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FTTH基础知识2013-9PON及FTTX简介FTTH工作原理传输指标OLT/ONU设备介绍ODN网络器材FTTH工程界面一、PON及FTTX简介PON及FTTX简介PON的介绍-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.是一种基于P2MP拓朴的技术。是一种应用于接入网的局端设备(OLT)与多个用户端设备(ONU/ONT)之间通过无源的光缆、光分/合路器（ODP)等组成的光分配网(ODN)连接的网络。ODP是一个无源光分路器。光分路器将从局端OLT下行信号分为与原信号完全相同的多路信号(光分路器不改变信号的内容，只分配信号的功率)。同时，光分路器将各ONT的上行信号合路送往OLT。•PON（PassiveOpticalNetwork）无源光网络PON及FTTX简介PON的分类APON基于ATM的无源光接入技术，遵循ITU-TG.983系列标准APON和BPON等同，基本已被GPON替代EPONGPON基于以太网的无源光接入技术，遵循IEEE802.3ah系列标准，适宜承载基于以太网的业务，简单、低成本、中等性能，满足公众住宅客户需求，是目前的主流应用，分光比在1（2）:32以下。基于ATM/GEM的无源光接入技术，遵循ITU-TG.984系列标准，完善支持多业务接入，复杂性稍高，完备性、性能与安全性较好，可满足综合业务接入需求，是APON的升级，分光比在1:64以下。PON及FTTX简介PON的定义和组成•PON（PassiveOpticalNetwork）无源光网络的定义PON是一种应用于接入网，局端设备（OLT）与多个用户端设备（ONU/ONT）之间通过无源的光缆、光分/合路器等组成的光分配网（ODN）连接的网络。在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的ODN(光分配网络)没有任何有源电子设备的光接入网。•无源光网络的构成OLT（OpticalLineTerminal）－光线路终端ONU（OpticalNetworkUnit）－光网络单元ONT（OpticalNetworkTerminal）－光网络终端ODN（OpticalDistributionNetwork）－光分配网PSTNIP骨干网VideoService用户驻地网LANONUONUONUOLTsplitter分支比最大可为1：128可采用PON的保护结构对ODN和需要保护的OLT、ONU实现冗余保护接入网核心网TelephoneTelephoneTelephonePBXPON及FTTX简介PON的定义和组成（续）•PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。1490nm1310nmPON及FTTX简介PON单纤双向传输机制•为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：–下行数据流采用广播技术；–上行数据流采用TDMA技术。PON及FTTX简介PON系统组网方式全保护方式骨干光纤保护方式PON及FTTX简介PON保护方式PON及FTTX简介PON技术的优势•相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。PON结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本的节省很大•无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。•PON系统对局端资源占用很少，系统初期投入低，扩展容易，投资回报率高•提供非常高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。GPON则是高达2.5Gb/s的带宽。•服务范围大。PON作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省CO的资源，服务大量用户。用户共享局端设备和光纤的方式更是节省了用户投资。•带宽分配灵活，服务有保证。G/EPON系统对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。可以实现用户级的SLA。相同的拓扑——P2MP光纤APONEPONGPON封装协议不同FSAN提出，ITU-T标准化；ATM封装；目前标准化最完善；没有得到市场认可。IEEEEFM工作组标准化，编号802.3ah；以太网封装；国内标准已经制定完成；产品开始在市场上迅速应用。FSAN提出，ITU-T标准化G.984.x；ATM、GEM封装；标准已经完成；支持厂家极少。PON及FTTX简介PON技术概述•光纤接入有以太网无源光网络（EPON）、吉比特无源光网络（GPON）和点到点光纤以太网（P2P）等•EPON技术特点和发展现状如下：–技术：技术简单、成熟、易实现–标准化：已完成，进一步完善中–电信级运营要求：已经基本满足–产业链基本成型：商用芯片和设备供应商较多–互操作：已经实现芯片级和系统级的互操作–成本：芯片和设备成本不断下降–实际应用情况：•在国外已有数百万线（覆盖用户超1000万）的规模商用•在国内部署也已经覆盖接近100万用户•高清IPTV等业务和激烈的市场竞争也使得EPON进入规模部署阶段，是目前“光进铜退”的主流实现技术•在这样一个阶段，对EPON标准与技术以及网络规划与设计进行讨论具有重要的现实意义。PON及FTTX简介EPON已进入规模商用阶段方案1：FTTH(PON)铜缆接入距离方案2：FTTB(PON)+LAN（30~50m）方案3：FTTB(PON)+DSL（30~50m）方案4：FTTB(P2P)+LAN（30~50m）方案5：FTTC(P2P)+DSL（500m以内）方案6：FTTN(P2P)+DSL（1km左右）方案7：FTTN(PON)+DSL（1km左右）“光进铜退”是宽带网升级的必然趋势,问题的关键是如何选择“光进铜退”模式即光纤到达的位置PON及FTTX简介光纤接入及FTTx的概念•FTTH具有带宽提供能力强、传输距离长、维护成本低等优点，是发展方向,但目前成本也最高;•在新建区域，FTTB建设投资和维护成本与FTTN/FTTC相当，带宽提供能力和带宽提升潜力优于FTTN/FTTC。