FTTH基础知识

中国电信宣城分公司,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,务,Customer First Service Foremost,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,*,FTTH,基础,知识,Thursday, April 27, 2010,Atpdc.,咨询研究院,1,2,一、,PON,基础知识,二、,FTTH,建设场景,三、冷接、皮线光缆、,ODN,设备,四、,ODN,规划,2,EPON,（,IEEE 802.3-2005,）是千兆以太网技术与无源光网络的结合，以太网速率为,1Gb/s,对称、典型光分路比为,1,：,32,（最高可达,1,：,64,）。,GPON,是基于,ITU-T G.984,标准的,Gbit/s,无源光网络技术，典型速率为下行,2.5Gb/s,、上行,1.25Gb/s,，典型光分路比为,1,：,64,（最高可达,1,：,128,）。,10GEPON,是基于,IEEE 802.3av,标准的无源光网络技术，它最大限度沿用,EPON,的,IEEE 802.3ah,的,MPCP,协议，具有很好的继承性。,10GEPON,以太网速率为,10Gb/s,对称，典型光分路比为,1,：,64,（最高可达,1,：,128,）。,目前，,EPON,、,GPON,已经成熟商用，,10GEPON,尚未商用。,无源光网路（,PON,）技术,3,光链路预算充足，对光网络质量要求不苛刻，支持,5KM,以上覆盖；,可采用一级分光，降低多级分光带来的插损；,每,PON,口流量负荷小，易于应对突发流量冲击；,增加主干光纤数量；,增加,OLT PON,口数量；,1 : 64,减少主干光纤数量；,减少,OLT PON,口数量；,光链路预算紧张，对光网络质量要求较高，较难支持,5KM,以上覆盖；,只能采用二级分光，增加多级分光带来的插损；,每,PON,口流量负荷大，不利于应对突发流量冲击；,1 : 128,VS,两种分光比的对比,4,FTTH,除,ONU,外成本结构分解,60%,ONT,40%,其他,FTTH,成本结构,大分光比对,FTTH,成本影响分析,1,：,32,1,：,64,1,：,128,20%,15%,累计,32%,除,ONU,外成本与分光比的关系,PON,口：占总投资的,11%,（按,1,：,64,分光比计算）,主干、配线：占总投资,18%,分光器：占总投资,6%,，占投资比例低可变动空间小,楼内布线：占总投资,65%,，与用户数相关成本下降困难,大分光比是降低,PON,口和主干光纤消耗的关键,采用,1,：,64,分光比相对于采用,1,：,32,分光比,FTTH,总成本可,下降,7%,采用,1,：,128,分光比相对于采用,1,：,32,分光比,FTTH,总成本可,下降,11%,大分光对,FTTH,部署成本的影响,5,目前各厂家均为,GPON,、,EPON,共设备平台，共网管,，网络组织上除带宽、分光比不同外，无明显区别。,EPON,、,GPON,技术对比,主要差别,EPON,GPON,技术组网,最大接入带宽：,1.25G,最大分光比：,1,：,64,最大接入带宽：,2. 5G,最大分光比：,1,：,128,商用,国外：日本、韩国,国内：中国电信,国外：欧美,国内：中国电信、中国移动,价格,2010,年集团集采，华为,G,、,EPON,同价，烽火、贝尔安徽书面承诺同价,适用场景,适用于城市普通小区、农村等低带宽,FTTB,场景下使用,适用于城市中高档小区、商务楼宇等高带宽,FTTH,场景下使用,其它,集团,2009,年上半年以前，发展思路为,10G EPON,，但目前只有中兴一家主导，至目前无商用产品，价格特高；,2009,年以后，集团已认可,GPON,，并进行,2010,年集采。,EPON,： 在技术、应用、价格上较,GPON,无任何明显优势；,GPON,：在大分光比、高带宽中，较,EPON,均有较大优势。,结 论：在接入网络组网中，,GPON,将逐步取代,EPON,。