FTTH测试维护解决方案

FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第1页共25页FTTH工程测试维护解决方案---光纤到户完整解决方案作者：赵中江摘要：摘要：摘要：摘要：2003年以后，FTTH技术展现出了良好的发展势头，国际大型运营商纷纷将FTTH作为未来宽带接入网发展的战略目标。日本和美国是最为激进的两个国家，日本政府制定的“e-Japan”计划鼓励了NTT、KDDI等固网运营商投入到FTTH网络的建设中，美国的电信运营商出于与CABLE运营商竞争的需要，纷纷投资建设FTTH网络；另外，亚太（韩国、新加坡和中国香港等）、欧洲（德国、法国、荷兰等）也出现了一定规模的应用。与此同时，中国内地的运营商已经从跟踪观望转变到积极试验、摸索推广的积极态度，这一时期，主要的运营商开始进行设备测试、技术规范制定、现场试验，通信标准化协会也开始着手制定有关EPON、GPON的技术要求和互通性规范，这些举措大大促进了国内FTTH产业的快速发展，可以说，目前中国在FTTH领域的积累与探索已经与世界同步甚至在某些方面处于领先。本文将根据近年FTTH研究所取得的成果就目前中国FTTHFTTH工程测试维护解决方案展开讨论。FTTH工程测试维护解决方案包括FTTH技术概要、FTTH入户光缆施工及家庭网络安装技术规范、FTTH终端及业务放装、FTTH施工作业安全、客户端服务规范以及FTTH测试维护工具技术规范等内容。关键词：关键词：关键词：关键词：FTTH施工维护测试方案仪表配置1111FTTHFTTHFTTHFTTH技术概要技术概要技术概要技术概要1.11.11.11.1光接入网概述光接入网概述光接入网概述光接入网概述所谓光接入网（OpticalAccessNetwork；OAN）就是采用光纤传输技术的接入网，泛指本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。总体上看，目前的接入网仍然主要是铜缆网，约占94%左右，携带的业务主要是电话业务。铜缆网的故障率很高，维护运行成本也很高，仅美国贝尔电话运营公司每年用于其用户铜缆网维护运行和满足新用户增长要求的花费就达30亿美元。在光通信时代，花费巨额费用去维护运行一个将要淘汰的铜缆网实在是迫不得已之举。OAN概念的提出正是为了达到将上述大规模用户接入网投资和花费逐渐转向光纤的目的。总的看，在电信网中引入OAN的最基本的目标有两条。FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第2页共25页首先是为了减少铜缆网的维护运行费用和故障率。据估算，采用光用户接入网后，每年的维护运行和供给成本可以比传统铜缆网节约至少每线50美元。对于1亿用户线相当每年可以节约50亿美元，20年累计可达1000亿美元，已完全可以用这笔费用来弥补将铜缆网转变为光缆网所需的新投资，当然故障率也可大大降低。其次是为了支持开发新业务，特别是多媒体和宽带新业务，从而加强竞争力，增加新业务收入，补偿建设光用户接入网所需的新投资。近年来由于光器件价格的持续稳定下降而铜缆价格的持续上升，光接入网的初装费用也已经可以与传统铜缆网相比，在传输距离大约为(2～3)km以上时已低于传统铜缆网。根据光纤到达用户侧的位置不同,宽带光接入网的应用方式（建设模式）包括以下几种,这些模式统称为•–FTTNFiberToTheNode，光纤到节点•–FTTZFiberToTheZone，光纤到小区•–FTTCabFiberToTheCabinet，光纤到交接箱•–FTTCFiberToTheCurb，光纤到路边•–FTTBFiberToTheBuilding，光纤到楼•–FTTPFiberToThePremise，光纤到用户驻地•–FTTHFiberToTheHome，光纤到户•–FTTOFiberToTheOffice，光纤到办公室FTTH(FiberToTheHome)，顾名思义就是一根光纤直接到家庭。具体说，FTTH是指将光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处，是光接入系列中除FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网应用类型。FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等要求•FTTX从形式上可以分为两种：有源光网络（AON），和无源光网络（PON）。•其中无源光网络PON按照不同技术标准划分为APON、BPON、EOPN、GPON•以全程光纤的方式实现最终用户的接入称为FTTX•FTTX常用的PON技术为EPON和GPON•目前我国FTTX领域中选用EPON技术为主，主要原因：政策推动、业务需求、市场竞争、降低成本FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第3页共25页1.21.21.21.2光纤通信基础光纤通信基础光纤通信基础光纤通信基础光的本质:光波是一种电磁波，光是一种按照电磁定律在场内传播的电磁扰动（振动）。我们日常生活中的可见光的波长为390nm—760nm。光纤通信所用的光波长范围在800－1600nm的近红外区。光纤通信——以光波为载频，以光导纤维为传输介质的通信方式对于载波通信而言，载波频率（简称载频）越高，意味着可以用于通信的频带就越宽，通信容量就越大。由于光纤中传输的光波要比无线、电通信使用的频率高得多，因此光纤通信的通信容量要比无线、电通信有更大的通信容量。简而言之光纤通信能提供更大的带宽。光纤通信优点FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第4页共25页光纤通信缺点FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第5页共25页光纤通信系统光纤的结构光纤是由纤芯、包层、护套（涂覆层）构成的一种同心圆柱体结构FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第6页共25页纤芯包层涂覆层纤芯：折射率较高，用来传送光包层：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件护套：强度大，能承受较大冲击，保护光纤光纤的类别光纤的特性FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第7页共25页色散特性光的色散就是光脉冲在光纤中传播时的分散多模光纤中的模间色散是由于光在光纤中多路传播到达终点的时间不同造成的单模光纤的两种色散：1、材料色散材料色散是指在光纤传输中材质的差异，产生不同波长和不同速度2、波导色散波导色散是指光能在传输中有一些泄露到包层中，因为纤芯和包层折射率不同，造成光以不同时间到达。