GPON网络中ODN链路预算

浅谈xPON系统ODN链路总损耗测算摘要目前，xpon系统对odn链路的总损耗要求提出了较高的要求。

本文主要针对odn和其链路总损耗构成进行简单的探讨，分析odn链路总损耗计算方法。

关键词 gpon；epon；无源光网络中图分类号tu7 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）39-0167-021 odn的概念及结构odn（光分配网）是基于pon（无源光网络）设备的ftth（光纤到户）光缆网络。

其作用是为olt（光线路终端）和onu（光网络单元）之间提供光传输通道。

odn位于olt和onu之间，其界定接口为紧靠olt的光连接器后的s/r 参考点和onu 光连接器前r/s 参考点。

具体位置见图1所示。

odn的基本功能是将一个olt和多个onu连接起来，提供光信号的双向传输。

从功能上分，odn从局端到用户端可分为馈线光揽子系统，配线光揽子系统，入户线光缆子系统和光纤终端子系统四个部分。

从网络结构来看，odn由馈线光纤、光分路器和支线组成，它们分别由不同的无源光器件组成。

2 odn的链路总损耗构成odn光功率预算所容许的损耗定义为s/r和r/s参考点之间的光损耗，以db表示。

包括光纤、光分路器、光活动连接器、光纤熔接接头所引入的衰减总和。

odn链路总损耗包括以下几个方面：1）分光器损耗，通常是系统的总损耗；2）熔接和冷接损耗；3）连接器、适配器（法兰盘）损耗；4）光纤传输损耗；5）线路额外损耗，一般取3db左右。

odn的容许损耗值对下行和上行方向是相同的。

决定整个系统光通道损耗性能的参数主要有下面3项：1）odn光通道间的最大损耗差；2）最大容许通道损耗，即最小发送功率和最高接收灵敏度的差。

3）最小容许通道损耗，即最大发送功率和最低接收灵敏度（过载点）的差。

3 odn的链路总损耗计算办法光通道的损耗计算方法有3 种，即最坏值法、统计法和联合设计法。

鉴于接入网环境传输距离很短，通常无须使用联合设计法。

光模块中链路预算与传输距离的关系
1. 定义释义
链路预算（link budget通常可以用来估算信号能成功从发射端传送到接收端之间的最远距离。

理想条件下，光模块最远传输距离=链路预算/模块发光波长在单位长度光纤上的衰减值，
其中链路预算=最小发射光功率-接收灵敏度，单位是dB。

2. 应用：有四个光通信波长窗口，在单模光纤中，最常用的是1310nm窗口和1550nm 窗口：在1550nm(1.5um）处，光纤衰减约为0.2～0.3dB/km，而1310nm(1.3um)处光纤衰减约为0.3～0.4dB/km。

3. 传输距离计算
以波长为1550nm的10G ER光模块为例，传输距离要求大于等于40km：
光模块发射光功率范围为-4dBm～4dBm，最小接收灵敏度为-16dBm，发光波长为
1550nm(第三窗口），光纤衰减我们取中间值0.25dB/km。

那么link Budget = -4dBm(最小的发射光功率）-（-16dBm(灵敏度））= 12dB，理论传输的最远距离为12/0.25= 48km 。

4. 相关专业术语的英文：
最小发射光功率minimum out Power
9μm中的μm，中文：miu, 英文：micrometer
微米（Micrometer）符号是µm。

1微米相当于1米的一百万分之一（10-6，此即为“微”的字义）
5. 补充：光纤9/125um是单模（内径是9μm外径是125μm）的8芯光纤。

单模是一种长距离传输的模式，波长是1310和1550两种；多模是一种短距离传输的模式（传输距离限制在2000米以内），波长是850和1300两种。

gpon 标准功率预算
GPON标准是一种基于ITU-TG.984.x标准的宽带无源光综合接入标准，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技术具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点，可以满足各种高带宽应用的需求。

在功率预算方面，GPON系统通常采用下行传输数据流，上行传输数据流和语音信号的方式进行传输。

下行传输数据流的功率预算主要考虑光发射机的输出功率、光缆线路的损耗、光接收机的灵敏度等因素。

上行传输数据流和语音信号的功率预算需要考虑话音信号的失真度、上行传输数据流的误码率等因素。

此外，GPON系统的功率预算还需要考虑系统的可靠性、稳定性和安全性等方面的因素。

例如，在GPON系统中，多个ONU设备可以通过一个OLT设备进行连接，因此需要考虑OLT设备的供电能力和备份能力等因素，以确保系统的可靠性和稳定性。

综上所述，GPON系统的功率预算是一个复杂的问题，需要考虑多种因素。

为了确保系统的正常运行和可靠性，建议在系统设计时进行充分的测试和计算。

GPON技术网络规划组网介绍GPON（Gigabit Passive Optical Network）技术是一种基于光纤传输的宽带接入技术，它采用了被动光纤分布式技术和波分复用技术，能够在一根光纤上实现多用户的接入和数据传输，具有带宽高、距离远、成本低、抗干扰能力强等优点，因此在目前的光纤接入网络中被广泛应用。

GPON技术的网络组网主要由OLT（Optical Line Terminal）、ODN （Optical Distribution Network）和ONT（Optical Network Terminal）三部分构成。

OLT作为光纤接入网的核心节点，负责将用户的数据传输到核心网中；ODN用于实现光纤信号的传输和分配；ONT作为用户端设备，负责接收OLT的信号并提供数据传输和接口转换。

在GPON网络规划中，首先需要确定OLT的部署位置，一般选择在运营商的核心网节点或大型机房中布置，以便更好地连接到核心网。

然后按照实际的用户需求和覆盖范围，确定ODN的建设路线和布设方式，包括主要光纤线路的铺设路径、ODF（Optical Distribution Frame）的布置位置等。

最后根据用户的情况和需求，确定ONT的安装位置和接入方式，包括室内安装、室外安装、壁挂安装等。

在实际的GPON网络规划中，需要考虑以下几个方面：1.网络拓扑结构：根据用户的分布情况和接入需求，确定网络的拓扑结构，包括星型、树型、环形等不同的结构方式，以便更好地满足用户的需求。

2.网络容量规划：根据实际的用户数量和带宽需求，确定网络的容量规划，包括光纤的数量、OLT的端口容量、ODN的带宽等，以确保网络能够支撑更多的用户接入和数据传输。

3.网络安全规划：考虑网络的安全问题，包括数据加密、用户认证、访问控制等，以避免网络被非法入侵或攻击，保护用户的隐私和数据安全。

4.网络监控规划：设计网络的监控系统，实时监测网络的状态和性能，及时发现和解决故障，保证网络的稳定和可靠运行。

关于在移动小区项目中GPON网络光衰耗的计算在移动小区宽带项目中，ODN网络光传输衰耗=OLT至小区接入基站间的光传输衰耗+小区接入基站至ONU设备间的光传输衰耗。

（其中：OLT至小区接入基站间的光传输衰耗需要建设方协调相关部门提供,该衰耗用M来表示）按照小区接入基站至分光器设备之间布放光缆300米，分光器设备至ONU 设备之间布放光缆500米计算：光纤衰耗系数×传输距离+ 光分路器插损+ 光活动连接头损耗总和+光纤熔接接头衰减总和+ 光缆线路富余度≤PON R/S-S/R 点允许的最大衰耗（28dB）。

其中1：32的分光器光分路器插损为17 dB；1：16的分光器光分路器插损为14dB；1：8的分光器光分路器插损为11dB；光活动连接头损耗为0.5 dB /处；光纤熔接接头衰减为0.08 dB /处1310nm 在G652缆衰减系数：<=0.36dB/km1550nm 在G652缆衰减系数：<=0.25dB/km本次项目PON网络连接示意关系如下，分光设备以选取1：32的分光器计算为例，最大衰耗计算如下：ONU 移动规划机房接入的移动基站分光器台光分路器（1：M+0.8×0.36+17+4×0.5+6×0.08+2≤28dB 。

M ≤6.24 dB 。

通过上述计算，可以得出以下结论：在ODN 网络设计中，如果小区接入基站至ONU 设备之间布放光缆不超过800米。

小区选取1：32的分光器，则OLT 至小区接入基站间的光传输衰耗应小于6.24 dB ；小区选取1：16的分光器，则OLT 至小区接入基站间的光传输衰耗应小于9.24 dB ；小区选取1：8的分光器，则OLT 至小区接入基站间的光传输衰耗应小于12.24dB ；。

PON网络中光路损耗值简单计算方法
光路损耗值算：
ODN ( Optical Distribution Network) ：光配线网络，用于在OLT和ONU间提供光通道。

