中国电信-FTTH网络建设与装维技能培训-基础知识

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,1,中国电信,FTTH,网络建设与装维技能培训,第,一,部分,基础知识,2,目 录,光纤通信概论,PON,技术简介,光纤通信概论,3,光的本质,我们日常生活中可见光的波长为,390nm760nm,。目前，光纤通信所用的光波长范围在,800,1600nm,的近红外区。,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）。,4,光纤通信系统,信号,光发,射机,光源,中继器,检测器,光接,收机,信号,电,E/,光,O,转换,光纤,光,O/,电,E,转换,发送单元,传输单元,接收单元,连接器件,基本光通信系统的构架及其功能介绍：,发送单元：把电信号转换成光信号,传输单元：载送光信号的介质,接收单元：接收光信号并转换成电信号,连接器件：连接光纤到光源、光检测器以及其它光纤,基本光通信系统方框图：,光纤通信概论,5,光纤的结构,光纤是由纤芯、包层、涂覆层和护套构成的一种同心圆柱体结构。,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,光纤通信概论,6,光纤的尺寸,125,9,50,125,62.5,125,外径,一般为,125um (,一根头发平均,100um),内径,单模,9um,多模,50/62.5um,光纤通信概论,7,光纤导光原理,纤芯,n1,包层,n2,n1n2,1,2,3,入射,折射,反射,纤芯,n1,包层,n2,n1n2,1,入射,折射,全反射条件：,纤芯折射率,n1,大于包层折射率,n2,入射角大于等于全反射的临界角,入射角,1=,临界角,入射角,1,临界角,纤芯,n1,包层,n2,n1,临界角,光纤通信概论,8,光纤的类别,按,ITU-T,或,IEC,文号分类,G.651,多模光纤,G.652,零色散点在,1300nm,波长左右的单模光纤,G.653,零色散点在,1550nm,波长左右的单模光纤,G.654,截止波长位移单模光纤,G.655,非零色散位移单模光纤,G.656,宽带光传送的非零色散光纤,G.657,接入网用弯曲衰减不敏感单模光纤,目前使用最为广泛,光纤通信概论,当前运用的单模石英光纤，如,G.652C,、,G.652D,已经基本消除氢损，它们的传输带宽，可以从,1260nm,到,1675nm,，共有,415nm,宽度。一般把这,415nm,宽度划分成,O,、,E,、,S,、,C,、,L,、,U,六个波段，具体划分方法如下：,9,光纤传输波段划分,波段,波长范围,初始,(O),波段,1260nm-1360nm,扩展,(E),波段,1360nm-1460nm,短,(S),波段,1460nm-1530nm,常规,(C),波段,1530nm-1565nm,长,(L),波段,1565nm-1625nm,超常,(U),波段,1625nm-1675nm,光纤通信概论,10,光缆的类型及碟形引入光缆的结构,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、水底,使用环境,室内、室外,网络层次,长途、中继、用户接入,特殊用途,电力光缆、防蚁光缆等,加强件,阻燃外护套,光纤,加强件,阻燃外护套,光纤,金属自承件,碟形引入光缆,自承式碟形引入光缆,光纤通信概论,11,常用光纤活动连接器类型,SC,型,LC,型,FC,型,ST,型,MU,型,MT-RJ,型,光纤通信概论,机械式现场组装光纤活动连接器是一种在施工现场采用机械接续方式直接成端的光纤活动连接器，一般用于入户光缆的施工和维护。按产品的制作原理可分为预置光纤机械接续型和直通型（非预置光纤机械接续型）。,预置光纤机械接续型,预置光纤机械接续型是在连接器的插针体中预置一段光纤，该预置光纤与插针体的端面在工厂经过研磨处理，需端接光缆中的光纤与预置光纤通过,V,型槽和折射率匹配材料进行对准和保护。折射率匹配材料是一种可填充在光纤端面之间用以减小光纤端面间的菲涅尔反射，且折射率大小近似于光纤折射率的材料。,12,机械式现场组装光纤活动连接器,光纤通信概论,直通型（非预置光纤机械接续型）,直通型（非预置光纤机械接续型），是将需端接光缆中的光纤直通到连接器的插针体端面。,13,机械式现场组装光纤活动连接器,光纤通信概论,组装成功的机械式现场组装光纤活动连接器的光学性能应达到下表的要求。,序号,项,目,光学性能（,dB）,平均值,最大值,1,插入损耗,0.25,与标准插头和适配器,测试：,0.5,与任意插头及适配器,测试：,0.7,2,回波损耗,40（UPC）；,55（APC）,现场组装光纤活动连接器,的,端头内预置光纤，需端接光缆中的光纤与端头内预置光纤用专用熔接机进行熔接，实现接续,。,14,热熔式现场组装光纤活动连接器,光纤通信概论,预埋纤,蝶形光缆,熔接区,在工厂内进行成端，不采用匹配液或者熔接方式，而是直接借鉴普通尾纤的加工方式，用研磨工艺进行加工,。