,6,光分路器插损,部分规格的均匀分光的光分路光性能指标要求,(1310nm,和,1490nm,、,UPC,）,对于,1577nm,、,1590nm,、,1625nm,等波长窗口，相应指标参考上表，原则上最大偏差不大于,5%,，具体参数待定。,规格,插入损耗,(dB),均匀性,(dB),回波损耗,(dB),（,输出端截止,）,回波损耗,(dB),（,输出端开路,）,方向性,(dB),1x2 / 2x2,3.9,0.8,50,20,55,1x4 / 2x4,7.4,0.8,50,24,55,1x8 / 2x8,10.7,1.0,50,26,55,1x16 / 2x16,13.9,1.4,50,28,55,1x32 / 2x32,17.2,1.6,50,28,55,1x64 / 2x64,21.5,2.0,50,28,55,1x128 / 2x128,的,PLC,器件成品率较低，尚无法规模商用，没有要求,7,活接头,光通道代价：由色散、抖动、及光通道的反射所导致的功率代价。,光通道富裕度,分光器衰耗,光纤衰耗,影响光通道衰耗的几个因素,8,类型,方向,发送,接收,预算,EPON PX20+,下行,2.5,-27,29.5,上行,0,-30,30,EPON PX20+,下行,5,-28,33,上行,2,-32,34,GPON CLASS B+,下行,1.5,-27,28.5,上行,0.5,-28,28.5,GPON,CLASS,C+,下行,3,-30,33,上行,0.5,-32,32.5,注：以上按照最小发射功率和最差接收灵敏度计算。,各种光模块的光功率预算,9,每公里光纤衰耗按照,0.35dB,计算。,如不严格按最小发射功耗和最差接收灵敏度计算，光功率预算可有所增加。,不同分光比接入距离计算,10,按照所有用户均开通三种业务且有,50,用户开通,2,路,IPTV,的最理想状态,128,用户需要带宽：,693.76M,64,用户需要带宽：,346.88M,业务类型,业务带宽,(M),用户并发率,用户开通率,带宽平均利用率,实际流量,(M),IPTV,（标清）,3,80%,90%,150%,注,3.24,IPTV,（高清）,8,80%,10%,150%,注,0.96,上网,4,60%,100%,50%,1.2,VOIP,0.1,20%,100%,100%,0.02,每用户实际带宽总量,5.42,EPON、GPON均能满足2010年用户带宽需要,注：按照,50,用户开通,2,套,IPTV,计算,PON,口带宽计算（,2010,年）,11,按照所有用户均开通三种业务且有,50,用户开通,2,路,IPTV,的最理想状态,128,用户需要带宽：,1984M,64,用户需要带宽：,992M,业务类型,业务带宽,(M),用户并发率,用户开通率,带宽平均利用率,实际流量,(M),IPTV,（标清）,3,80%,50%,150%,注,1.8,IPTV,（高清）,8,80%,30%,150%,注,2.88,IPTV,（,3D,影视）,20,80%,20%,150%,注,4.8,上网,20,60%,100%,50%,6,VOIP,0.1,20%,100%,100%,0.02,平均每用户实际带宽总量,15.5,EPON、GPON均能满足将来3-5年用户带宽需要,注：按照,50,用户开通,2,套,IPTV,计算,PON,口带宽计算（,3-5,年后）,12,光链路保护方式（一）,OLT,的两个,PON,口采用一个,PON MAC,芯片，通过,1,：,2,电开关连接至两个光模块，实现两个,PON,口的保护。适用于同一,PON,板内的,PON,口间保护：,1,、,OLT,：备用的,OLT,的光模块处于冷备用状态，由,OLT,完成倒换；,2,、,ONU,：应在,OLT,控制下激活（,Activate,）其“状态保持（,Holdover,）”功能；,3,、光分路器：使用,2:N,光分路器；,4,、由,OLT,检测光链路状态；,5,、光缆占用最少，物理路由安全性最差。,类型,a,13,光链路保护方式（二）,OLT,的两个,PON,口分别采用独立的,PON MAC,芯片和光模块，实现两个,PON,口的保护。