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1 FTTH基础知识基础知识 Thursday, April 27, 2010 Atpdc. 咨询研究院咨询研究院 2 2 一、一、PON基础知识基础知识 二、二、FTTH建设场景建设场景 三、冷接、皮线光缆、三、冷接、皮线光缆、ODN设备设备 四、四、ODN规划规划 3 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（无源光网路（PON）技术）技术 4 光链路预算充足，对光网络光链路预算充足，对光网络 质量要求不苛刻，支持质量要求不苛刻，支持5KM以上以上 覆盖；覆盖； 可采用一级分光，降低多级可采用一级分光，降低多级 分光带来的插损；分光带来的插损； 每每PON口流量负荷小，易于口流量负荷小，易于 应对突发流量冲击；应对突发流量冲击； 增加主干光纤数量；增加主干光纤数量； 增加增加OLT PON口数量；口数量； 1 : 64 减少主干光纤数量；减少主干光纤数量； 减少减少OLT PON口数量；口数量； 光链路预算紧张，对光网络光链路预算紧张，对光网络 质量要求较高，较难支持质量要求较高，较难支持5KM以以 上覆盖；上覆盖； 只能采用二级分光，增加多只能采用二级分光，增加多 级分光带来的插损；级分光带来的插损； 每每PON口流量负荷大，不利口流量负荷大，不利 于应对突发流量冲击；于应对突发流量冲击； 1 : 128 VS 两种分光比的对比两种分光比的对比 5 FTTH除ONU外成本结构分解 60% ONT 40% 其他其他 FTTH成本结构成本结构 大分光比对FTTH成本影响分析 1：321：641：128 20% 15% 累计累计32% 除除ONU外成本与分光比的关系外成本与分光比的关系 nPON口：占总投资的口：占总投资的11%（按（按1：64分光比计算）分光比计算） n主干、配线：占总投资主干、配线：占总投资18% n分光器：占总投资分光器：占总投资6%，占投资比，占投资比例例低可低可变动空间变动空间小小 n楼内布楼内布线：占总投资线：占总投资65%，与用，与用户户数数相相关成本关成本下下降降困困难难 大分光比大分光比是是降低降低PON口口和和主干光纤主干光纤消耗消耗的关的关键键 n采用采用1：64分光比分光比相相对于采用对于采用1：32分光比分光比FTTH总成本可总成本可下下降降 7% n采用采用1：128分光比分光比相相对于采用对于采用1：32分光比分光比FTTH总成本可总成本可下下 降降11% 大分光对大分光对FTTH部署成本的影响部署成本的影响 6 目前各厂家均为目前各厂家均为GPON、EPON共设备平台，共网管共设备平台，共网管，网络组织上，网络组织上 除带宽、分光比不同外，无明显区别。除带宽、分光比不同外，无明显区别。 EPON、GPON 技术对比技术对比 适用于城市中高档小区、商务楼宇 等高带宽FTTH场景下使用 适用于城市普通小区、农村等低带 宽FTTB场景下使用 适用场景适用场景 国外：欧美 国内：中国电信、中国移动 国外：日本、韩国 国内：中国电信 商用商用 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。 其它其它 2010年集团集采，华为G、EPON 同价，烽火、贝尔安徽书面承诺同价价格价格 最大接入带宽：2. 5G 最大分光比：1：128 最大接入带宽：1.25G 最大分光比：1：64 技术组网技术组网 GPONEPON主要差别主要差别 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，结论：在接入网络组网中， GPON 将逐步取代将逐步取代EPON。 7 光分路器插损光分路器插损 u 部分规格的均匀分光的光分路光性能指标要求(1310nm和1490nm、UPC） u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。 