搜索
一、FTTH及PON基础知识1.1PON系统基本原理PON（无源光网络）是指OLT（光线路终端）和ONU（光网络单元）之间的ODN（光分配网络）全部采用无源设备的光接入网络。PON是一种点对多点（P2MP）的光接入系统，它能够节省光纤资源、ODN无需供电、用户接入方便和支持多业务接入，是运营商目前大力推行的宽带光纤接入技术，主要有EPON和GPON两种技术。PON系统采用WDM（密集波分复用）技术，实现单纤双向传输。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；●每PON口可以实现最大上行1.25G，下行2.5G传输速度。1.1.1PON典型网络结构PON系统主要由OLT、ODN和ONU三部分组成，其中ODN不包含有源设备，OLT至ONU之间通过光分路器连接形成P2MP（点到多点）的结构。1.1.2PON系统传输方式上行方向为TDMA方式各ONU上行数据分时发送，各ONU的发送时间与长度由OLT集中控制。下行方向为广播方式下行数据广播发送，每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他用户的数据。1.2PON系统组成PON系统的基本组成有：●局端的光线路终端（OLT）设备●ODN，指用于连接局端OLT设备和远端ONU设备之间的光分配网络，ODN只包含无源器件或设施●光网络单元（ONU/ONT）。1.2.1OLT设备介绍OLT是PON的核心功能模块，OLT在物理上一般以机架的形式呈现。机架式OLT（大型）采用插板式结构，功能复杂、容量大，实现难度高。包括如下板卡:●接口板（或者称为线卡）●主交换板●主控板（主控和主交换板可能合在一个板卡）●上联板（GE/10GE）盒式OLT（小型）：1U高一体化小设备：2－4个PON口，1－2个上联GE口.功能简单，容量小，实现容易1.2.2ONU设备介绍ONU位于用户终端和ODN之间，提供用户接口和多业务接入，ONU上联口（PON口）为光口，用户侧接口有：●以太网接口（FEGE）●POTS接口（RJ11）●E1接口●CATV接口ONU设备框图如图所示，其中PON接口模块是核心部分，语音处理模块以VoIP的方式提供语音业务，CPU负责整个ONU的控制和管理（包括与OLT及网管的通信）。1.2.3FTTHONU设备分类ONU设备根据用户端的应用方式不同，可分为下列几种类型：（1）SFU（单住户单元）型ONU：主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终端功能，具有1或4个以太网接口，提供以太网/IP业务，可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，主要应用于FTTH的场合（可与家庭网关配合使用，以提供更强的业务能力）。（2）HGU（家庭网关单元）型ONU：主要用于单独家庭用户，具有家庭网关功能，相当于带EPON上联接口的家庭网关，具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少1个USB接口，提供以太网/IP业务，可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，支持TR-069远程管理。主要应用于FTTH的场合。（3）SBU（单商户单元）型ONU：主要用于单独企业用户和企业里的单个办公室，支持宽带接入终端功能，具有以太网接口和E1接口，提供以太网/IP业务和TDM业务。主要应用于FTTO的场合。1.3ODN简介ODN位于ONU和OLT之间，为OLT与ONU提供光传输手段，完成光信号的传输和功率分配任务。ODN通常呈树型分支结构，主要包含下列设备：●局端配线设施：光配线架等。●光分配点设施：光配线架、光交接箱、光分线盒、光分路器、光分歧接头盒等。●光用户接入点设施：光分路器、光分线盒、光分歧接头盒等。●用户端接设施：用户智能终端盒、光纤信息面板。●其他基本器材：光缆、光纤连接器、尾纤等。1.4FTTH在PON中的实现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FTTx，主要包含：（1）FTTN：FiberToTheNode，光纤到节点（2）FTTZ：FiberToTheZone，光纤到小区（3）FTTCab：FiberToTheCabinet，光纤到交接箱（4）FTTC：FiberToTheCurb，光纤到路边（5）FTTB：FiberToTheBuilding，光纤到楼（6）FTTP：FiberToThePremise，光纤到用户驻地（7）FTTH：FiberToTheHome，光纤到户（8）FTTO：FiberToTheOffice，光纤到办公室其中最主要的应用方式有FTTH、FTTB/C、FTTCab，FTTH、FTTO、FTTP以全程光纤的方式实现最终用户的接入，是最为理想的宽带光纤接入方式。