,1,、,OLT,：备用的,OLT PON,端口处于冷备用状态，由,OLT,完成倒换。,OLT,应保证主用,PON,端口的业务信息能够同步备份到备用,PON,端口，使得保护倒换过程中，备用,PON,端口能维持,ONU,的业务属性不变；,2,、,ONU,：应在,OLT,控制下激活（,Activate,）其“状态保持（,Holdover,）”功能；,3,、光分路器：使用,2:N,光分路器。,4,、,PON,口的倒换支持由网管触发的方式和,OLT,自动检测,PON,口故障后触发的方式。,5,、占用,2,芯主干光缆，物理路由安全性较好。,类型,b,14,光链路保护方式（三）,OLT,双,PON,口，,ONU,双光模块，主干光纤、光分路器和分支光纤均双路冗余。,1,、,OLT,：主用、备用的,PON,端口均处于工作状态（热备份）。,OLT,应保证主用,PON,端口的业务信息能够同步备份到备用,PON,端口，使得保护倒换过程中，备用,PON,端口能维持,ONU,的业务属性不变；,2,、光分路器：使用,2,个,1:N,光分路器；,3,、,ONU,：,ONU,采用一个,PON MAC,和不同的光模块，且正常情况下备用的光模块处于冷备用状态；在,OLT,控制下激活（,Activate,）其“状态保持（,Holdover,）”功能；,4,、,ONU,和,OLT,均检测链路状态，并根据链路状态决定是否倒换。,5,、占用,2,芯主干光缆、配线光缆、引入光缆，物理路由安全性好。,6,、支持负载分担。,类型,c,15,光链路保护方式（四）,OLT,双,PON,口，,ONU,双,PON,口，主干光纤、光分路器和配线光纤均双路冗余。,1,、,OLT,：主、备用的,OLT PON,端口均处于工作状态。,OLT,应保证主用,PON,端口的业务信息能够同步备份到备用,PON,端口，使得保护倒换过程中，备用,PON,端口能维持,ONU,的业务属性不变；,2,、光分路器：使用,2,个,1:N,光分路器；,3,、,ONU,：,ONU,采用不同的,PON MAC,芯片和不同光模块。,ONU,应能保证主用,PON,端口的业务信息能够同步备份到备用,PON,端口，使得,PON,口保护倒换过程中，,ONU,能维持本地业务属性不变。,ONU,的“状态保持（,Holdover,）”功能不激活；,4,、主、备用的,PON,端口均处于工作状态，,ONU,和,OLT,均检测链路状态，并根据链路状态决定是否倒换。,5,、占用,2,芯主干光缆、配线光缆、引入光缆，物理路由安全性好。,6,、支持负载分担。,类型,d,16,17,一、,PON,基础知识,二、,FTTH,建设场景,三、冷接、皮线光缆、,ODN,设备,四、,ODN,规划,17,多层住宅,FTTH,建设场景,-,多层,采用分光器集中设置，有利于提高分光器端口利用率。,将小区划分为多个片区并新建光配，分光器设置于光配中。,从光配线箱到每个单元采用,12-24,芯光缆。,楼内采用皮线光缆。,18,小高层、高层,层绞式普通光缆,分纤箱内可熔接可活接,分光器集中放置：,有利于提高分光器端口利用率。,将小区划分为多个片区并新建光配，分光器设置于光配中。,从光配线箱到每个单元采用较大芯数光缆（,12,芯以上）。,楼内采用皮线光缆。,分光器分散放置：,二级分光，充分收敛光纤，减少投资。,小区内新增光配线箱，楼内新增光纤分配箱，内设光分路器。,光配线箱到每个光纤分配箱采用,4-6,芯光缆。,光纤分配箱到用户采用皮线光缆。,FTTH,建设场景,-,小高层、高层,19,别墅,FTTH,建设场景,-,别墅,20,两种组网方案对比,特点：,1,、投资较高，约元,260/,户。,（不含管道、用户终端）,2,、主干光缆、,PON,口利用率高。,（每,500,户占用一个,PON,口）,3,、用户接入时在小区光分配箱跳纤。,分光器,分散放置,特点：,1,、投资较低，约元,231/,户。,（不含管道、用户终端）,2,、主干光缆、,PON,口利用率低。,（每,250,户占用一个,PON,口）,3,、用户接入时在楼道多媒体箱跳纤。