传送宽带数据。与ADSL相比，VDSL 可以提供对称的带宽（也可以提供不对称的带宽），带宽更高，可以达到对称5 0Mbps或更高。但VDSL同样受到距离的，难以为全部或大多数用户提供业务。

在业务提供能力方面，VDSL由于对对称带宽业务和高带宽的支持，具有提供多种新业务的能力。然而由于距离的，通过VDSL，这样的业务难以连接到多数用户。

关于VDSL和GEPON的比较与ADSL与GEPON的比较类似，因为VDSL存在与

ADSL一样的运营维护方面的诸多问题。所以，在VDSL的高带宽可以通达的地区，在一定时期内可以考虑采用此种方式；而针对城域的大范围覆盖，最终的方式仍然是采用GEPON技术，通过一根光纤为用户提供全部业务。

GEPON与LAN接入的比较

LAN接入是目前除ADSL之外最普遍的宽带接入形式，被包括中国电信、中国网通这样的传统运营商以及中国移动、中国联通、中国铁通、长城宽带等固网领域的竞争运营商所普遍采用并形成了激烈的竞争格局。

前几年LAN接入“跑马圈地”带来了大量的重复建设和资源浪费，LAN设备放置在写字楼或小区内部，通过5类线连接用户，这就涉及了楼内的布线工程开销。经验表明，

前期的设备和布线占据了大量的人力物力，但由于LAN接入前期的部署一次到位，而端口的销售却很难一次到位，从而造成投资回收的滞后。此外，对用户数的预测往往存在误差，可能会造成一些端口长期闲置，也可能会造成一些区域端口数不足，扩容又会涉及到网络的规划，设备添加，重新布线等问题。相对于ADSL，LAN接入可以提供比较高的对称带宽，但在业务控制和安全管理方面不如ADSL灵活。当然，如果采用具有较强管理和业务控制能力的交换机也可以做到很好的业务控制，但设备价格会高很多，目前的楼层交换机多是一些低端的产品，运营商在管理维护方面的困难很多，简单的故障排除需要占用大量维护人员，运营上的成本也比较高。

交换机的故障往往会造成远程监控失效，需要人员到场排除，同时，有源设备对电源，温度等方面也有比较严格的要求，各种影响用户使用的情况可能都需要运营商解决，而且需要有经验的技术人员来维护，成本比较高。

GEPON与之相比，由于OLT放置于局端机房，易于管理维护。从机房到用户家里的连接完全是无源的光网络，免去了有源设备的空间、电源、维护等方面的问题。而OLT设备可以作到很好的认证计费支持，用户隔离，安全控制等（OLT 和ONU之间可以采用加密协议），从而避免目前LAN接入用户之间产生的不安全的访问等问题。

业务方面，LAN接入在带宽保证方面理论上也可以支持Triple Play的需求，但由于目前的LAN接入工程往往出于经济性的考虑，很多用户共享一条上联接口，每用户的可保证带宽有限，造成实际上很难真正支持这些业务，目前的规划往往只能支持用户上网业务，很难实现QOS保证。要改变这种局面，要重新规划网络，选用性能更高的设备，增加上联接口数量或容量。此外，很多楼层的交换机不能支持组播业务，要更新为支持组播业务的交换机也要增加相应的费用。

对于公众接入，LAN所带来的巨大的运维工作量相对ADSL会占用更多的资源，运营成本很高，缺乏电信级的管理和业务保证能力，不太适合作为大规模的公众接入手段，更适合用于已有布线系统的商业用户，而GEPON在这方面具有更多的优势。

事实上，在一定阶段，GEPON和LAN以及DSL可以互相作为一种补充，满足不同的用户需求。对于带宽和业务要求不太高的用户，可以采用FTTB/FTTC的方式，GEPON连接到楼宇或路边，楼内通过LAN或DSL连接用户。然而从长期需求看，GEPON是最终的解决方案，提供给所有用户真正的Triple Play业务能力。

GEPON + LAN/mini-DSLAM 与光纤+LAN/mini-DSLAM的经济比较

GEPON设备做楼层LAN交换机的连接可以代替原有的小区汇聚交换机，从而节省小区的机房开销；而楼层交换机只需要楼层内的交接箱即可，没有机房的开销。

从设备费用比较，当前采用LAN方式的小区汇聚交换机一般为1到2万元的设备，可以汇聚24或更多的楼层交换机，通过一个千兆以太网接口光纤上联。这样的配置显然存在较大的带宽瓶颈，在可比的情况下，应通过2个GE捆绑上联。

