PON技术在智能楼宇综合布线系统中的应用

PON技术在智能楼宇综合布线系统中的应用

陈昌

安徽电信规划设计有限责任公司 安徽合肥 230031

摘要：无源光网络（Passive Optical Network,PON）技术目前已经广泛应用于光纤到户接入网领域，是继ADSL之后使用最广泛的接入网技术，但在系统集成和智能化楼宇项目中应用较少。随着宽带数据业务的快速发展、大容量数据传输需求的增加，传统的智能建筑综合布线的LAN网络传输局限性所暴露出来的问题日趋明显。文章对PON技术在智能楼宇综合布线系统中的合理应用进行了分析和尝试。

关键词：无源光网络（PON）；智能楼宇；综合布线；LAN；双绞线

引言

传统的智能楼宇综合布线系统传输介质主要采用的线缆是超五类、六类对绞线。这种综合布线系统有三个主要缺点：一是对绞线的传输距离受到限制，最远布线长度不能超过90米，否则衰减增大，容易产生掉包，导致数据传输不完整。二是为了防止电磁泄漏和干扰，在施工时若存在内部涉密网络和互联网络线路及电源线路平行敷设在一个方向、一个布线空间时很难达到相互间的最小距离要求。三是网络带宽受到限制，很难稳定的达到千兆以上。而无源光网络(PON )技术能够满足目前高速率带宽业务的接入需求，可广泛应用于办公大楼的网络综合布线系统，大大提高办公网络的带宽和传输速率，保障传输数据防止泄密的安全系数。

1、无源光网络（PON）技术概述

PON（无源光网络）技术，是采用无源光纤传输方式，搭建点到多点结构、基于高速以太网平台和TDM时分MAC（Media Access Control）媒体访问控制方式实现提供多种综合业务融合的接入网技术,可以实现语音、数据、视频等业务的融合。PON系统架构主要由中心机房的光线路终端（OLT: Optical Line Terminal）、包含无源光器件的光分配网（ODN: Optical Distribution Network）、用户端的光网络单元（ONU：Optical Network Unit）组成，采用点到多点的树型拓扑结构，适合大型办公楼宇网络拓扑结构。

2、综合布线系统传统组网与PON组网对比

2.1综合布线系统传统组网

传统综合布线LAN组网采用了交换机多层汇聚架构，一般包含核心层、汇聚层和接入层。从后端设备到前端用户采用铜缆连接，整体网络层级复杂，机房设备数量繁多，维护与故障处理较为麻烦，业务融合性较差。

2.2 综合布线系统PON组网

综合布线系统PON组网可以用一张网统一实现宽带、电话、电视、IP广播、无线覆盖、视频监控等多业务融合接入；网络极简，架构扁平化，无需重复建设，更有利于新业务的快速部署、统一维护。

综合布线系统传统组网与PON组网如图1所示：

图1 综合布线系统传统组网与PON组网

综合布线系统PON组网方案将构筑一张更加绿色、高效、便捷、开放的网络，为智能楼宇新应用，提升大楼业务体验。从整体上看PON组网在满足大楼综合布线业务发展需求的基础上具备“省”的优势，主要体现：网络省、设备省、线缆省、用电省、维护省、升级省等几个方面。

网络省：PON方案支持语音、数据、视频、监控等网络的的多网合一，可以做到建设一张网络承载所有业务、适用所有场景，从而大幅节省了建设多个网络的成本。

设备省：PON方案架构更加扁平，方案利用无源分光器代替有源的汇聚设备，节省了大量的汇聚设备与汇聚机房的设备投资。

线缆省：PON方案大量使用光纤代替铜缆布线，由于光纤成本远低于铜线成本，因此可以节省大量的线缆采购成本；同时PON方案利用波分复用的技术，支持上/下行数据、CATV数据在同一根光纤上传输，从而成倍节省了主干光纤的用量。

用电省：由于分光器和光纤是无源的，不需要用电，可以大量的节省用电；

维护省：PON方案中的分光器和光纤都是无源器件，环境适应能力强，损坏率低；PON方案架构扁平，故障点少。

升级省：PON方案支持平滑升级，可以在不更改布线的情况下，通过简单的增加局端业务板、就可以平滑升级到40G或80G的下一代光接入网络，做到一次投资、长期受益，大大减少了升级成本。

3、PON组网方案的应用

办公大楼综合布线组建PON网络，能够实现光纤到桌面，架构如图3所示：

图3 PON无源光网络技术组单独网示意图

1）OLT的选择及安放位置：OLT是PON网络的核心，安装于中心机房，便于操作和管理。OLT与机房端光纤熔纤盒之间采用光纤跳线连接，楼层弱电井的光纤通过机房光纤熔纤盒接入OLT。

2）分光器的安装位置：办公大楼的分光器设在楼层弱电井，来自OLT的下行光信号在这里通过分光器分配给楼层各个房间ONU，完成下行广播传输功能。来自ONU的光信号在这里通过分光器耦合汇集传输到机房的OLT，完成光信号的上传功能。

3）熔纤盒的安装和选配

常用的熔纤盒有4口、12口、24口等规格，可根据实际需要进行选配。

4）ONU的选配和安装

ONU是PON网络的用户终端设备，前端接入光纤，经过光电转换，后端接双绞线到用户网络终端设备、视频设备等。

5）光缆的选择与敷设

办公大楼里组建PON网使用的是室内单模光缆，要求它的柔软度要好、最小弯度半径要小，防火性能要好，抗拉性能要好。

6）光链路的衰耗

在PON网络组建过程中，光纤传输线路的选择需要考虑光纤衰耗和光纤熔接、跳线、分光等因素的影响，在设计网络结构时要保证光功率在正常收发范围之内。

对于OLT和ONU设备正常的收发光功率，在实际工程设计中要确保网络光功率衰耗值在相应设备的收发光功率范围之内。

结论：

PON组网系统作为一种点到多点的网络架构，网络层次简化，组网灵活。PON系统采用PON技术，局端OLT为汇聚网元，部署在中心机房，ONU部署在用户侧信息点位处，终端ONU可更具需求灵活选择纯数据类型设备、POE机型、带语音型、内置WIFI机型等多类型设备。OLT+ONU的二层网络组网，与传统堆叠式组网相比，可以省却大量堆叠层交换机与汇聚机房资源。

PON一张PON光纤网络，具备大带宽需求平滑升级能力，通过现阶段的EPON（1.25G）或者GPON（2.5G）可平滑升级到10GPON，满足大楼网络今后业务发展需求。能够承载数据、语音、视频流业务，实现多网合一。

参考文献：

[1] [M]张鹏，阎阔.FTTX PON技术与应用. 北京 人民邮电出版社，2010.

[2] [M]孙维平，郁建生.FTTX与PON系统工程设计与实例. 北京 人民邮电出版社，2013.

[3] [J]杨春,蒋存波.基于GPON的高校FTTH设计方案. 光通信技术，2011.

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[5] [J]伍华丽.浅析宽带接入中的GPON 技术.科学之友 2010.