,分光器,集中放置,21,分光器分散放置时多媒体箱方案对比,方案一：热熔方式,方案二：现有冷接方式,方案一特点：,1,、初期投资较大。,2,、业务开通方便，跳纤即可。,3,、链路损耗高，约,0.6dB,。,方案三：冷接方式,方案二特点：,1,、初期投资最大。,2,、业务开通方便，跳纤即可。,3,、链路损耗高，约,0.7dB,。,方案三特点：,1,、初期投资最小。,2,、用户开通业务时，采用冷接序，对装维人员要求较高。,3,、链路损耗低，约,0.2dB,。,22,23,一、,PON,基础知识,二、,FTTH,建设场景,三、冷接、皮线光缆、,ODN,设备,四、,ODN,规划,23,光纤现场机械接续器件,机械接续器件是一种采用匹配液实现非熔接方式的光纤接续工具，通常称为冷接。冷接方式具有不需要熔接机，操作施工只需要简单的压接工具等特点。,从产品形态和应用角度来看，机械接续器件可以分为两类：,光纤机械接续子（冷接子，,Mechanical Splice,）,：,光纤机械接续子（,Mechanical Splice,，简称为冷接子）是一种高性能、用机械连接的方式为两根光纤提供固定连接使用简便的机械光纤连接器，与熔接功能类似，可广泛地运用在所有需要光纤接续的场合。,现场成端机械连接器（,Field-Installable Connecter,，现场成端子）：,现场成端子是采用用于现场直接成端，采用机械接续的方法，不采用熔接和现场研磨成端的光纤连接器（接头），可广泛地运用在将,FRP,皮线入户光缆快速端接和互连的场合。具备与标准,SC,连接器同等的接续性能，兼容标准,SC,连接器和法兰。,现场成端子包括现场成端插头和现场成端插座。,24,机械接续器件要求,-,冷接子,冷接子技术要求,注：光纤接续机械连接器的尺寸应和标准熔接套管兼容，如尺寸同熔接套管不一致，应提供专用安装附件，使机械连接器能方便地安装在各种标准规格的熔纤盘内。,尺寸,长度：,401,mm,；截面宽度：,40.2,mm,光纤直径,(um),125,涂敷护层直径,(um),适合,250,、,900,和,250/ 900,光纤接续,保存期限,(,年,),25,插入损耗,(dB), 0.1,回波损耗,(dB),45,抗拉强度,(N),不小于,4N,，持续,5,秒，插损变化小于,0.1dB,环境温度（,),-40 +70,，高温和低温时插损变化小于,0.1dB,其他要求,累积一次压接合格率达到,99%,以上（至少连续,30,个样品测试）,建议支持重复开启使用（至少,3,次），插损变化小于,0.02dB,25,机械接续器件要求,现场成端连接器,现场成端连接器技术要求,尺寸,待定,光纤直径,(um),125,涂敷护层直径,(um),适合,250um,或,900um,光纤成端,端子类型,SC,、,FC,、,LC/PC,、,APC,可选,保存期限,(,年,),25,插入损耗,(dB), 0.4,（含法兰盘）,回波损耗,(dB),40,抗拉强度,(N),不小于,10N,，持续,1,分钟，插损变化小于,0.2dB,环境温度（,),-40 +70,，高温和低温时插损变化小于,0.1dB,其他要求,与入户光缆结构匹配（皮线光缆）,累积一次压接合格率达到,99%,以上（至少连续,30,个样品测试）,建议支持重复开启使用（至少,3,次），插损变化小于,0.2dB,建议提供简单工具现场判断连接是否成功,26,各种结构的皮线光缆,27,各种形态的光分路器,盒式光分路器,微型模块式光分路器,1U/19,英寸机架式分路器,3U/19,英寸高密度分路器,适配器型分路器,LGX,型分路器,28,光纤分配箱,各种交接、熔接、跳纤设备,光纤分配箱,光纤熔接盒,光配线箱,家庭终端箱,综合跳纤架,29,30,一、,PON,基础知识,二、,FTTH,建设场景,三、冷接、皮线光缆、,ODN,设备,四、,ODN,规划,30,中继光节点,主干光节点,配线光节点,分光节点,光纤分配箱,分光器,主干光缆,配线光缆,引入光缆,OLT,光交接箱,光交接间,光分配箱,一级分光器,城市接入光缆网通常为三层结构：,1,、主干光节点将多条配线光缆汇聚后形成主干光缆上联至中继节点，主要形态为光缆交接箱或光交接间。