与之向对应，通过2对上联光纤，可以连接4个GEPON系统，我们可以用F E连接每个楼层交换机（每个GEPON系统采用1分8的光分路器，可以保证每个ONU100M的带宽），下面可以带4*8=32个楼层交换机，需要4个1分8的光分路器和32个ONU。总费用大概10万元左右。

相对而言，GEPON+LAN比光纤+LAN一次性设备投入要贵一点，但针对每一用户，费用增加并不多：(100,000-20,000)/4/8/24=RMB104/用户。

考虑到OLT放置在端局的机房中，而无需在小区内提供专用的机房，从而可以节省此项投资（一般也需要数万元）。此外，由于采用无源光网络技术，日常的维护费用大大降低。以上案例的小区一般需要一个专人来维护（经验表明对于LAN接入，每1000用户就需要一个专门的技术维护人员），而采用GEPON之后，维护费用大大降低。

我们按照机房费用4万元，每年机房日常投入1万元，每年维护费用减少3万元计算（根据经验，此估计应该是合理的），系统投入使用一年后，两种方案的总费用已持平，以后每年GEPON系统节省的费用约4万元。

此外，GEPON方案可以保证每个ONU 100兆的带宽，每用户可以保证4M带宽，相对于交换机方案更有保证。楼内的垂直布线采用光纤代替五类线，为以后系统的扩容做好了进一步的准备，系统升级能力也有提高。

三网融合与HFC网络实际应用技术方案

从我国现有信息网络状况和今后的发展趋势来看，如能把通信网建成“一网多用、综合开发”的信息高速公路，就能更好地满足传送各种信息（包括通信、计算机和有线电视等系统）日益增长的需要。同样，智能化建筑和智能化小区中的综合布线系统也应具有传送话音、数据、文字和图像等各种信息的功能。

一、各种网络的特点

目前，我国的电话通信网、计算机信息网和有线电视网是三个的运营网络，每一种网络都是为其专门的业务而设计和建成，它们的传输速率和技术功能以及终端设备各不相同，且互相不能兼容，主要区别如下所述。

１、电话通信网

电话通信网中用户之间的互相通信，目前主要是话音通信，为此，需要的通信系统为双工通信传输方式。由于传送以话音通信的窄带业务为主，且因电话用户数量多、分布范围广、通信业务的随机性大，为节省通信线路和成本费用以及便于维护管理，其通信网络基本结构是由多段点到点的传输链路和在节点处设有电话交换设备构成，采用电话交换方式。所以传输频带较窄、传输速率也低，但通信范围有本地、国内长途和国际长途。采用的传输媒质有各种类型、品种和规格的电缆和光纤光缆，也有采用无线微波和卫星通信等传输方式。目前电话通信网

拥有规模很大的骨干通信网和用户接入网，尤其是利用现有的铜芯对绞线通信电缆，采取不对称数字用户线（ＡＤＳＬ）等先进技术，可以向广大电话用户传送２－６ＭＨｚ带宽的双向数据，也可以通过相关系统向家庭、商业、企业和机关传送话音、数据、图文和电视等信息业务。

２、计算机信息网（又称计算机通信网或计算机网）

计算机系统要实现获得外界各种信息和共享信息资源，就必须利用公用的电话通信网组成大范围、长距离的计算机信息网。但它不同于电话通信网，目前在用户之间不设交换设备，且整体发展水平还较低。其典型的网络拓朴结构是总线型以太网、令牌环网等，且以地理范围较小的局域网为主，它完全不同于电话交换和分组交换的通信网络结构和信息处理方式，它们都是共享介质多址接入系统，为了实现分布处理和系统间的互为备用等要求，采取带碰撞检测的载波监听多址接入方式（ＣＳＭＡ／ＣＤ）或集中控制的令牌式轮询方式，适合非实时性的数据传输。近几年来，出现了交换型以太网和异步转移模式ＡＴＭ－－－局域网，使计算机信息网在各方面得到提高和完善。计算机信息网是以局域网为