5528502.021.51x64 / 2x64 5528501.617.21x32 / 2x32 5528501.413.91x16 / 2x16 5526501.010.71x8 / 2x8 5524500.87.41x4 / 2x4 5520500.83.91x2 / 2x2 方向性方向性 (dB) 回波损耗回波损耗(dB) （输出端开路）（输出端开路） 回波损耗回波损耗(dB) （输出端截止）（输出端截止） 均匀性均匀性 (dB) 插入损耗插入损耗(dB) 规格规格 1x128 / 2x128 的PLC器件成品率较低，尚无法规模商用，没有要求 8 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 25.56*0.5=32119.51:64分光 31.68*0.5=42124.61:128分光 光通道固 定衰耗 活接头插损 光通道 富裕度 光通道代 价 1:64分光 器衰耗 1:4+1:32 分光器衰 耗 光纤 衰耗 影响光通道衰耗的几个因素影响光通道衰耗的几个因素 9 33-285下行下行 EPON PX20+ 34-322上行上行 29.5-272.5下行下行 EPON PX20+ 30-300上行上行 类型类型方向方向发送发送接收接收预算预算 GPON CLASS B+ 下行下行1.5-2728.5 上行上行0.5-2828.5 GPON CLASS C+ 下行下行3-3033 上行上行0.5-3232.5 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各种光模块的光功率预算预算 10 20.0 725.52.6 0.931.632.5 GPON CLASS C+ 8.6 325.50-3.131.628.5 GPON CLASS B+ 21.4 7.525.541.431.633 EPON PX20+ 11.4 425.50-2.131.629.5 EPON PX20+ 可支持光可支持光 缆长度缆长度 剩余光剩余光 预算预算 64分光固分光固 定差损定差损 可支持光可支持光 缆长度缆长度 剩余光剩余光 预算预算 128分光分光 固定差损固定差损 预算预算 n每公里光纤衰耗按照0.35dB计算。 n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。 不同分光比接入不同分光比接入距离计算距离计算 11 按照所有用户均开通三种业务且有按照所有用户均开通三种业务且有50用户开通用户开通2路路IPTV的最理想状态的最理想状态 128用户需要带宽：用户需要带宽：693.76M 64用户需要带宽：用户需要带宽：346.88M 0.96150% 注 注 10%80%8IPTV（高清）（高清） 5.42每用户实际带宽总量每用户实际带宽总量 0.02100%100%20%0.1VOIP 1.250%100%60%4上网上网 3.24150% 注 注 90%80%3IPTV（标清）（标清） 实际流量实际流量 (M) 带宽平均利带宽平均利 用率用率 用户开通用户开通 率率 用户并发用户并发 率率 业务带宽业务带宽 (M) 业务类型业务类型 注：按照50用户开通2套IPTV计算 PON口口带宽带宽计算计算（2010年年） 12 按照所有用户均开通三种业务且有按照所有用户均开通三种业务且有50用户开通用户开通2路路IPTV的最理想状态的最理想状态 128用户需要带宽：用户需要带宽：1984M 64用户需要带宽：用户需要带宽：992M 4.8150% 注 注 20%80%20IPTV（3D影视）影视） 2.88150% 注 注 30%80%8IPTV（高清）（高清） 15.5平均每用户实际带宽总量平均每用户实际带宽总量 0.02100%100%20%0.1VOIP 650%100%60%20上网上网 1.8150% 注 注 50%80%3IPTV（标清）（标清） 实际流量实际流量 (M) 带宽平均利带宽平均利 用率用率 用户开通用户开通 率率 用户并发用户并发 率率 业务带宽业务带宽 (M) 业务类型业务类型 注：按照50用户开通2套IPTV计算 PON口口带宽带宽计算计算（3-5年后年后） 13 光光链链路路保护方式保护方式（一）（一） OLT的两个的两个PON口采用口采用一个一个PON MAC芯片芯片，通，通过过1：2 电开关连电开关连接接至至两个光模两个光模 块，块，实现实现两个两个PON口口的的保护保护。