1.5FTTH典型组网结构FTTH的典型组网结构如图所示，根据用户的不同业务需求及家庭布线情况，家庭网络可采用不同的家庭组网方式，既可采用有线也可采用有线+无线AP的接入方式，可方便灵活地接入语音、宽带数据、IPTV、WLAN等业务。1.6EPON和GPON技术比较下图展示了EPON和GPON技术未来发展的方向、各自的协议栈及支持的业务类型。GPON和EPON的主要技术指标对比：1.710G-EPONIEEE802.3av规定了10Gb/s下行、1Gb/s上行的非对称模式(10/1GBASE-PRX)和10Gb/s上下行对称模式(10GBASE-PR)两种速率模式。10G-EPON标准标准●EEE802.3av，2009.9发布●在1GEPON标准基础上增补主要改进●定义了新的PMD子层（光接口）●对MPCP协议进行增补，扩展了ONU的发现方式，支持不同速率ONU的共存●采用了新的编码方式和FEC10G-EPON工作波长●10Gb/s下行：1575～1580nm（1577nm）●10Gb/s上行：1260～1280nm（1270nm）●1Gb/s上行：1260～1360nm（1310nm）不同速率信号的共存（物理层）●下行：10G与1G信号以WDM方式共存●上行：10G与1G信号以TDM方式共存多点控制协议增补（数据链路层）●OLT为不同类型的ONU打开不同的发现窗口●10G、1G注册采用不同的广播LLID二、FTTH线路要求及传输指标2.1PON系统光链路损耗计算●光路损耗=所有分光器插损值之和+光纤长度（KM）*0.4+熔纤点数目*0.1+法兰盘个数*0.5●ONU接收侧光功率＝OLT发射光功率-光路损耗只有当ONU接收侧光功率ONU最小接收光功率时，ONU才能正常工作。●光链路中还要有一定的富余度：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。2.2影响光通道衰耗的几个因素以上图为例进行全径路光功率计算，红色点表示法兰盘，光通道全长3KM，光缆共有4个熔接点。2.3各种分光器衰耗情况（实测）2.4两种分光比的对比2.5盒式分光器采用小盒子封装，可根据需求引出SC\FC\LC等不同的尾纤。2.6分光器的选择●目前FTTH小区一级分光一般采用1：32的分光器，二级分光一般采用1：2+1：32/1：4+1：16/1：8+1：8的分光器组合方式。●在机房机柜中，为了便于固定，选用机架式分光器。●在FTTH光交箱、光分线箱内，为了节约托盘的位置，一般选用盒式分光器。●对于新建小区，在计算分光器端口时，要有一定的余量，1个1：64的分光器只能覆盖60～62户，1：32的分光器只能覆盖30户。三、FTTH装维标准3.1FTTH开通必备工具FTTH装机必备工具：1、设备类：ONT（光猫）、FTTH光缆热熔机、光源光功率计、红光笔、手电筒、电钻、插排2、线路类：皮线光缆（根据装机环境不同携带室内或室外皮线光缆）、尾纤（FC-FC\FC-SC）、法兰（适配器）3、工具类：光缆切割刀、螺丝刀（一字/十字）、斜口钳、米勒钳子、皮线光缆开拨器、酒精、脱脂棉、热缩管、扎带、魔术粘扣、钢丝（穿线使用）、开孔器、锤子、梯子4、标记类：圆珠笔（非水性/油性笔）、标签纸3.2FTTH一级分光组网FTTH一级分光：用户与汇聚设备OLT之间只有1个分光器的组网方式被称为一级分光。一般将大分光比分光器（1：32/1：64）安装于FTTH覆盖区域光缆交接箱中，通过束状尾纤（光缆）延伸至用户楼宇安装的光纤分线箱中。至用户家中的皮线光缆通过与束状尾纤连接（法兰盘），再通过安装于光交箱中的分光器汇聚后上联至机房OLT设备。FTTH一级分光组网方式光衰耗相对较小，一般用于密集覆盖区域，该分光方式网络节点较少易于维护，用户端口受限于光交箱至楼宇光缆数量。机房---光交箱（分光器）---楼宇分线箱---用户一级分光方式示意图:3.3FTTH二级分光组网FTTH二级分光：用户与汇聚设备OLT之间存在2个及以上（非特殊情况下不建议存在两个以上分光器）分光器的组网方式被称为二级分光。一般将小分光比分光器（1：2/1：4/1：8）安装于FTTH覆盖区域光缆交接箱中，通过光缆延伸至用户楼宇安装的光纤分线箱中，于光纤分线箱中安装级联分光器（1：32/1：16）。至用户家中的皮线光缆通过与二级分光器相连，再通过安装于光交箱中的一级分光器汇聚后上联至机房OLT设备。FTTH二级分光组网方式光衰耗相对较大，一般用于全光覆盖小区，该分光方式光缆敷设少，易于扩容，用户端口受限于楼宇内分光器分光比。机房--光交箱（分光器）--楼宇分线箱（分光器）--用户二级分光方式示意图: