1、PON技術(shù)的FTTH應(yīng)用光纖到戶是接入網(wǎng)發(fā)展方向8/4/20221第1頁，共51頁。FTTH應(yīng)用定位 隨著業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，寬帶接入市場日益成熟，寬帶業(yè)務(wù)的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，不再局限于通信或數(shù)據(jù)領(lǐng)域，而是涵蓋了包括數(shù)據(jù)、語音、視頻等廣泛的領(lǐng)域，并由此衍生到家庭其它應(yīng)用。 8/4/20222第2頁，共51頁。 隨著真正的寬帶業(yè)務(wù)，包括IPTV、HDTV業(yè)務(wù)等的興起，將面臨巨大的挑戰(zhàn)與難題。綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)作為下一代網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分之一，寬帶化與持續(xù)可演進(jìn)能力是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵。8/4/20223第3頁，共51頁。當(dāng)前接入網(wǎng)發(fā)展趨勢為接入層光節(jié)點下移、光進(jìn)銅退。其中FTTC（光纖到駐地）以及FTTH

2、（光纖到戶）等應(yīng)用模式近年來在國內(nèi)外得到迅速地發(fā)展。光纖到戶是固網(wǎng)運營商實現(xiàn)用戶綜合接入的最終方向，光纖接入將替代銅纜接入承載各種綜合業(yè)務(wù)，如語音、IPTV、CATV、寬帶等。8/4/20224第4頁，共51頁。 FTTH的目標(biāo) 1.實現(xiàn)高帶寬的數(shù)據(jù)接入是FTTH的基 本目標(biāo); 2.作為取代現(xiàn)有銅纜的一種接入方式 ; 3.網(wǎng)絡(luò)的綜合化，實現(xiàn)三網(wǎng)合一， 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)（IP業(yè)務(wù)） 話音業(yè)務(wù)，TDM語音業(yè)務(wù)、VoIP業(yè)務(wù) 視頻業(yè)務(wù)，IPTV業(yè)務(wù)、CATV業(yè)務(wù) 8/4/20225第5頁，共51頁。1.傳統(tǒng)的點到點方式是從局端到用戶端直接使用光纖，此方法會耗費大量的光纖資源。 實現(xiàn)FTTH有多種

3、技術(shù)實現(xiàn)方式8/4/20226第6頁，共51頁。實現(xiàn)FTTH有多種技術(shù)實現(xiàn)方式2.從局端到用戶小區(qū)使用一對光纖，從小區(qū)機(jī)房通過大量的配線光纜延伸至用戶，小區(qū)機(jī)房采用有源設(shè)備。 P2MP 小區(qū)有源交換模式：技術(shù)成熟，建設(shè)成本低，但維護(hù)成本較高中心機(jī)房有源設(shè)備局端8/4/20227第7頁，共51頁。實現(xiàn)FTTH有多種技術(shù)實現(xiàn)方式3.采用PON的技術(shù)，從端局或中心機(jī)房使用一根光纖到用戶小區(qū)，通過無源的分離器分配，然后從分離器通過配線光纜延伸至用戶。 由于無源，故障少，維護(hù)成本底8/4/20228第8頁，共51頁。FTTH技術(shù)的選擇點對點有源網(wǎng)絡(luò)： 設(shè)備與光纖不能共享，成本增加，有源設(shè)備故障率增加，使

4、維護(hù)工作量增加。點對多點無源網(wǎng)絡(luò)： 是一個純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，避免了電磁干擾，減少了故障率，消除了帶寬瓶頸，提高了系統(tǒng)的可靠性，其次網(wǎng)絡(luò)的透明性好，有很寬的帶寬，可適用于任何制式和速率的信號傳送，局端設(shè)備和光纖可共享，隨著用戶數(shù)的增加，成本迅速下降。適用于用戶適用于分散的小型企業(yè)和居民用戶，網(wǎng)絡(luò)的升級方便。 8/4/20229第9頁，共51頁。PON技術(shù)的選擇 目前PON技術(shù)主要有3種，APON、EPON、GPON。 其中APON、GPON為ITU-T制定標(biāo)準(zhǔn)，EPON為IEEE制定的標(biāo)準(zhǔn)。 8/4/202210第10頁，共51頁。APON APON標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成熟，但ATM技術(shù)已經(jīng)不是主流技術(shù)，且設(shè)備價

5、格較高，提供的接入速率相對較低，業(yè)務(wù)提供能力有限，現(xiàn)在已不適合選用。8/4/202211第11頁，共51頁。EPON/GPON 隨著IP網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)快速發(fā)展，EPON和GPON的標(biāo)準(zhǔn)已相對比較成熟，能提供超高速帶寬，同時支持語音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)，能實現(xiàn)基于軟交換的語音業(yè)務(wù)，OLT設(shè)備具備軟交換AG的功能，因此是較為理想的解決方案 。8/4/202212第12頁，共51頁。EPON/GPON的優(yōu)勢以無源光器件，組成光分配網(wǎng)絡(luò)，大大降低故障率，使維護(hù)成本降低；由于基于PON的FTTH采用單纖方式傳輸，可大大降低了建設(shè)成本；FTTH中的EPON/GPON技術(shù)具有高帶寬，傳輸距離遠(yuǎn)，可擴(kuò)性強(qiáng)，易于維護(hù)等

6、特點；EPON/GPON將成為主導(dǎo)FTTH的技術(shù)，但大規(guī)模應(yīng)用還需要解決成本、配套技術(shù)和應(yīng)用問題。8/4/202213第13頁，共51頁。EPON的概念 是在與APON類似的結(jié)構(gòu)， 在G.983的基礎(chǔ)上，保留物理層PON，以以太網(wǎng)替代ATM作為鏈路層協(xié)議，構(gòu)成一個可以提供更大帶寬，更低成本和更寬業(yè)務(wù)能力的新的結(jié)合體，可大量采用以太網(wǎng)技術(shù)成熟的芯片，提供了多層安全機(jī)制，如：VLAN、閉合用戶群、支持VPN、組播功能。目前以相當(dāng)成熟。可以提供下行1.250 Gbps8/4/202214第14頁，共51頁。GPON的概念 是一個千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)，ITU-T在2003年通過的新標(biāo)準(zhǔn)G.984.1和

7、G.984.2，按照新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以提供2.488Gbit/s的下行速率和多種標(biāo)準(zhǔn)上行速率，傳輸距離至少20公里，分路比為1:16、1:32、1:64、 1:64 。 GPON采用兩種適配方式，除了傳統(tǒng)的ATM外，還采用了一個標(biāo)準(zhǔn)通用組幀程序GFP，可以透明高效地將各種數(shù)據(jù)信號封裝進(jìn)現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)任何信號格式。適應(yīng)實時TDM話音業(yè)務(wù)。8/4/202215第15頁，共51頁。無源光網(wǎng)絡(luò)的定義 無源光網(wǎng)絡(luò)是指采用光纖通過無源光器件直接到達(dá)用戶家庭的接入方式， 無源光網(wǎng)絡(luò)是一個全透明的網(wǎng)絡(luò)，起到分配的作用，與被傳送的業(yè)務(wù)無關(guān)采用單纖雙向系統(tǒng)，可傳送雙向交互式業(yè)務(wù)的光接入網(wǎng)，無源光網(wǎng)絡(luò)適用于AP

8、ON、EPON、GPON等的傳輸方式 8/4/202216第16頁，共51頁。無源光網(wǎng)絡(luò)（ODN）組成 無源光網(wǎng)絡(luò)（ODN）是由無源光器件組成的無源光分配網(wǎng)組成，主要的無源器件有： 單模光纖光纜 光分路器 活動連接器、光纖熔接接頭 光交接箱 、光分纖箱8/4/202217第17頁，共51頁。光分路器光分路器是無源光網(wǎng)絡(luò)（ODN）的主要器件，目前使用的光分路器按照制作工藝分兩種：熔融拉錐型（FBT）平面波導(dǎo)型（PLC）目前EPON所采用的最大光分路比為1:32插入損耗約17dB、 1:8插入損耗約9dB 、1:4插入損耗約7dB 8/4/202218第18頁，共51頁。描述光耦合器特性 的一般技

9、術(shù)參數(shù)插入損耗: 指定輸出端口的光功率相對全部輸入光功率的減少值附加損耗：定義為所有輸出端口的光功率總和相對于全部輸入功率的減小值 分光比：定義為耦合器各輸出端口的輸出功率的比值（相對輸出總功率的百分比）8/4/202219第19頁，共51頁。方向性：是衡量器件定向傳輸特性的參數(shù)，定義為在耦合器正常工作時，輸入一側(cè)非注入光一側(cè)的輸出光功率與全部注入光功率的比較值均勻性：定義為在器件的工作帶寬范圍內(nèi)，各輸出端口輸出光功率的最大變化量偏振相關(guān)損耗（偏振靈敏度）是指當(dāng)傳輸光信號偏振態(tài)發(fā)生360o變化時，器件各輸出端口光功率的最大變化量，應(yīng)該有足夠小的偏振相關(guān)損耗。隔離度：是指光偶合器件的某一光路對其