适用于适用于同一同一PON板内板内的的PON口间保护口间保护： 1、OLT：备：备用用的的OLT 的光模块的光模块处于处于冷备冷备用状态用状态，由由OLT完完成成倒换；倒换； 2、ONU：应应在在OLT控制下激活控制下激活（Activate）其其“状态保持状态保持（Holdover）”功功能；能； 3、光分路器：、光分路器：使用使用2:N光分路器光分路器； 4、由由OLT检测检测光光链链路路状态；状态； 5、光缆、光缆占用最少占用最少，物理物理路路由安全性最差由安全性最差。 类型类型a 14 光光链链路路保护方式保护方式（二）（二） OLT的两个的两个PON口口分别分别采用独立采用独立的的PON MAC芯片和芯片和光模块，光模块，实现实现两个两个PON口口的的 保护保护。 1、OLT：备：备用用的的OLT PON端口处于端口处于冷备冷备用状态用状态，由由OLT完完成成倒换倒换。OLT应保证主用应保证主用PON端口端口的的业务信业务信 息能够息能够同步备同步备份到份到备备用用PON端口端口，使得保护倒换过程使得保护倒换过程中，备中，备用用PON端口能维持端口能维持ONU的的业务属性业务属性不不变；变； 2、ONU：应应在在OLT控制下激活控制下激活（Activate）其其“状态保持状态保持（Holdover）”功功能；能； 3、光分路器：、光分路器：使用使用2:N光分路器。光分路器。 4、PON口口的的倒换支持由倒换支持由网管网管触发触发的的方式和方式和OLT自动检测自动检测PON口故障后触发口故障后触发的的方式方式。 5、占用占用2芯主干芯主干光缆，光缆，物理物理路路由安全性较好由安全性较好。 类型类型b 15 光光链链路路保护方式保护方式（三）（三） OLT双双PON口口，ONU双双光模块，光模块，主干主干光光纤纤、光分路器、光分路器和和分分支支光光纤纤均均双双路路冗余冗余。 1、OLT：主用主用、备、备用用的的PON端口端口均均处于工作状态处于工作状态（热热备备份份）。）。OLT应保证主用应保证主用PON端口端口的的业务信息能够业务信息能够同同 步备步备份到份到备备用用PON端口端口，使得保护倒换过程使得保护倒换过程中，备中，备用用PON端口能维持端口能维持ONU的的业务属性业务属性不不变；变； 2、光分路器：、光分路器：使用使用2个个1:N光分路器光分路器； 3、ONU：ONU采用采用一个一个PON MAC和和不同的光模块，不同的光模块，且正常情况且正常情况下下备备用用的光模块的光模块处于处于冷备冷备用状态；用状态；在在OLT 控制下激活控制下激活（Activate）其其“状态保持状态保持（Holdover）”功功能；能； 4、ONU和和OLT均均检测链检测链路路状态状态，并根据并根据链链路路状态状态决定是否决定是否倒换倒换。 5、占用占用2芯主干芯主干光缆、光缆、配配线光缆、线光缆、引引入光缆，入光缆，物理物理路路由安全性好由安全性好。 6、支持支持负载负载分分担担。 类型类型c 16 光光链链路路保护方式保护方式（四）（四） OLT双双PON口口，ONU双双PON口口，主干主干光光纤纤、光分路器、光分路器和和配配线光线光纤纤均均双双路路冗余冗余。 1、OLT：主主、备、备用用的的OLT PON端口端口均均处于工作状态处于工作状态。OLT应保证主用应保证主用PON端口端口的的业务信息能够业务信息能够同步备同步备份到份到备备 用用PON端口端口，使得保护倒换过程使得保护倒换过程中，备中，备用用PON端口能维持端口能维持ONU的的业务属性业务属性不不变；变； 2、光分路器：、光分路器：使用使用2个个1:N光分路器光分路器； 3、ONU：ONU采用采用不同的不同的PON MAC芯片和芯片和不同光模块。不同光模块。ONU应能保证主用应能保证主用PON端口端口的的业务信息能够业务信息能够同步备同步备 份到份到备备用用PON端口端口，使得使得PON口保护倒换过程口保护倒换过程中，中，ONU能维持能维持本本地地业务属性业务属性不不变变。