,15,预端接蝶形引入光缆,光纤通信概论,2,3,5,6,8,4,7,1,1,、陶瓷插针；,2,、外壳；,3,、衬套；,4,、弹簧；,5,、连接套；,6,、护套；,7,、卡扣；,8,、蝶形光缆,以非熔接的机械方式通过光耦合连接两根单芯光纤的的装置。主要在,光纤,发生断缆故障时，可用光纤机械式接续子快速修复线路，无需更换光缆。,产品结构,单芯光纤机械式接续子最常使用压接式,V,型槽技术和折射率匹配材料，已达到光纤的对准和夹持，以及补偿光纤切割端面折射率的作用。压接式,V,型槽技术是指光纤接续时使用上盖下压将金属,V,型槽闭合，利用,V,型槽对准原理保证进行接续的光纤具备良好的接触和对准，同时对光纤提供牢固且持久的夹持力，其结构原理如下图所示：,16,单芯光纤机械式接续子,光纤通信概论,组装制作要求,接续成功的单芯光纤机械式接续子的光学性能应达到下表的要求。,17,单芯光纤机械式接续子,光纤通信概论,序号,项,目,光学性能（,dB）,平均值,极限值,1,插入损耗,0.15,0.3,2,回波损耗,45,18,目 录,光纤通信概论,PON,技术简介,光纤接入的概念,19,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,FTTN Fiber To The Node,光纤到节点,FTTZ Fiber To The Zone,光纤到小区,FTTCab Fiber To The Cabinet,光纤到交接箱,FTTC,Fiber To The Curb,光纤到路边,FTTB Fiber To The Building,光纤到楼,FTTP Fiber To The Premise,光纤到用户驻地,FTTH Fiber To The Home,光纤到户,FTTO Fiber To The Office,光纤到办公室,FTTH,、,FTTO,、,FTTP,以全程光纤的方式实现最终用户的接入，包括家庭用户和企业用户，用户接入设备（如,ONU,）由单个用户（家庭、企业或办公室）独享,PON,技术简介,20,相同的拓扑,P2MP,光纤,BPON,EPON,GPON,封装协议不同,FSAN,提出，,ITU-T,标准化,ATM,封装,技术成熟,在北美有一定规模商用,IEEE 802.3,标准,以太网封装,技术简单、成本低,标准完善,技术成熟，已经规模应用,FSAN,提出，,ITU-T,标准化,GEM,封装,技术较复杂，成本略高,标准已完善,已商用,目前,FTTH,常用的,PON,技术为,EPON,和,GPON,主要的,P,O,N,技术,PON,技术简介,21,相同的拓扑,P2MP,光纤,IEEE EPON,ITU-T GPON,下行线路速率,1.25G,2.5G,上行线路速率,1.25G,1.25G或2.5G,线路编码,8B/10B,NRZ(+scrambling),分路比,64,64/128,传输距离,20km,20km,数据链路层协议,Ethernet,协议,简单,Ethernet over GEM and/or ATM,TDM支持能力,TDM over Packet,TDM over GEM，采用了125us的帧长及定时机制，能够比较容易地支持Native TDM业务和话音业务,运行和,管理,Eth OAM(可选SNMP),PLOAM+OMCI,下行数据流加密,三重搅动,AES,系统成本,低,低,主要的,P,O,N,技术,PON,技术简介,22,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。,P,O,N,系统基本原理,PON,技术简介,23,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。,PON,技术简介,P,O,N,系统基本原理,24,无源光网络（,PON,）是指一种点对多点的光接入技术及相应系统,PON,系统的局端设备和远端,/,用户端设备之间的光分配网络只包含无源器件或设施,PON,系统的基本组成：,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、光纤光缆及光缆分纤盒、光缆交接箱等一系列无源器件）,光网络单元（,ONU,，用户端设备）,P,O,N,系统基本原理,PON,技术简介,25,PON,技术简介,光分路器,光分路器是指用于实现特定波段光信号的功率辑合及再分配功能的光无源器件，光分路器可以是均匀分光，也可以是不均匀分光。,类型及基本原理,根据制作工艺，光分路器可分为熔融拉锥（,FBT,）光分路器和平面光波导（,PLC,）光分路器两种类型。,分路器有一个或两个输入端以及两个以上输出端，光功率在输出端为永久性分配方式。光分路器按功率分配形成规格来看，可表示为,M,N,，也可表示为,M,：,N,。,M,表示输入光纤路数，,N,表示输出光纤路数。,26,PON,技术简介,光分路器,熔融拉锥（,FBT,）光分路器是将两根光纤扭绞在一起，然后在施力条件下加热并将软化的光纤拉长形成锥形，并稍加扭转，使其熔接在一起。熔融拉锥（,FBT,）光分路器一般能同时满足,1310nm,和,1490nm,波长的正常分光。