什么是第三代光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)？常見PON網(wǎng)元有哪些？

ODN 是連接用戶與電信運營商互聯(lián)網(wǎng)、 有線連接和電話服務的最后一環(huán)。過去十年間，ODN 默 默在無源光 (PON) 網(wǎng)絡(luò)的廣泛應用和部署中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，這一階段 ODN 開發(fā)工作的重點，集中在降低前期成本，而不是增加功能。當前，行業(yè)正推動將現(xiàn)代技術(shù)引入 ODN，以降低運營成本， 提高接入網(wǎng)的性能。 ?

ODN 起源 ?

五十多年來，電信運營商接入網(wǎng)絡(luò)的“最后一英里”一直采用雙絞線銅纜，每戶一根， 以樹形分支 架構(gòu)捆綁在一起。電纜運營商也采用了類似樹形分支架構(gòu)的同軸金屬護套電纜?；谶@些現(xiàn)在看 來早已過時的技術(shù)，早期的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務下發(fā)經(jīng)常困難重重。

圖?1?：20?世紀接入網(wǎng)布線技術(shù)

從 21 世紀初起，PON 網(wǎng)絡(luò)真正意義上開始部署，以支持主打更快網(wǎng)速、更低時延及更大視頻帶 寬的“三網(wǎng)融合”業(yè)務。第一代部署采用 BPON，第二代為 GPON 或 EPON?，F(xiàn)在我們已經(jīng)進入第 三代 PON 部署，即 NG-PON2 和 XGS-PON ，可提供 10Gbps 傳輸速度和 1G 業(yè)務帶寬。 ?

與早期接入網(wǎng)不同， PON 網(wǎng)絡(luò)的“最后一公里”采用點對多點光纖，單根或一對光纖從光線路終端 (OLT) 延伸至室外無源分光器， 經(jīng)分光后，多根光纖從分光器連接至住宅附近的光網(wǎng)絡(luò)終端 ?(ONT)或光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)。

設(shè)備廠商 OLT

室外型 ONT

1x32 平面分光器(帶連接頭) 室內(nèi)典型 ONU

圖 2 ：常見 PON 網(wǎng)元

GPON 和 EPON 中最常見的分光比是 1:32 和 1:64，可在一級(單個分光器)或二級(級聯(lián)分光 器)拓撲中實現(xiàn)。連接 OLT 與其級聯(lián) ONU 的光纖和分光器合稱為 ODN。

圖 3 ：ODN 示意圖 ?

ODN 技術(shù)演進

PON 網(wǎng)絡(luò)部署目前已歷經(jīng)三代，第四代(25G/50G PON)也已經(jīng)開始部署。ODN 組成基本保持不 變，仍為光纖和無源分光器， 真正改變的是 ODN 的建網(wǎng)方式。 ? 第一代 ODN ?(我們稱之為 ODN1 ) 需要熟練的技術(shù)人員使用昂貴的熔接機進行熔接，該操作通常 需在可控的環(huán)境下進行，如封閉式貨車，以防止灰塵和其他污染物的影響。雖然這種做法昂貴且 耗時，但可以確保光鏈路損耗低，性能良好。 ? 從大約2018 年開始，第二代 ODN (ODN2)開始部署，使用康寧、康普、Huber+Suhner、華為、 烽火、古河等廠商提供的各種預連接組件。這些產(chǎn)品、 架構(gòu)和用例在 2021 年 8 月發(fā)布的 ETSI ?TR 103 775 標準規(guī)范中有詳細介紹。該技術(shù)文檔還引入了“Quick ODN”這一術(shù)語，來描述使用預 連接組件構(gòu)建的 ODN。 ?

ODN2 的主要優(yōu)點是設(shè)備出廠前已完成全部熔接和后續(xù)測試，因此無需在現(xiàn)場進行光纖熔接，安 裝速度更快， 成本更低，安裝結(jié)果可預測。有些產(chǎn)品甚至提供了預連接光纜，方便用戶家庭連接 到 FTTH Quick ODN 接線盒，無需服務供應商參與。

圖 4：Quick ODN 預端接光纜和預連接產(chǎn)品

除了預連接， ODN2 的另一項重大創(chuàng)新是對每根光纖和端口使用數(shù)字標簽(條形碼或二維碼)， 這些標簽可以輕松輸入智能數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建一張數(shù)字化的光分配網(wǎng)絡(luò)。這種“Digital QuickODN”利用 ODN 無源組件的獨特身份來創(chuàng)建智能管理功能，如自動存儲光纖位置信息、 自動識別光纖連接、 光纖校準信息和現(xiàn)場操作可視化指南(如圖5)。

圖 5 ：掃描二維碼輕松映射接入端口位置

預連接和數(shù)字標簽化的光纖、 分光器和光纖盤儲盒、交接箱的出現(xiàn)，大大減少了運營商的網(wǎng)絡(luò)部 署時間和費用， 但沒有解決運營成本的問題。第三代 ODN (ODN3)目前正在開發(fā)中，旨在通過引 入自動化主動監(jiān)測和智能化等技術(shù)來降低 ODN 的運營成本。

智能管理系統(tǒng)使用某種光學監(jiān)測系統(tǒng)(如基于反射、引入延遲等) 自動識別和定位故障，精確到 單個網(wǎng)元中的具體光纖和端口，然后將這些信息傳輸給網(wǎng)絡(luò)運營中心和現(xiàn)場技術(shù)人員的手持設(shè)備。 ?

華為也研發(fā)并上市了類似的 “光虹膜”系統(tǒng)。如下圖6所示華為光虹膜 DQ ODN。

圖?6?-?華為光虹膜?DQ?ODN 華為光虹膜系統(tǒng)巧妙地利用了 ODN 網(wǎng)絡(luò)中 1*N 分光器的微型光學架構(gòu)，在每個 ONU 或 ONT 的 上行信號中引入獨特的差分相位變化。到達 OLT 的合路光信號通過濾波器分離，一小部分被轉(zhuǎn)移 到高靈敏度接收器(位于華為設(shè)備 OAI 單板上) 。該接收器可以區(qū)分相位變化，從而單獨識別每 個 ONU 或 ONT 。ONU 或 ONT 無需額外的光學器件，通過級聯(lián)兩個 1*8 分光器，一個 GPON 口 下掛的 64 個 ONU 都可以被 OAI 單板監(jiān)控， 實現(xiàn)設(shè)備增加成本可控。 ? 洞悉 ODN 中的 1*N 分光器架構(gòu)，將帶來巨大的好處。通過光纖斷點可以準確地定位到每根光纖， 還可以在服務請求前對未使用及完整的端口進行單獨識別。此外，在單個 ONU/ONT 上還能 對服務正常運行時間/停機時間進行監(jiān)控。 ?

ODN 未來展望

隨著 FTTx 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在頭部 CSP 中部署逐漸成熟，人們開始關(guān)注通過第三代 ODN 實現(xiàn)更準確和自動化的監(jiān)控，來降低運營成本。預計其他供應商將效仿華為，開發(fā)類似于光虹膜的產(chǎn)品， 以拓展自身的產(chǎn)品組合。

編輯：黃飛

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