ONU的的“状态保持状态保持（ Holdover）”功功能能不不激活；激活； 4、主主、备、备用用的的PON端口端口均均处于工作状态处于工作状态，ONU和和OLT均均检测链检测链路路状态状态，并根据并根据链链路路状态状态决定是否决定是否倒换倒换。 5、占用占用2芯主干芯主干光缆、光缆、配配线光缆、线光缆、引引入光缆，入光缆，物理物理路路由安全性好由安全性好。 6、支持支持负载负载分分担担。 类型类型d 1717 一、一、PON基础知识基础知识 二、二、FTTH建设场景建设场景 三、冷接、皮线光缆、三、冷接、皮线光缆、ODN设备设备 四、四、ODN规划规划 18 p 多层住宅多层住宅 FTTH建设场景建设场景- 多层多层 1. 采用分光器集中设置，有利于提高分光器 端口利用率。 2. 将小区划分为多个片区并新建光配，分光 器设置于光配中。 3. 从光配线箱到每个单元采用12-24芯光 缆。 4. 楼内采用皮线光缆。 19 p 小高层小高层、高层高层 层绞式普通光缆 分纤箱内可熔接 可活接 分光器分光器集集中中放置放置： ? 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。 分光器分分光器分散放置散放置： ? 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建设场景建设场景- 小高层小高层、高层高层 20 p 别别墅墅 FTTH建设场景建设场景- 别别墅墅 21 两种组网两种组网方方案案对比对比 特点特点： 1、投资投资较较高高，约元约元260/户户。 （不（不含含管道、管道、用用户终户终端端） 2、主干主干光缆、光缆、PON口口利利用用率率 高高。（每每500户户占用占用一个一个PON 口口） 3、用用户户接入接入时时在在小小区光分区光分配配 箱跳箱跳纤纤。 分光器分光器 分分散放置散放置 特点特点： 1、投资投资较较低低，约元约元231/户户。 （不（不含含管道、管道、用用户终户终端端） 2、主干主干光缆、光缆、PON口口利利用用率率 低低。（每每250户户占用占用一个一个PON 口口） 3、用用户户接入接入时时在在楼楼道道多媒体多媒体 箱跳箱跳纤纤。 分光器分光器 集集中中放置放置 22 分光器分分光器分散放置时多媒体箱散放置时多媒体箱方方案案对比对比 方案一：热熔方式方案二：方案一：热熔方式方案二：现现有有冷冷接方接方 式式 方方案案一一特点特点： 1、初期投资初期投资较较大。大。 2、业务开业务开通通方方便便，跳跳纤纤即即 可可。 3、链链路损耗路损耗高高，约约0.6dB。 方案三：方案三：冷冷接方式接方式 方方案案二二特点特点： 1、初期投资初期投资最最大。大。 2、业务开业务开通通方方便便，跳跳纤纤即即 可可。 3、链链路损耗路损耗高高，约约0.7dB。 方方案案三三特点特点： 1、初期投资初期投资最最小小。 2、用用户户开开通通业务业务时时，采用采用 冷接冷接序序，对，对装装维维人员要求人员要求较较 高高。 3、链链路损耗路损耗低低，约约0.2dB。 2323 一、一、PON基础知识基础知识 二、二、FTTH建设场景建设场景 三、冷接、皮线光缆、三、冷接、皮线光缆、ODN设备设备 四、四、ODN规划规划 24 光光纤现纤现场场机械机械接接续器件续器件 u 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。 u 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。 25 机械机械接接续器件续器件要要求求-冷冷接接子子 n 冷接子技术冷接子技术要求要求 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。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。 