基础，通过公用的电话通信网互连，其交互传递信息的范围扩大到全国各地、甚至世界各国，组成全球范围的广域网。

３、有线电视网

有线电视网的声音和图像等信息都是单方向传递，用户只需购置接收设备（如黑白或彩色电视机）。即可实现接收信息。目前，有线电视网光纤化已成为一种趋势，光纤／同轴电缆混合（ＨＦＣ）系统以其频带宽、容量大、双向性、成本低、抗干扰性强等特点，已成为有线电视系统的主要模式。国内有线电视网没有交换设备或复杂的树状网络结构，主要为星形网络结构。它的传输媒质采用方案有射频同轴电缆、射频同轴电缆与光缆组合、射频同轴电缆与微波组合三种。我国有线电视已进入有规则、有计划的发展阶段，已成为千家万户接收政治、经济、文化、娱乐、科技、教育、体育、医疗、气象等各方面信息的重要设施，其技术性能将不断提高和完善（例如由隔频道单向传输向邻频道和双向传输发展）、建设规模和覆盖范围日渐加快和扩大。目前，我国有线电视网除了传送电视和广播节目外，扩大传输容量，增加多功能服务已成为有线电视网的发展方向。为此，各地的有线电视网已开展了图文电视等数据广播业务，或与计算机联网服务，甚至利用ＨＦＣ网进行语音、数据和图像融合的传输试验，个别地方的有线电视网试验成功了电视会议、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入、视频点播等服务项目。

有线电视网近年的发展是很快的，但其覆盖面和总里程不及电话通信网。基础设备都为传输模拟信息，设备和技术落后；现有影视节目和信息资源均未数字化；传送节目和信息只能单向传播，没有实现交互网络分散，难以发挥整体优势，实现资源共享等。

二、有线电视网与通信网的融合

从上所述可以看出电话通信网、计算机信息网和有线电视网三种网络，在现阶段，它们的共性都是传递信息，所不同的是信息类型（话音、数据和图像）、终端设备、服务方式、传播形式和网络结构等。随着社会生产飞速发展、科学技术不断进步和市场需要日渐增加，必然促进三种网络不断发展和相互融合。从科学技术上看，三种网络结构和服务功能完全可以在同一物理网中实现，电话通信网将从分离网向ＩＳＤＮ的综合业务数字网发展。此外，有线电视网和电话通信网在网络建设规模、干线群路宽带和干线物理传输线路等方面存在完全或部分兼容性，例如广播电视部门利用邮电通信部门的长途微波线路传送电视节目；邮电

通信部门利用市话局间中继光纤光缆网的备用通道，提供给有线电视网作为干线传输途径。今后随着宽带电信业务的增加，电视广播实现数字化传输，计算机网络技术的进步以及多媒体通信市场需求的增多，三网将会融合为一体，构成多功能的综合性的信息网络。公用的电话通信网拥有双方向高带宽的光纤信道组成的骨干传输网，利用现有对绞线采取不对称数字用户线（ＡＤＳＬ）等先进技术或利用有线电视ＨＦＣ网接入用户等传输媒质组成的用户接入网，可以提供高带宽的信息传输通道。这一网络结构是一个以超大容量光纤光缆传输网为骨干，以高性能的计算机为枢纽，以多功能服务的有线电视为丰富信息源，将向广大用户提供话音、数据、文字和图像等各种信息，拥有多媒体终端设备，真正具有高速、优质和综合性能的高度智能化的通信网络，这种网络实际上是一个交互式多媒体网络，也就为实现宽带综合业务数字网（Ｂ－－－ＩＳＤＮ）和“信息高速公路”建立了基础。

三网融合是“信息高速公路”网络发展的最终目标。但是在智能化建筑和智能化小区的综合布线系统工程中，应研究分析发展趋势，结合当前用户需求和工程实际情况，在设备和缆线的选型、网络结构组织和对外连接方式以及适应今后需要等问题上，尽量考虑采用相互配合、彼此融合的技术方案，为今后三网合一创造有利的条件和必要的基础。