ODN通常由光纤光缆、光连接器、光分路器以及安装连接这些器件的配套设备组成。

ODN包括五个部分：馈线段、光缆分配点、配线段、光缆接入点和入户段。

光損耗算法: 光全程损耗=活动连接损耗+光缆线路损耗+分光器损耗+插入损耗
各器件正常衰减值：光纤适配器（法兰盘）0.5DB/个；光缆线路0.35 DB/公里；分光器是2的次方计算，一次方约为3.5 DB，也就是说1：4的分光器约7 DB，1：8的分光器约10.5 DB，1：16的分光器约14 DB，1：32的分光器约17.5 DB，1：64的分光器约21 DB。

PON口发光一般在+3.3DB左右，经过局端ODF架、主干光缆（约按3KM计算）、光交跳线，到达小区内一级分光器前应该是+1DB左右。

如果一级分光器为1：8，二级分光器为1：8，到达用户端光损耗值值应该为-20DB左右
如果一级分光器为1：8，二级分光器为1：16，到达用户端光损耗值值应该为-23.5DB左右
如果一级分光器为1：8，二级分光器为1：4，到达用户端光损耗值值应该为-16.5DB左右
如果一级分光器为1：4，二级分光器为1：8，到达用户端光损耗值值应该为-16.5DB左右
如果一级分光器为1：4，二级分光器为1：16，到达用户端光损耗值值应该为-20DB左右。

对农村宽带 ODN网络建设的几点思考【摘要】：随着宽带互联网的普及，近几年各大电信运营商在农村地区大力建设光纤宽带。

由于农村大多数在较偏远地区，用户分布很不集中，光纤宽带接入工程建设投资较大，其中ODN网络的建设投资造价占到了整个宽带建设工程投资造价50%以上。

因此，研究农村宽带ODN网络建设，意义重大。

【关键词】：农村宽带；ODN；网络建设；一、ODN网络概述随着无源光网络PON技术的成熟应用，家庭宽带接入大都采用了基于PON技术的FTTH建设模式。

PON是一种一点对多点的无源光网络技术，PON系统由局端设备 (光线路终端OLT)、无源光分配网络ODN和用户端设备(包括光网络单元ONU、光网络终端ONT)组成【1】。

其中ODN是构成FTTH传输系统的光纤线路网络，网络定界为光线路终端设备PON端口(S／R参考点)到光网络终端设备PON端口(R/s参考点)之间的网络。

ODN网络负责连通OLT设备与ONU设备，ODN网络为OLT设备与ONU设备之间提供光传输物理通道，其主要功能是完成光信号功率的分配。

ODN网络主要由光缆、无源光分路器、光交接设备、光分纤设备和光缆接头等组成。

二、农村宽带的发展现状随着我国经济的快速发展，农村对宽带业务需求量也迅速上升,巨大的农村市场已经成为各电信运营商的重要客户来源。

以往以铜缆接入为主的农村宽带已经逐渐淘汰，而基于PON技术的FTTH网络已经成为了农村宽带接入的主要建设模式。

FTTH的无源特性、高带宽、易扩容的特点，非常适合农村环境下的通信实际，还可以节省大量的线路设备维护费、机房租赁费、电费等，带来了新的业务增长，其综合效益非常可观【2】。

当前，广西农村宽带仍以中国电信为主，但是部分乡镇，经济及交通发达、规模较大、且靠近运营商基站机房边缘的自然村，存在中国电信、中国移动、中国联通和广电网络的同台激烈竞争。

三、当前农村宽带ODN网络建设问题1、工程投入产出失衡，农村宽带建设不能满足农村市场发展的需要。

PON光通道损耗的计算ODN的光功率预算所容许的损耗定义为S/R和R/S（S: 光发信参考点、R:光收信参考点）参考点之间的光损耗，以dB表示。

这一损耗包括了光纤和无源光元件（例如光分路器、活动连接器和光接头等）所引入的损耗。

ODN 的容许损耗值对下行和上行方向是相同的。

ODN 光通道模型1、光接口链路预算(1)、光接口链路预算=光功率预算-光功率代价。

(2)、现阶段主流PON设备PON接口的光功率预算和链路预算指标如下表所示。

常见PON接口的光功率预算和链路预算指标(3)、接口链路预算是光分配网络ODN允许的衰减，工程建设中严禁光分配网络ODN全程衰减值大于光接口链路预算值。

(4)、EPON支持1：64必须采用PX20+光模块；GPON CASSC+均支持1：128分光比。

(5)、FTTH部署需要采用PX20+、CLASSB+以上光模块满足大分光比组网要求。

2、光通道损耗是ODN最重要的网络性能指标。

XPON光路是否合适、是否满足传输要求，最重要的一条规则就是实际工程结束后，能够符合OLT和ONU 之间的光功率预算要求。

光功率衰减的主要影响因素有：•分光器的插入损耗（不同分光比有不同的插入损耗）•光缆本身的损耗，与长度有关•光缆熔接点损耗•尾纤/跳纤通过适配器端口连接的插入损耗光通道损耗为以上因素引起的损耗总和。

在工程设计时，必须控制ODN 中最大的衰减值，建议控制在10-27dB以内。

在工程设计中，对光通道损耗的估算可采用如下的光损耗参数表:ODN光通道衰耗 + 光缆线路富余度 < ODN允许的最大衰耗ODN光通道损耗 = 光纤衰耗 + 光分路器插损 + 活接头损耗光通道损耗＝L×a＋n1×b＋n2×c＋n3×d＋e＋f （dB）•a表示光纤每公里平均损耗（dB/km），L为光纤总长度，单位Km。

工程中使用的光纤跳线，尾纤等，一般长度较短，可以忽略。

表示10Log X 斜体 表示10X/10c=2.998e8 光速地球赤道半径 h=35793km 卫星离地面高度K=1.38×10-23J/K 波尔兹曼常数 为单位面积理想天线增益G 0Noise(K)=290×[Noise(dB)-1]D =()()f cos 222e e e e R h R h R R +-++ 天线与卫星的距离 Free space loss =32.4+20Log(D ×f ) 自由空间传输损耗（注：D 单位km ；f 单位MHz ）Symbol rate =Date rate /（M ×FEC code rate ） 符号率(MBaud)占用带宽(MHz) Spread factor=1.2噪声带宽(dB.Hz)Allocated transponder bandwidth = (Symbol rate ×Carrier spacing factor )+ Bandwidth allocation step size转发器分配带宽(MHz) 上行链路功放功率与天线选择：EIRP US = Free space loss U + Atmospheric absorption U + Tropospheric scintillation fading U +Mispoint loss U +SFD 上行饱和等效全向辐射功率dBWEIPR U = EIRP US -IBO载波在卫星天线口面上的通量密度dBW(PFD)Total HPA power required= EIRP U - Antenna gain - (Coupling loss)U 所需功放功率W （也可以固定功率来确定天线尺寸）(C/N 0)U =EIRPU -( Free space loss U + Atmospheric absorption U + Tropospheric scintillation fading U +Mispoint lossU (G/T)S(C/N)U = (C/N=SFD IBO (G/T)S - Noise bandwidthAntenna efficiency =Antenna gain ×c 2/(πRf)2 天线增益效率（注：c 单位m ；f 单位Hz ；R 单位m ）Antenna noise =⎰⎰πππ200sin ),(),(41f q q f q f q d d T R =⎰⎰Ωπ42),(),(1d A T B f q f q λ 以波长为单位，天线有效面积为权重的亮温度对全天空的积分≈15×Antenna efficiency+(1-Antenna efficiency )×[15×sin θ/(cos θ+sin θ)+(140+θ)×cos θ/(cos θ+sin θ)]G/T= Antenna gainEIRP D = EIRP S -OBO(C/No)D =EIRP D –(Free space loss D + Atmospheric absorption D + Tropospheric scintillation fading D + Mispoint loss D G/T(C/N)D =(C/No)D -Noise bandwidth=EIRP D –(Free space loss D + Atmospheric absorption D + Tropospheric scintillation fading D + Mispoint loss D G/T -Noise bandwidthC/(N+I)C/(N+I) = C/(No+Io) - Noise bandwidthEb/(No+Io)频谱仪读到的MARKE DELTA= C/(N+I) +1=(C+N+I)/(N+I)Es/N 0一、转发器参数SFD、G/T、EIRP、载波输入回退CIBO(Carrier InputBackoff)和载波输出回退COBO(Carrier Output Backoff)G/T 被称为figure of merit，即接收系统的品质因素。