G PO N光收发合一模块的非对称应用研究

2015-04-13丁为民陈一伟中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司安徽合肥230041

邮电设计技术 2015年7期

丁为民，陈一伟（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，安徽合肥230041）

0 引言

吉比特无源光网络（GPON）是中国移动有线接入网采用的主要接入技术。GPON 光收发合一模块（以下简称光模块）是GPON 局端设备与用户端设备通过光分配网络（ODN）进行通信的激光组件，其光接口特性决定了GPON的光功率预算。而GPON的光功率预算影响着系统的光分路比、最大传输距离及衰耗维护余量，从而直接影响到每用户的接入投资及传输维护指标。因此，GPON 光模块的选择是GPON 组网重要的考虑因素。

1 G PO N光模块的分类及对传输距离的影响

1.1 G PO N光模块的分类

根据所支持的光功率预算的不同，GPON 光模块可分为Class B、Class B+、Class C、Class C+4 档。当前网络中普遍采用的是Class B+光模块，近几年，Class C+光模块也逐渐开始推广使用。GPON系统采用不同等级光模块时，所支持的光功率预算（最大通道允许插入损耗）如表1所示。

1.2 G PO N的传输距离

GPON 的最大传输距离与设备光模块的类型、ODN 组网模型及ODN 衰耗维护余量有关。本文为便于对比分析，设备光模块仅考虑目前常用的Class B+和Class C+2 种，ODN 组网模型按照当前普遍采用的二级分光、总光分路比为1∶64 的参考模型，衰耗维护余量取1 dB。ODN组网模型如图1所示。

表1 GPON系统最大通道插入损耗参考值

根据图1的ODN参考模型，ODN链路中共设置了2个1∶8分路器和8个活动连接器，光分路器的衰耗为10.7 dB×2＝21.4 dB，活动连接的衰耗为0.5 dB×8＝4.0 dB。光纤与熔接衰减按下行0.32 dB/km、上行0.45 dB/km 考虑，则可计算出GPON 的最大传输距离，如表2所示。

图1 ODN组网模型参考图

从表2可以看出，由于GPON上、下行使用了不同的波长（上行1 310 nm，下行1 490 nm），上行波长光纤的衰耗较大，所以GPON 的最大传输距离受上行限制。采用Class B+光模块时，系统的最大传输距离只有3.6 km，难以满足大多数场景的传输需求，因此，若要保证较大的光分路比（当前为1∶64），逐步推广使用Class C+光模块便成了一种必然选择。

2 G PO N光模块的非对称式应用方案分析

2.1 G PO N光模块的非对称式应用方案

通常，新产品或器件在试商用阶段的价格往往较高，在商用的初期，Class C+光模块的价格是Class B+光模块的10倍以上。在这种情况下，若GPON设备采用Class C+光模块，将使每用户的设备接入成本上升很多，必然会限制Class C+光模块的推广使用。因此，本文提出了一种GPON 光模块的非对称式应用方案，即仅在GPON 的局端OLT 采用Class C+光模块，用户端ONU/ONT 依旧采用Class B+光模块。由于OLT 端使用的光模块数量远远少于ONU/ONT 端，所以，该方案只需采购少量的Classs C+光模块，应用方案如图2所示。

表2 GPON最大传输距离

图2 GPON光模块的非对称式应用方案

2.2 方案的可行性分析

当GPON 的光模块采用非对称设置后，系统所支持的上、下行光功率预算也发生变化，从而引起最大传输距离的变化。上、下行光功率预算与最大传输距离的变化情况如表3所示。

从表3 可知，当仅OLT 端采用Class C+光模块时，系统的最大传输距离受下行限制，为9.7 km。这一距离小于OLT、ONU/ONT 端全部采用Class C+光模块方案的12.4 km（见表2），但完全可满足绝大多数场景的接入需求。

表3 光功率预算与最大传输距离

采用该种方案并不说明用户端采用Class C+光模块的ONU/ONT没有意义。因为GPON的下行波长为1 490 nm，光纤在该波长的宏弯损耗要大于上行波长（1 310 nm），由于宽带接入工程ODN的工程质量受外界干扰比较大，光纤链路往往会由于宏弯损耗造成衰耗增大，所以，当GPON 光链路下行衰耗较大时，ONU/ONT端依然需要采用Class C+光模块。当Class C+光模块得到广泛应用，价格与Class B+光模块价格相差无几时，则ONU/ONT端应当全部采用Class C+光模块。