分类方式类型缆芯结构中心束管式、层绞式、骨架式敷设方式架空、管道、直埋、隧道、水底使用环境室内、室外网络层次长途、室内、接入网特殊用途电力光缆、阻燃光缆、防蚁光缆等FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第8页共25页常用光纤活动连接器类型FC圆型带螺纹(配线架上用的最多)ST卡接式圆型SC卡接式方型(路由器交换机上用的最多)LC光纤连接器采用模块化插孔(RJ)机理制成。其所采用的插针和套桶的尺SC型LC型FC型ST型MU型MT-RJ型FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第9页共25页寸是普通SC，FC等尺寸的一半。LC常见于通信设备的高密度的光接口板上。PC微球面研磨抛光APC呈8度角并做微球面研磨抛光MT-RJ方型,一头双纤收发一体1.31.31.31.3FTTXFTTXFTTXFTTX相关技术相关技术相关技术相关技术EPON系统的基本组成EPON的工作原理光线路终端（OLT，局端设备）光分配网（ODN，光纤环路系统，包含光分路器、光纤光缆及光缆分线盒、光缆交接箱等一系列无源器件）光网络单元（ONU，用户端设备）•上下行工作原理–ONU至OLT的上行使用1310nm波长–OLT至ONU的下行使用的是1490nm波长–有线电视业务采用的波长为1550nm波长FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第10页共25页–上行方向，单个ONU发送的信号只能到达上联的OLT–下行方向，OLT发送的信号能通过ODN到达各个ONU•EPON下行方式为时分复用（TDM）的广播形式，当ONU成功注册到OLT后，由OLT为该ONU分配一个逻辑链路标识（LLID），在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节•OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己LLID的帧或者广播帧。•ONU上行采用的是一种时分多址方式（TDMA），OLT接收数据前比较LLID注册列表，每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧，分配的时隙补偿各个ONU的距离差，避免各个ONU之间的冲突。•简单的说EPON的上行采用争用方式，下行采用的广播方式。点到点方式：点到点结构局端设备和用户端设备之间采用独立的一对或者一根光纤，用户独享，保密性好局端和用户端各需要1个光收发器业务透明性好，带宽高，每个用户的上下行带宽都可以达到100甚至1000Mbit消耗较多的主干光纤无源光网络PON：•点到多点的树形-分支结构•局端设备和用户端设备之间为全无源结构•节省局端机房•节约主干光纤和局端设备的光接口•可扩展性好，便于维护管理（点到多点PON在后期扩容成本、维护管理成本及业务提供能力等方面优于点到点的MC方式）FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第11页共25页EPON的功能要求•动态带宽分配(DBA)：OLT采用动态带宽分配以保证宽带利用率以及业务公平性、QOS。•业务QOS保证：EPON上下行都能根据服务等级协议（SLA）保证高优先级业务的QOS。•加密功能：因为采用以太网帧方式，为了防止恶意用户获取其他用户信息和开销信息，EPON下行必须加密，上行可选择性加密。•ONU认证功能：OLT应具有对ONU的认证能力，防止非法ONU接入。•VLAN：OLT和ONU都应该支持IEEE802.1Q协议，按照PON端口或以太网端口划分虚拟局域网地址。也可以根据MAC地址划分VLAN地址。•帧过滤功能：OLT和ONU都应该具有根据端口或MAC地址来过滤或抑制的功能。•广播/多播帧抑制功能：OLT或ONU都应该支持对广播或多播帧的抑制功能。•二层隔离：OLT应该事先各ONU之间的二层隔离，ONU应实现各以太网端口之间的二层隔离。•生成树：OLT侧有多个GE或10/100Base-T接口时，如果出现环路，则应符合IEEE902.1D生成树协议。•多播功能：在FTTH网络中，OLT应支持因特网组管理协议（IGMP）侦听或IGMP代理。•链路聚集功能：当系统网络侧具有多个GE或10/100Base-T接口时，OLT应支持IEEE802.3规定的链路聚集功能。•业务承载方式和性能指标要求•系统传输距离和分路比：EPON系统支持的最大传输距离和最大分路比应该符合规定：OLT和ONU之间传输距离在不小于10公里，则最大分光比为1：32；OLT和ONU之间的传输距离超过20公里，则最大分光比为1：16。•TDM业务承载方式：承载数据专线业务时候采用TDMOverEthernet方式，承载语音业务时采用电路交换或VOIP方式。FTTH工程测试维护解决方案重庆纬测科技发展有限公司第12页共25页•操作管理维护要求•OLT必须支持串口带外操作维护，应支持通过SNMP进行远程维护操作，并同时可以选择Web或Telnet方式的网管。实行带外访问方式权限大于带内访问方式，带外访问可以进行访问控制，防止非授权用户登录。管理系统应该具备：配置、故障、性能、安全等方面管理功能，并建议是中文界面。ODN概述ODN的组成：从网络结构来看，光分配网由馈线光纤、光分路器和支线组成，它们分别由不同的无源光器件组成，主要的无源光器件有：–光纤光缆：城域光缆、室内调度光缆、蝶形光缆等–光分路器–光纤配线设备：ODF、MODF、OCC、接头盒、分纤盒、分光分纤盒等–光纤连接器：活动连接器、光纤机械式接续子、光纤现场连接器等FTTH规模建设•出局光缆芯数需求大幅增长，树形结构为主–在1：64分光比下，一个5万容量的母局接入家庭客户所需接入光缆约在1100芯左右–在全部实现FTTH的情况下，未来接入光缆的出局芯数是现有接入光缆芯数的2-4倍•