,2,、配线光节点将多条引入光缆汇聚后形成配线光缆上联至主干光节点，主要形态为光分配箱（如,FTTH,采用二级分光，则放置一级分光器）。,3,、分光节点为光缆网络的末梢节点，主要形态为分光器。,ODN,的结构,31,局端配线设施：光配线架、,ODF,架等,光交接分配设施：光配线架、光交接箱、光配线箱、光纤分配箱、光熔接盒、光分歧接头盒、光分路器等,用户端接设施：家庭信息箱、光纤信息面板,其他基本器材：光缆、皮线光缆、光纤连接器、尾纤等,ODN,范围,32,主干光缆网结构（一）,1,、特点：提供大量双向通达的能力，光纤调度灵活，网络的安全性高。,2,、适用区域：主干光缆环总长度较短的区域，政企用户密集区域（如商业金融街、工业园等）。,环型公共纤,33,主干光缆网结构（二）,1,、特点：具有部分双向通达的能力，光纤调度较灵活，有效降低投资。,2,、适用区域：主干光缆环总长度较长的区域，家庭用户密集区域（如普通城区、开发区等）。,树型公共纤,34,主干光缆网结构（三）,1,、特点：不具备双向通达的能力，光纤调度较差，投资最少。,2,、适用区域：用户分散区域，以家庭用户为主的区域，地理路由难以成环的区域（如大型住宅小区、农村、乡镇、地形复杂的城区等）。,树型结构,35,思 路,今天的电缆，明天的光缆。以现有电缆路由、语音用户密度为基础，依托信息区域能力全息视图应用，启动,2010,年,ODN,目标网络滚动规划专项工作。,逐级布局,ODN,网络,信息区域,能力,全息视图,-,规划模块,WEB,页面，突破了专业资源应用的限制,任一圈定资源区域内，能力、距离与分布密度的统计,收容：,3-4,万用户，出局光缆,2000,芯,接入距离：城市,5KM,，农村,15KM,收容：,2-4,千用户,光缆：主干,72-144D,，配线,24-48D,光分路器一级分光,:,集中放置,:,光配线箱,分散放置,:,光分路箱,光分路器二级分光,:,第一级分光,:,光配线箱,第二级分光,:,光分路箱,家庭信息箱,OLT,节点,ODN,规划网格,光交接箱,光分路箱,光配线箱,光交、交配、光分设备的布局,光纤纤芯大小,分布密度,铜缆路由,用户数量,光交、交配、光分设备的容量,光纤缆纤芯数量,FTTH,光缆路由,当前语音,未来,FTTH,接入距离,FTTH,用户接入距离,ODN,目标网络规划,-,总体思路,36,ODN,目标网络规划,-,网络结构、规划范围,网络结构,O,D,N,规划范围,引入光缆,=,配线光节点覆盖用户数,用户密度系数,测算用户密度系数（课题研究）,ODN,规划报表统计配线光节点覆盖用户数,测算,城市区域,:,1,、分光比,1,：,64,或,1,：,128,；,2,、新建区域：一级分光或二级分光、集中放置或分散放置；,3,、老城区：二级分光，分散放置。,乡镇区域：,1,、分光比,1,：,32,或,1,：,64,。,2,、新农村区域：一级分光、集中放置。,3,、普通农村：二级分光、分散放置。,PON,技术选择,37,OLT,布局,光配线箱设置,光交接箱设置,主干、配线光缆规划,分年度实施计划,ODN,目标网络规划,-,规划步骤、原则、成果,OLT,设置,城区：,覆盖距离,5,公里，覆盖用户,1,万,4,万。,农村：,覆盖距离,15,公里。,光交接箱,城区：,覆盖距离,100,300,米；,农村：,覆盖距离,200,米,500,米。,结合现有光交接箱容量、端子占用、纤芯占用综合考虑。,光配线箱,城区：,覆盖距离,100,300,米，覆盖用户,200,1000,户；,农村：,覆盖距离,500,米,1500,米，覆盖用户,200,500,户。,光缆,城区：,45,户对应,1,芯配线光缆；,乡镇：,30,户对应,1,芯配线光缆。,主干光缆、配线光缆纤芯比在,1:2,1:3,之间。,规划步骤,分年度实施,根据,ODN,总投资需求、每年的投资计划、激励措施，制定分年度实施计划（滚动）。,规划输出结果,1,、规模、投资。,2,、管线资源系统上图形展示。,3,、逐级钻取报表。,4,、分年度实施计划（滚动调整）。,38,