•PON与P2P方式相比，具有光纤资源利用率高、线路和机房投资少,带宽分配灵活、价格下降空间大等优点。•LAN接入有传统楼道交换机和ONU内置LAN两种方式。–传统LAN接入的维护管理能力和差异化服务能力均弱于DSL接入。–ONU内置LAN接入解决了传统LAN接入的维护管理问题，与DSL接入相比，具有更强的上行带宽能力和带宽提升潜力。PON及FTTX简介FTTX各种组网模式的综合分析PON及FTTX简介FTTX定义FTTH(FiberToTheHome）光纤到户•是指仅利用光纤媒质连接通信局端和家庭住宅的接入方式，在各种类型的宽带接入中，光纤到户是宽带有线接入的发展方向。业务节点功能接入网系统管理功能NMIOLTODNONTUNIS/RONTSNIR/SPON及FTTX简介FTTX系统的组成FTTH系统的基本组成包括FTTH光线路终端（OLT)、光分配网（ODN)、FTTH光网络终端（ONT)三大部分PON及FTTX简介FTTH承载的业务类型•IP数据业务。•语音业务：包括POTS语音或VoIP业务。•视频业务：包括交互式视频业务和广播式视频业务，如IPTV\CATV等。•其中，IP数据业务和语音业务为FTTH必须支持的业务类型，对视频业务的支持可选。FTTH传输信号的双工方式•单纤双向传输：在一根光纤里传两个方向相反、波长不同的波，每个波承载一个方向的数据流，两个波协同工作完成数据的双向交互功能（从经济性考虑，优先使用）。•双纤双向传输：上下行信号各用一根独立的物理光纤承载。PON及FTTX简介FTTH的技术发展•在十多年的发展历程中，有关FTTH的实现技术不断推陈出新，从有源接入方式过渡到无源接入方式，从点到点(P2P)发展到点到多点方式的无源光网络(PON)技术。•其中，PON的本质特征是光分配网络(ODN)全部由无源光器件组成，其中不含任何有源电子器件，这样就避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时也节约了维护成本。在这种情况下，PON被视为能够取代铜线DSL技术的终极FTTH技术解决方案。点到点光接入方式点到多点光接入方式点到点以太接入APONFTTH的主要技术EPONGPON小区交换机接入二、FTTX工作原理FTTX工作原理EPON工作原理-帧结构•基于802.3帧格式•新增LLID：用于在OLT上标识ONU在ONU注册成动后分配一个唯一的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，仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧。广播方式EPON工作原理－下行FTTX工作原理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；分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。TDMA方式EPON工作原理－上行FTTX工作原理三、传输指标ODN光通道模型ODN光通道衰耗传输指标ODN的光功率衰减与OBD的分路比、活动连接数量、光缆线路长度等有关，设计时必须控制ODN中最大的衰减值，使其符合系统设备OLT和ONUPON口的光功率预算要求。ODN光通道衰减所允许的衰减定义为S/R和R/S参考点之间的光衰减，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。在设计过程中应对无源光分配网络中最远用户终端的光通道衰减核算，采用最坏值法进行ODN光通道衰减核算，如下图。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+活接头损耗分光器类型1:21:41:8或2:81:16或2:161:32或2:321:64FBT或PLC≤3.6dB≤7.3dB≤10.7dB≤14.0dB≤17.7dB≤22.0dB分光器典型插入衰减参考值1.光纤衰减取定：1310nm波长时取0.36dB/km；1490nm波长时取0.22dB/km2.光活动连接器插入衰减取定：0.5dB/个3.光纤熔接接头衰减取定分立式光缆光纤接头衰减取双向平均值为：0.08dB/每个接头；带状光缆光纤接头衰减取双向平均值为：0.2dB/每个接头；4.冷接子双向平均值0.15dB/每个接头；5.计算时光分路器插入衰减参数取定见下表传输指标ODN光通道衰耗光纤富余度Mc：•当传输距离≤5公里时，光纤富余度不少于1dB；•当传输距离≤10公里时，光纤富余度不少于2dB；•当传输距离＞10公里时，光纤富余度不少于3dB。四、OLT/ONU设备介绍OLT/ONU设备介绍用户设备（ONU)OLT/ONU设备介绍PON上联E8-C设备连接单口SFUOLT/ONU设备介绍OLT照片中兴OLT设备华为OLT设备C220C300OLT/ONU设备介绍中兴ONU照片（1）ONU正面面板ZXA10F460B光网络终端OLT/ONU设备介绍电源尾纤接口LAN1-LAN4宽带端口语音端口ONU底面端口中兴ONU照片（2）ZXA10F460B光网络终端OLT/ONU设备介绍尾纤接PON口尾纤中兴ONU照片（3）ZXA10F460B光网络终端ZXA10F460B是系列化光网络终端设备中的一款室内型设备，它与无源光网络局端设备配合主要完成FTTH（光纤到户/室外）应用。利用ZXA10F460B多路用户接口或者结合廉价的HUB、以太网交换机，也可以实FTTO/B应用。中兴ZXA10F460B系统应用环境OLT/ONU设备介绍OLT/ONU设备介绍华为ONU照片HG8247外观图HG8247的背面板接口图5-12HG8247组网上行方向通过PON（PassiveOpticalNetwork）端口（即OPTICAL光口）连接分光器与网络侧的OLT设备对接提供综合接入服务。下行方向HG8247通过LAN侧丰富的接口与各种终端设备连接，实现Triple-Pl