在智能化建筑和智能化小区中的综合布线系统工程设计时，要考虑与有线电视系统如何配合协调，更要重视互相融合的技术方案。

目前在特大型城市和沿海大、中城市以及经济发达地区，有相当多的家庭装有电话和极为普及的有线电视系统，不少家庭都已购置或将要购置计算机，这已成为这些家庭必备的设施。为了适应当前信息需求急剧增长的形势，满足上述用户急需联网的要求，在这种场合采用综合布线系统是必须的基础设施。为此，选择什么样的技术方案，显得更加突出和重要，在技术方案中主要要有以下几点需要研究和考虑。（１）传输通道的技术方案

目前，按有线电视系统的使用频带，其频宽可分为３００ＭＨｚ、４５０ＭＨｚ、５５０ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ等系统。我国初期使用３００ＭＨｚ系统，随着电视台和卫星电视频道的不断增加，３００ＭＨｚ系统的容量已不能适应客观发展要求。在１９９３年到１９９４年，我国广播电视部门在全国推广采用４５０ＭＨｚ系统。因此，国内大部分城市有线电视网的带宽均为３００ＭＨｚ或４５０ＭＨｚ系统，并采用同轴电缆作为传输通道（除骨干网已采用光纤光缆）。国际上先进国家已普遍采用５５０ＭＨｚ，甚至７５０ＭＨｚ系统。从频谱资源安排和分析，４８．５ＭＨｚ－５５０ＭＨｚ为普通广播电视业务所用，５５０ＭＨｚ－７５０ＭＨｚ为下行数字通信信道，一般用作传输数字广播电视、ＶＯＤ（数字视频点播）以及数字电话下行信号和数据。７５０ＭＨｚ－１０００ＭＨｚ为高端频率，将用于各种双向通信业务，如个人通信等，也可用来分配将来可能出现的其它新业务。

从现有的有线电视ＨＦＣ接入网的频率划分来看，目前尚无统一的国际标准，我国原邮电部于１９９７年１２月发布，在１９９８年１月实施的《接入网技术》（暂行规定）（ＹＤＮ０６１—１９９７内部标准）中，规定频谱资源采用低分割分配方案，将各种业务信息以及上行和下行信息划分到不同频段，如表１中所示。

从现有的有线电视系统来分析，由于它是单方向传输电视节目信号到用户，要实现数据通信等信息传输，关键是实现其传输双向性，使信号不仅能从外界传送

到用户一端，还能从用户端将信号传送到外界。为此，目前通常需要采用以下技术方案来解决。

①采用双电缆制，一条电缆用来发送，另一条电缆用于接收，这种技术方案必须大动干戈，另外新设一条电缆。这种技术方案具有扩建简便，与外界配合和协调少等优点，但存在工程建设费用高，增加维护工作量和维修费用等。

②采用频分多路复用技术方案，将物理信划分多个逻辑通道，每个逻辑通道使用不同的频段进行传输，互相都不干扰，将其中的两个通道分别作为发送或接收通道，其余的仍可用于电视信号的传送。这种技术方案使用带宽变窄，同时需要在线路中增加一些设备。为了保证反向传输信息的质量，在网络接口处还要作较大的改动，技术要求较高。

在具体工程中选用哪个技术方案，应根据实际网络要求和切实可行的条件来决定。

（２）有线电视系统线路传输媒质的选用

当前，电话通信网的接入网主要是有线接入方式，且大都是以现有音频通信网的铜芯对绞导线市话电缆为主；计算机信息网的局域网通常采用传输媒质的特性阻抗为５０Ω同轴电缆和对绞线（ＵＴＰ或ＳＴＰ）；有线电视网的传输系统所用的传输媒质有光纤光缆或特性阻抗为７５Ω同轴电缆。可以看出现在三网所用的传输媒质是不一样的。目前，有线电视网常手的同轴电缆如表２中所列。

当今，有线电视网干线部分的传输媒质逐渐采用光纤光缆取代同轴电缆，这样提高了网络的技术特性，增加信息传输距离，减少网络设备、增加网络安全可靠程度，便于安装施工、有利于维护管理和运营费用降低。对于支线（引接到用户终端设备为止）部分的传输媒质，有采用光缆的全部光纤网络或部分光纤和同轴电缆的混合网络（ＨＦＣ）两种。ＨＦＣ网络结构充分利用光纤传输所具有的优良性能来支持可以预见的各种宽带业务的应用。在ＨＦＣ网络结构中除利用光纤代替同轴电缆作干线中继外，更重要的是引入光节点，光节点将智能化小区内的用户分成５００－２０００户的用户小区。当智能化小区建设规模较小，用户不超过２０００户时，也可作为一个用户小区。