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 其他要求 - 40 +70，高温和低温时插损变化小于0.1dB 环境温度（) 不小于4N，持续5秒，插损变化小于0.1dB抗拉强度(N) 45回波损耗(dB) 0.1插入损耗(dB) 25保存期限(年) 适合250、900和250/ 900光纤接续涂敷护层直径(um) 125光纤直径(um) 长度：401mm；截面宽度：40.2mm尺寸 26 机械机械接接续器件续器件要要求现求现场场成端连成端连接接器器 n 现场现场成成端连接端连接器器技术技术要求要求 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 其他要求 - 40 +70，高温和低温时插损变化小于0.1dB 环境温度（) 不小于10N，持续1分钟，插损变化小于0.2dB抗拉强度(N) 40回波损耗(dB) 0.4（含法兰盘）插入损耗(dB) 25保存期限(年) SC、FC、LC/PC、APC可选 端子类型 适合250um 或900um光纤成端涂敷护层直径(um) 125光纤直径(um) 待定尺寸 27 各各种种结构结构的的皮线皮线光缆光缆 28 各各种种形形态的光分路态的光分路器器 盒式光分路器微型模块式光分路器盒式光分路器微型模块式光分路器 1U/19英寸机架式分路器英寸机架式分路器 3U/19英寸高密度分路器英寸高密度分路器 适配器型分路器适配器型分路器 LGX型分路器型分路器 29 光光纤纤分分配箱配箱 各种各种交交接、接、熔熔接、接、跳跳纤纤设备设备 光光纤纤分分配箱配箱 光光纤纤熔接熔接盒盒 光光配线箱配线箱 家庭终端箱家庭终端箱 综合跳纤架综合跳纤架 3030 一、一、PON基础知识基础知识 二、二、FTTH建设场景建设场景 三、冷接、皮线光缆、三、冷接、皮线光缆、ODN设备设备 四、四、ODN规划规划 31 中继光节点 主干光节点 配线光节点 分光节点 光光纤纤分分配箱配箱 分光分光器器 主 干 光 缆 配 线 光 缆 引 入 光 缆 OLT 光光交交接接箱箱 光光交交接接间间 光分光分配箱配箱 一一级级分光分光器器 城市城市接接入入光缆网通光缆网通常为常为三三层结构层结构： 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的结的结构构 32 u 局端配线设施：光配线架、ODF架等 u 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 u 用户端接设施：家庭信息箱、光纤信息面板 u 其他基本器材：光缆、皮线光缆、光纤连接器、尾纤等 ODN范围范围 33 主干主干光缆网结光缆网结构构（一）（一） 1、特点特点：提供提供大大量量双双向向通通达达的的能能力力，光，光纤纤调度灵调度灵活活，网络的，网络的安全性安全性高高。 2、适用适用区区域域：主干主干光缆光缆环总长度环总长度较较短短的区的区域域，政企政企用用户密集户密集区区域域（如商如商 业业金融街金融街、工业工业园等园等）。）。 环环型型公公共共纤纤 34 主干主干光缆网结光缆网结构构（二）（二） 1、特点特点：具有具有部分部分双双向向通通达达的的能能力力，光，光纤纤调度调度较较灵灵活活，有效降低投资有效降低投资。 2、适用适用区区域域：主干主干光缆光缆环总长度环总长度较较长长的区的区域域，家，家庭庭用用户密集户密集区区域域（如普如普 通通城城区、区、开发开发区区等等）。）。 树树型型公公共共纤纤 35 主干主干光缆网结光缆网结构构（三）（三） 1、特点特点：不：不具具备备双双向向通通达达的的能能力力，光，光纤纤调度调度较差较差，投资投资最少最少。 2、适用适用区区域域：用用户户分分散散区区域域，以以家家庭庭用用户户为为主主的区的区域域，地地理理路路由由难以难以成成 环环的区的区域域（如如大大型型住宅小住宅小区、区、农村农村、乡镇乡镇、地地形复杂形复杂的的城城区区等等）。）。 树树型型结结构构 36 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。 逐逐级布局级布局ODN 网络网络信息信息区区域域能能力力全息全息视图视图- 规划模块规划模块 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