10、它光路中的光信號的隔離能力8/4/202220第20頁，共51頁。EPON/GPON網(wǎng)絡(luò)參考模型 8/4/202221第21頁，共51頁。無源光網(wǎng)絡(luò)基本功能 無源光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）的作用是將光線路終端（OLT）和光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）連接起來，提供傳輸手段。主要功能是完成光信號功率的分配任務(wù)。OLT的作用是為光接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與本地網(wǎng)的各種業(yè)務(wù)接口的連接，并經(jīng)ODN與用戶側(cè)的ONU進(jìn)行通信。 8/4/202222第22頁，共51頁。邏輯接口 FTTH有三類主要接口，業(yè)務(wù)接點接口（SNI）用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）和網(wǎng)絡(luò)管理接口（MNI）8/4/202223第23頁，共51頁。業(yè)務(wù)接點接口 業(yè)務(wù)接點

11、接口（SNI）是FTTH和SN之間的接口，如業(yè)務(wù)接點接口（SNI）與業(yè)務(wù)接點（SN）不在同一地方，可以通過透明傳輸通道實現(xiàn)遠(yuǎn)端連接，通常，F(xiàn)TTH需支持的接入業(yè)務(wù)主要有：IP業(yè)務(wù) 、TDM語音業(yè)務(wù)、VoIP業(yè)務(wù) 、IPTV業(yè)務(wù)、CATV業(yè)務(wù) 8/4/202224第24頁，共51頁。 SNI必須支持GE、10/100BASE-T接口中的一種，當(dāng)FTTH系統(tǒng)支持TDM數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)時，應(yīng)支持E1接口；當(dāng)FTTH提供語音業(yè)務(wù)承載能力時，SNI應(yīng)支持V5.2協(xié)議或H.248協(xié)議、MGCP中的一種。8/4/202225第25頁，共51頁。用戶網(wǎng)絡(luò)接口 用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）是用戶終端和網(wǎng)絡(luò)之間的接口，必須

12、支持10/100BASE-T接口，當(dāng)FTTH系統(tǒng)支持TDM數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)時，UNI應(yīng)支持E1接口或N64bit/s接口，當(dāng)FTTH提供語音業(yè)務(wù)承載能力時，UNI應(yīng)支持Z接口或Za接口。 8/4/202226第26頁，共51頁。基于PON的FTTH系統(tǒng)傳送方式光信號為點對多點光傳輸方式； 采用EPON/GPON傳輸方式； 采用單纖兩波方式；其中：上行使用1260nm1360nm波長； 下行使用1480nm1500nm波長。8/4/202227第27頁，共51頁。上行方向采用時分多址接入（TDMA）通信協(xié)議，OLT和ONU兩端具有測距功能、快速比特同步。采用無源分配點的方式 采用單纖三波方式時，增加

13、15401560nm波長為CATV使用 8/4/202228第28頁，共51頁。基于PON的FTTH系統(tǒng)對光網(wǎng)絡(luò)基本要求 ODN所采用的光纖為G.652單模光纖ODN應(yīng)符合以下規(guī)定的一種： 1.OLT和ONU之間的最大傳輸距離為10km，支持最大分路比至少為1：32 2.OLT和ONU之間的最大傳輸距離為20km，支持最大分路比至少為1：16 8/4/202229第29頁，共51頁。ODN環(huán)境要求 當(dāng)ODN處于-2555環(huán)境范圍內(nèi)時，EPON設(shè)備能正常工作，業(yè)務(wù)性能不應(yīng)惡化或中斷概述一切順利的情況下可達(dá)到的結(jié)果ONU溫度、濕度要求 溫度：-1055 相對濕度：10%90%（非凝結(jié)） 8/4/2