ＨＦＣ网络拓扑结构具有以下特点：

①光缆将从前端一直延伸到每一个用户小区，并终端连到光节点，用户小区内每个光节点一般有３－４个同轴电缆支路输出，光节点的主要功能是将干线光纤中继和同轴电缆之间的光信号转换为电信号。

②前端到光节点的典型距离是２５Ｋｍ，光节点到用户终端设备的距离一般要求小于２Ｋｍ。

③ＨＦＣ网络拓扑结构是一个以前端为中心、光纤延伸到小区，并以光节点为终点的星形网络布局，同时从光节点起用树形同轴电缆网络延伸并覆盖约５００－２０００户的用户小区因此ＨＦＣ网络拓扑结构是一个星形——树形相结合的结构。这种网络结构的主要优点是各个用户小区相互，彼此不影响，网络中的任何一点失效不会造成大范围的影响，而只限定在一个小部分特定的用户群，所以这种节点式网络结构使用网络系统安全可靠性大大提高，减少维护费用和管理工作。因此，目前采用光纤／同轴混合网（ＨＦＣ）较为普遍，且因光缆和同轴电缆的物理寿命很长，它已受到国内外高度重视和积极采用。

目前采用光纤／同轴混合网（ＨＦＣ）实现宽带接入网是比较经济的，为发展宽带业务和多种业务提供实用的物质条件，由于采取频分多路复用方式，属于模拟信号传输，它与全程全网向数字化发展的大趋势是不能协调的，今后随着光纤光缆进一步向

用户端延伸，同轴电缆网络的传输距离逐渐缩短，甚至被动取消不用，最后被光纤代替形成全光纤网络。当然这个发展过程需要一定时间，因此，在综合布线系统中需结合具体工程实际来考虑，也可以采取逐步分期实现。

光纤连接对载噪比指标的影响

AM光纤传输系统指标与同轴电缆有线电视系统一样，主要技术指标有载噪比（C /N）﹑组合二次差拍（CSO）和组合三次差拍（CTB）。

AM光纤传输系统主要由光发射机﹑传输光纤﹑光接收机和各类连接器所组成。A M光传输链路中的噪声主要来源于以下几个方面：

●光发射机中DFB激光器光强的涨落，即相对强度噪声RIN。

●由光纤链路中光纤连接器（活接头）﹑固定接头点（死接头）﹑光纤藕合端面产生反射光以及光纤内部缺陷多次反射（瑞利散射）进入激光器腔内引起的干涉强度噪声。

●光接收机中光检测二极管产生的量子噪声

●光接收机中光探测器后的前置放大器产生的热噪声

这些噪声在不同的条件和环境中对光纤传输链路产生不同程度的影响。

光发射机中光发射组件的相对强度噪声RIN是决定AM光纤传输系统载噪比的一个最重要的因素。光发射机的RIN是DFB激光器固有的强度噪声，由激光腔中光子数的随机起伏而引起。除此以外，由于光纤链路中的反射光进入激光器的腔内产生附加的光子起伏，也会使激光器的RIN严重恶化，可使RIN增加10-15 dB。反射光的来源有许多点，光纤连接处﹑光纤中的不均匀处和光纤耦合端面不良等都是使RIN恶化的因素。在此，仅就光纤连接的影响作些讨论。

光纤连接技术按其可拆性，可分为固定接头和活动连接器。在敷设光缆时，需要将每段光缆进行连接，通常是采用熔接技术将其熔接形成光缆的固定接头。而在光纤链路中，光缆与设备的连接，光端机内部连接，光纤与其他光源器件的连接以及光配线架的连接需要采用活动连接器。

活动连接器由两个关键部件插针体和套筒组成。插针体的中心有一个可以穿入光纤的内径十分精密的125μm-126μm小孔, 光纤穿入小孔后用胶封死,端面研磨抛光,这样的两个插针体同时插入套筒中, 光纤就被连通了。装有套筒的器件又称适配器或法兰盘，套筒保证两个对接的插针体精确地同心，插针体穿光纤的小孔有很高的尺寸精度和同心度，这样就能有效保证光纤接续良好。

光纤活动连接器的主要光学性能要求是插入损耗小，一般小于0.5dB，后向反射损耗要大，一般大于40dB，在要求比较严格的地方，后向反射损耗要大于60 d B，重复拔插1000次后损耗变化量小于0.2dB。

活动连接器按光纤的种类或是传输特性分类，有单模和多模型。按光纤芯数有单芯﹑多芯及带状连接器。按其结构形成或连接方式分为FC﹑SC﹑ST等几种。按插针体端面的处理情况（与后向反射损耗有关）分类，有PC﹑APC﹑UPC等几种。

在有线电视系统中，由于只用单模光纤，为了减少光纤的反射影响，单模斜面A PC活动连接器是最常用的一种。在我国，斜8゜的FC╱APC活动连接器最常用，它的插入损耗一般小于0.3dB，后向反射损耗大于60 dB，而与它插入损耗一样的SC╱PC活动连接器,其后向反射损耗为40dB。

在光纤链路中，串接的活动连接器过多，不但增加了插入损耗，且由于使用不当，易造成连接器端面接触不紧或未能精确同心，以及连接器端面不干净，都会造成光反射增大使C/N值下降。熔接方式产生光反射很小，连接状态稳定，熔接损耗小于0.05dB，所以在光纤链路中，除非必须使用光纤连接器连接，最好是光纤直接熔接。

两根光纤的活动连接是靠套筒为主体的适配器来连接的，所以采用何种连接器，插头应配置相应的适配器才能完好的将两根光纤连接起来，使用时要将其结构以及插针体端面的处理情况一起结合起来考虑，特别注意插针体端面是否一致，比如FC适配器只适用于两个FC╱PC或两个FC╱APC﹑两个FC╱UPC插头的连接，使用不当会使AM光纤传输系统指标下降，甚至劣化。

值得一提的是，国产插头和国外产的插头或适配器连接时，由于采用不同的计量标准，国产的口径相对国外产的要大，当国产插头与国外产的插头通过国外产的适配器连接时，插针体未能精确地同心，此时测光功率可能是正常的，但载噪比（C/N）等传输系统指标比正常值低很多。解决的办法最好是直接熔接，如不方便，换用国产的适配器连接，效果也不错。

光缆测试设备OTDR的使用

柴延花河北省文安供电局

高丽华米贯杰河北省廊坊市农电管理局

光时与反射计(Optical Time Domain Refiectomete 简称OTDR)对光纤的测试

具有非破坏性、单端接入及直观快速的独特优点。

1 OTDR的使用

用OTDR进行光纤测量可分为三步：参数设置、数据获取和曲线分析。人工设置测量参数包括：

(1)波长选择(λ)：

因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550波长，则测试波长为1550nm。

(2)脉宽(Pulse Width)：

脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR曲线波形中产生盲区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。

(3)测量范围(Range)：

OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5～2倍距离之间。

(4)平均时间：

由于后向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，平均时间越长，信噪比越高。例如，3min的获得取将比1min的获得取提高0.8dB的动态。但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超过3 min。

(5)光纤参数：

光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η的设置。折射率参数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。这两个参数通常由光纤生产厂家给出。

参数设置好后，OTDR即可发送光脉冲并接收由光纤链路散射和反射回来的光，对光电探测器的输出取样，得到OTDR曲线，对曲线进行分析即可了解光纤质量。

2 经验与技巧

(1)光纤质量的简单判别：

正常情况下，OTDR测试的光线曲线主体(单盘或几盘光缆)斜率基本一致，若某一段斜率较大，则表明此段衰减较大；若曲线主体为不规则形状，斜率起伏较大，弯曲或呈弧状，则表明光纤质量严重劣化，不符合通信要求。

(2)波长的选择和单双向测试：

1550波长测试距离更远，1550nm比1310nm光纤对弯曲更敏感，1550nm比1310

nm单位长度衰减更小、1310nm比1550nm测的熔接或连接器损耗更高。在实际的光缆维护工作中一般对两种波长都进行测试、比较。对于正增益现象和超过距离线路均须进行双向测试分析计算，才能获得良好的测试结论。

(3)接头清洁：

光纤活接头接入OTDR前，必须认真清洗，包括OTDR的输出接头和被测活接头，否则插入损耗太大、测量不可靠、曲线多噪音甚至使测量不能进行，它还可能损

坏OTDR。避免用酒精以外的其它清洗剂或折射率匹配液，因为它们可使光纤连接器内粘合剂溶解。

(4)折射率与散射系数的校正：就光纤长度测量而言，折射系数每0.01的偏差会引起7m/km之多的误差，对于较长的光线段，应采用光缆制造商提供的折射率值。如果需要精确测量光纤段的散射系数值。

(5)鬼影的识别与处理：

在OTDR曲线上的尖峰有时是由于离入射端较近且强的反射引起的回音，这种尖峰被称之为鬼影。

识别鬼影：曲线上鬼影处未引起明显损耗；沿曲线鬼影与始端的距离是强反射事件与始端距离的倍数，成对称状。消除鬼影：选择短脉冲宽度、在强反射前端(如OTDR输出端)中增加衰减。若引起鬼影的事件位于光纤终结，可\"打小弯\"以衰减反射回始端的光。

(6)正增益现象处理：

在OTDR曲线上可能会产生正增益现象。正增益是由于在熔接点之后的光纤比熔接点之前的光纤产生更多的后向散光而形成的。事实上，光纤在这一熔接点上是熔接损耗的。常出现在不同模场直径或不同后向散射系数的光纤的熔接过程中，因此，需要在两个方向测量并对结果取平均作为该熔接损耗。在实际的光缆维护中，也可采用≤0.08dB即为合格的简单原则。

(7)附加光纤的使用：

附加光纤是一段用于连接OTDR与待测光纤、长300～2000m的光纤，其主要作用为：前端盲区处理和终端连接器插入测量。

一般来说，OTDR与待测光纤间的连接器引起的盲区最大。在光纤实际测量中，在OTDR与待测光纤间加接一段过渡光纤，使前端盲区落在过渡光纤内，而待测光纤始端落在OTDR曲线的线性稳定区。光纤系统始端连接器插入损耗可通过OT DR加一段过渡光纤来测量。如要测量首、尾两端连接器的插入损耗，可在每端都加一过渡光纤。

面向未来的接入方式－GEPON

无源光网络（PON）的接入协议有以ATM为传输平台的APON/BPON和以以太网技术为传输平台的EPON/GEPON以及以通用帧结构为传输平台的GPON三种类型。E PON/GEPON是将以太网（Ethernet ，最具有发展潜力的链路层协议）与无源光网络（PON，接入网的最佳物理层协议）结合在一起形成的能很好适应IP数据业务的接入方式。

由于最早的EPON标准基于100M快速以太网传送，市场上很多被称为EPON 的产

品实际上都是基于百兆以太网PON技术，为区别于原有的技术和产品，一般

基于千兆以太网的PON技术被称为GEPON。

同以往的其它PON技术相比，GEPON技术同样采用点到多点的用户网络拓扑结构，利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入的目的。但与以往基于A TM技术的APON/BPON相比，GEPON实现在用户接入网中传输以太帧，非常适合I P业务的传送。此外，由于目前IP网络的普遍建设，基于以太网的技术的元器件结构比较简单，性能高且价格便宜，使得GEPON相比其它PON技术更容易大规模商用；而基于IP的各种业务的高速发展以及下一代网络IP融合的趋势使得G EPON可以适用的范围更广并且符合未来网络的发展趋势，成为最重要的FTTH技术。

此主题相关图片如下：

图1 GEPON原理

GEPON的系统结构如图1所示。GEPON系统主要由中心局的光线路终端（OL T）、包含无源光器件的光分配网（ODN）、用户端的光网络单元/光网络终端（O NU）以及网元管理系统（EMS）组成，通常采用点到多点的树型拓扑结构。在下行方向，IP数据、语音、视频等多种业务由位于中心局的OLT，采用广播方式，通过ODN中的1：N无源光分路器分配到PON上的所有ONU单元。在上行方向，来自各个ONU的多种业务信息互不干扰地通过ODN中的1：N无源光分路器耦合到同一根光纤，最终送到位于局端OLT接收端。

GEPON采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给多达3 2个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力。

GEPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE 802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。