,27,PON,技术简介,光分路器,平面光波导（,PLC,）光分路器是基于平面波导技术的一种光功率分配器，用半导体工艺（光刻、腐蚀、显影等技术）制作的光波导分支器件，光波导阵列位于芯片的上表面，分路功能在芯片上完成，并在芯片两端分别耦合封装输入端和输出端多通道光纤阵列。平面光波导（,PLC,）光分路器的工作波长可在,1260nm,1650nm,宽谱波段。,28,PON,技术简介,光分路器,光学性能要求盒式光分路器,在工作温度范围内均匀分光的光分路器设备（含插头）安装前应满足下表的光性能指标要求。,规,格,1,2,1,4,1,8,1,16,1,32,1,64,1,128,光纤类型,G.657.A,工作波长,1260nm1650nm,最大插入损耗,(dB),4.1,7.4,10.5,13.8,17.1,20.4,23.7,端口插损均匀性,(dB),0.8,0.8,0.8,1.0,1.5,2.0,2.0,回波,损耗,(dB),输出端截止,50,50,50,50,50,50,50,输出端开路,18,20,22,24,28,28,30,方向性,(dB),55,55,55,55,55,55,55,注,1,：不带插头光分路器的插入损耗在上面要求的基础上减少不小于,0.2dB,，其它指标要求相同；,注,2,：,2,N,均匀分光的光分路器的插入损耗在上面要求的基础上增加不大于,0.3dB,，端口插损均匀性是指同一个输入端口所对应的输出端口间的一致性，其它指标要求相同；,注,3,：插入损耗在,12601300,16001650nm,波长区间最大插入损耗在上面要求基础上增加,0.3dB,。,29,机架式光分路器,微型光分路器,托盘式光分路器,光纤通信概论,光分路器,插片式光分路器,盒式光分路器,产品形态及适用场合,30,PON,技术简介,光分路器,常见故障处理,光分路器输出端的某个通道或者所有通道指标异常，这是最为常见的故障，通常情况下光分件不良的可能性比较小，主要集中在端口的连接器件上，而连接器又主要集中在插针体的端面上和适配器接口中，一般处理方法为：,带插头尾纤型端口,清洁异常通道的光纤活动连接器，清洁时应使用蘸有酒精的无脂棉纸，擦拭时应沿着陶瓷面的角度向一个方向擦拭，不应来回擦拭，以防止损坏端面。,适配器型端口,清洁异常通道的适配器，清洁时应使用专用擦拭棒蘸酒精后将适配器及其内部的插针体的端面进行清洁。,PON,技术简介,O,D,N,分光方式,ODN,（光分配网）以树形结构为主，分光方式可采用一级分光或二级分光，但不宜超过二级。,32,OLT,与,ONU,之间信号传输基于,IEEE 802.3,以太网帧,采用,8B/10B,的线路编码（,8,个数据比特编成,10,个线路比特），数据速率为上下行对称,1Gbps,，线路比特率为上下,行对称,1.25Gbps,支持,1,：,64,的分光比和,10,或,20,公里的传输距离,采用,WDM,方式实现单纤双向传输，上、下行分别使用,1310nm,波长和,1490nm,波长进行传输,以,MAC,控制子层的,MPCP,（,multi point control protocol,）机制为基础，,MPCP,通过消息、状态机和定时器来控制访问,P2MP,的拓扑结构,P2P,仿真子层是,EPON/MPCP,协议中的关键组件,提供了一种专门的运行管理和维护（,OAM,）机制，实现对链路监控、远端环回，并可以进行扩展以实现业务层管理功能,E,P,O,N,技术特点,PON,技术简介,33,GPON,系统的速率包括下行,2.5Gbit/s,、上行,1.25Gbit/s,非对称和上下行,2.5Gbit/s,对称两种，目前的设备通常实现非对称速率,GPON,物理层传输距离,20km,（,10km,可选），可支持,1,：,64,的分光比,GPON,采用波长复用技术实现单纤双向传输，上行波长范围为,1290,1330nm,（标称波长,1310nm,），下行波长范围,1480,1500nm,（标称波长,1490nm,）,G.984.5,为,GPON,的波段扩展，提出了,3,个扩展波段，同时对上行波长范围提出了增强的要求。,G.984.6,为,GPON,扩展了传输距离：,60km,GPON,采用高效的,GEM,封装方法,丰富的,ONU,管理控制接口（,OMCI,）功能,多种业务类型及其完善的,QoS,保证架构,G,P,O,N,技术特点,PON,技术简介,34,GEM,（,GPON,封装方法）技术,复用技术,TC,帧结构,基于,T-CONT,的服务质量控制,OAM&OMCI,DBA,G,P,O,N,系统的关键技术,PON,技术简介,35,P,O,N,系统最大通道插入损耗参考值,PON,技术简介,PON技术,工作中心波长,光模块类型,最大通道允许插入损耗,(dB),EPON,下行：,1490nm,上行：,1310nm,1000BASE-PX10,20,1000BASE-PX20,24,1000BASE-PX20+,28,GPON,下行：,1490nm,上行：,1310nm,Class B,25,Class B+,28,Class C,30,Class C+,32,上海邮电设计咨询研究院有限公司,严森垒,电话：,021-25068209,手机：,18918584691,邮箱：,18918584691,联系方式,36,谢 谢！,37,