14、02230第30頁，共51頁。 ODN的基本結(jié)構(gòu) 無源光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）可以按照其連接方式不同分為:星形樹形總線型環(huán)形 8/4/202231第31頁，共51頁。星形結(jié)構(gòu) OBDOLTONU1ONU2ONUn網(wǎng)絡(luò)側(cè)S/R用戶光纜網(wǎng)ODNR/S用戶側(cè)8/4/202232第32頁，共51頁。 樹形結(jié)構(gòu)ODN網(wǎng)絡(luò)側(cè)S/R用戶光纜網(wǎng)R/S用戶側(cè)OBDOLTONU1ONU2OBDONU1ONU2OBD8/4/202233第33頁，共51頁。總線形結(jié)構(gòu) ODNS/RR/S用戶端OLTONUOBDONUOBD1n局端8/4/202234第34頁，共51頁。環(huán)形結(jié)構(gòu) ODNS/RR/S用戶端OLTONUOBD

15、ONUOBD1n局端ONUOBD8/4/202235第35頁，共51頁。 ODN保護(hù)要求 1）全保護(hù)：指光纜線路提供兩條不同物理路由的保護(hù)，造價較高，主要適用于重要用戶、有特殊要求的用戶。主干光纜線路保護(hù)：主干光纜一般采用大芯數(shù)光纜，涉及的用戶數(shù)越多，故障修復(fù)時間長，在主干光纜交接箱處，為有一定要求的用戶提供不同路由的備用光纖，通過人工切換，縮短故障時間。8/4/202236第36頁，共51頁。 ODN系統(tǒng)的組網(wǎng)原則 ODN結(jié)構(gòu)的選擇需要考慮多種因素，主要用戶與所在地的分布，OLT和ONU之間的距離，不同業(yè)務(wù)的光通道，可用的技術(shù)，光功率預(yù)算值，波長的分配，網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性，操作管理和可維護(hù)

16、性，安全性，光纜的容量等因素有關(guān) 8/4/202237第37頁，共51頁。 8/4/202238第38頁，共51頁。采用一次分光方案 -集中結(jié)構(gòu)分路器可放置在小區(qū)配線架或室外交接箱中但增加光纜成本 。OLT1 x 32 Splitter8/4/202239第39頁，共51頁。采用二次分光方案 -級聯(lián)結(jié)構(gòu)分路器可放置在小區(qū)配線架、室外交接箱、樓層壁龕箱中級聯(lián)結(jié)構(gòu)減少光纜成本 但增加了線路損耗和接配線管理成本.1 x 4 Splitter1 x 8 Splitter1 x 8 Splitter.OLT8/4/202240第40頁，共51頁。 光分路器配置原則 目前每個PON口最多可連接一個1:32

17、光分路器，當(dāng)采用二次分光時，兩個光分路器的分路數(shù)的乘積不的大于32；設(shè)計時必須考慮每個PON口的利用率；根據(jù)用戶密度及分布情況，光分路器選用合適的組合方式。光適配器要求：回波損耗40dB8/4/202241第41頁，共51頁。 OLT及光分路器安裝位置 OLT一般應(yīng)安裝在局端，對于大型的住宅區(qū)可根據(jù)環(huán)境條件，可考慮安裝在小區(qū)的中心機(jī)房；光分路器的安裝位置可以選擇戶外或室內(nèi)，根據(jù)具體情況選用集中分光方式或二次分光方式8/4/202242第42頁，共51頁。 光纖光纜的敷設(shè) 在FTTH的實施過程中，進(jìn)戶光纜的敷設(shè)的難度最大，畢竟與銅線有質(zhì)的區(qū)別，敷設(shè)方式有暗管敷設(shè)和明敷、明敷可以采用釘固或吊掛等方式，要適應(yīng)各種環(huán)境敷設(shè)必須選擇一種特殊的光纜，敷設(shè)后不影響光纜的特性，線路做到隱蔽、美觀，并要求便于維護(hù)。8/4/202243第43頁，共51頁。 單芯引入光纜（皮線光纜） 標(biāo)準(zhǔn)外徑 2*5 mm標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量 20 kg/km加強(qiáng)芯（FRP） 2允許張力 660 N最小彎曲半徑 15mm8/4/202244第44頁，共51頁。 單芯引入光纜（皮線光纜） 8/4/202245第45頁，共51頁。引入光纜的接續(xù)引入光纜的接續(xù)一端在用戶家里,另一端在弱電井或壁龕箱內(nèi),兩端必須做活動連接器,一般方法有以下幾種:現(xiàn)場制作適配器;利用帶適配器尾纖與引入光纜熱熔接;采用冷接子8/4/202246第46