配电自动化EPON系统光链路设计指南选编.doc

配电自动化EPON系统光链路设计 1、前言 随着EPON设备在各种网络解决方案中的应用，组网拓补越来越复杂，由光纤和分光器组成的光分配网(ODN)的设计也越来越重要；在做方案、报价之前，往往要先设计，这样才能得到分光器的具体型号。 2、EPON设备组成 （EPON结构图） 一个典型的EPON系统由OLT(Optical Line Terminal：光线路终端)、ONU(Optical Network Unit：光网络单元)、POS(Passive Optical Splitter：分光器)组成。OLT放在中心机房，ONU放在网络接口单元（配电自动化终端DTU,FTU等）附近或与其合为一体。POS是无源光纤分支器，是一个连接各光纤的无源设备，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。EPON中使用单芯光纤，在一根光纤上转送上下行两个波（上行波长：1310nm，下行波长：1490nm，另外还可以在这个光纤下行叠加1550nm的波长，来传递电视信号）。 OLT到ONU间的距离最大可达20km，传送速率为双向对称1Gbps，最大分光比一般支持1:32或者更高，可以一级分光也可以多个分光器级连。 3、光在ODN中传输过程中的损耗及其度量 光的强度、损耗、接收灵敏度饱和度、发光功率以光功率来度量。 3.1光功率 （1）绝对光功率单位dbm 光功率单位（绝对光功率值）：dBm 类似于我们常见的功率单位：W、mW 换算关系：X dBm＝10×lg（Y mW）, Y mW=10^ (X dbm/10)； 所以，-10dBm＝0.1mW，0dBm＝1mW，3dBm＝2mW， 10dBm＝10mW,20dBm＝100mW …… 特别提示：光模块的发光功率、接收灵敏度、接收饱和度以绝对光功率dbm为单位。 3.2相对光功率单位db 光路相对功率单位（相对光功率值）：dB 用于为了表征一个器件的在光衰减（反射）等方面的特性，引入的一个相对单位量。 计算公式：光损耗(dB) ＝ -10×lg(出光功率mW / 入光功率mW) ＝ 10×lg(入光功率mW)－10×lg(出光功率mW)； ＝ 入光功率dbm－出光功率dbm； 特别提示：光纤、分光器、光衰减器的光损耗以db为单位。 引入对数的优点：将乘除运算换算为加减运算；如器件A入光功率为1dbm，出光功率为-10dbm, 则器件A的光损耗为(出光功率- 入光功率) = 11db。 3.3光功率相关计算举例 一个OLT光模块发光功率为+2dbm，ODN（ODN主要由分光器及光纤组成）上光损耗为15db，则在ONU接收处光功率为(2-15) = -13dbm，这个功率必须大于ONU的接收灵敏度并小于接收饱和度，才能保证OLT的发光信号ONU能正常接收； 反过来如ONU的发光功率在-1dbm，则在OLT处的接收光功率为(-1-13)= -14dbm，如果来自ONU的光功率大于OLT的接收灵敏度并小于接收饱和度就能保证ONU的发光信号OLT能正常接收。当以上两个条件同时满足时，EPON的ODN才达到要求。 3.4光纤的损耗 EPON所用的光纤为单模光纤，波长越大，则光损耗越小，光纤系统能以更高速率传输。 光纤的光路损耗Fiber Loss参考值：下行1490nm 波长, 0.3db/KM, 上行1310nm 波长，0.4db/KM；因此一般情况下EPON的光传输瓶颈在上行光功率。实际计算时以最差的情况上行损耗为准。 另外光缆每2 KM会有一个溶纤点，造成0.1db的光损(光纤熔接损耗)，每对光连接器会造成0.2db的光损(光纤接头损耗，如：光纤跳纤、尾纤插入、法兰盘插入损耗等）。 3.5分光器的损耗 分光器是EPON系统中不可缺少的无源光纤分支器件。作为连接OLT设备和ONU用户终端的无源设备，它把由馈线光纤输入的光信号按功率分配到若干输出用户线光纤上，一般有1分2、1分4、1分8、1分16、1分32五种分支比。对于1分2的分支比，功率会有平均分配（50:50）和非平均分配（5:95、40:60、25:75）多种类型。而对于其他分支比，功率会平均分配到若干输出用户光纤去。对于上行传输，分光器把用户线光纤上传光信号耦合到馈线光纤并传输至光线路终端（OLT）。 分光器不需要外部能源，仅需要入射光束，但会增加光功率损耗，这主要是由于它们对入射光进行分光，分割了输入（下行）功率的缘故。这种损耗称为分光器损耗或分束比，通常以dB?表示，并且主要由输出端口的数量决定。 分光器的光路损耗以理论值加上实际误差，一般会大于理论值，每个厂家的分光器都有光损的标准值、最大值参数。不同厂家不同工艺的分光器往往具有不同的光损参数。下面是几种分光器的典型损耗： 分光器编号与规格 典型光损耗值db 端口间最大偏差范围 1#