FTTH技术简介及应用--课件

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1、周标目目 录录FTTH技术简介一一二二PON技术FTTH及光接入网ODN三三四四FTTH设计Page 2一、一、FTTH技术简介技术简介1、FTTH定义2、FTTH发展及现状3、FTTH的优点Page 3FTTH定义 FTTH(Fiber To The Home），即光纤到户。FTTH是指将 光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处，是光接入系列中最靠近用户的光接入网应用类型。下图是FTTH的网络结构。Page 4FTTH发展及现状 FTTH的概念已经有36年的历史，经历了三次发展契机。1978年法国、加拿大、日本进行FTTH建设；1995年美国、日本进入FTTH建设高潮。但这两次因为技

2、术的不成熟，成本较高、缺乏市场需求而夭折。由于技术的进步、某些国家的宏观信息社会发展政策和电信监管政策的驱动，2004年起FTTH进入了第三次发展机遇期。FTTH迎来第三次建设，主要发达国家已全面进入了光纤到户时代。但因终端成本限制，中国仍处于实验和试商用阶段。随着技术的成熟，成本的降低，中国发达地区已基本完成光进铜退。2013年，我国发布实施“宽带中国”战略。中国电信、中国联通进入FTTH建设高潮。中国移动已经获得固网接入许可，目前正以惊人的速度发展FTTH。Page 5 FTTH的优点的优点 FTTH作为一种接入技术，目前已经被认可，技术也已经成熟。其优势是显而易见的。主要体现在以下五点：

3、1、它是无无源网络，从局端到用户端基本做到无源。2、带宽较宽，符合运营商大规模运用方式。3、在光纤上承载业务。4、支持协议灵活。5、随着技术的发展，FTTH制定了比较完善的功能。基于这些优点，FTTH提供大带宽接入的同时，代替铜缆这种金属资源，降低了成本，且故障点少，维护方便。全面发展已成大势所趋。Page 6二、二、PON技术技术1、PON技术的起源与简介2、PON的关键技术3、PON技术的优点Page 7PON技术的来源：宽带接入技术的发展技术的来源：宽带接入技术的发展 随着用户带宽需求不断增加，宽带接入技术也持续发展，只有基于光纤接入技术的综合业务接入网能够满足未来宽带互联网业务发展的需

4、求，是未来宽带固定接入的发展方向Page 8PON技术带来宽带接入网络结构的变化技术带来宽带接入网络结构的变化Page 9FTTH的主要技术（的主要技术（P2P和和PON）点到点以太接入小区交换机接入APONEPONGPONFTTHFTTH的主要技术Page 10什么是什么是PON?PSTNPSTNPSTN PONPON是一种点到多点（P2MPP2MP）结构的无源光网络 PONPON（PassivePassive OpticalOptical NetworkNetwork）的构成OLT（Optical Line Terminal）光线路终端ONU（Optical Network Unit）光网

5、络单元ONT（Optical Network Terminal）光网络终端ODN（Optical Distribution Network）光分配网Page 11PON的网络位置的网络位置 xPON在网络中属于接入层；xPON定位于可同时提供语音、高带宽接入的设备；贯穿PSTN、NGN、IMS不同网络的重要设备类型。业务控制层核心承载层 接入层Page 12PON国际技术标准化情况国际技术标准化情况Page 13GPON VS EPONGPON与EPON都是在A/BPON的基础上发展起来,有着共同的技术起源。ITU和IEEE两标准组织定位的不同导致GPON和EPON在技术理念存在较大差异：l

6、ITU-T/FSAN是以会员（运营商为主）身份参与的具有官方性质的通信行业标准化组织，制定的标准更关注运营商的业务与可运营需求。l EEE是以工程师个人身份参与的电子/电器行业化标准组织，更关注技术的创新和实现，缺乏对运营商长远需求的理解与分析。Page 14GPON VS EPONEPON（IEEE802.3ah）GPON（ITU-TG.984）下行速率1250Mbps2500Mbps上行速率1250Mbps1250Mbps分光比1:32可扩展为1:641:64,可扩展为1:128下行效率72%，采用：8B/10B编码（20%)，开销及前同步码（8%)92%，采用：NRZ扰码（无编码），开销

7、（8%)上行效率68%，采用：8B/10B编码（20%)，开销（12%)89%，采用：NRZ扰码（无编码），开销（11%)实际下行带宽900Mbps2300Mbps实际上行带宽850Mbps1110Mbps每用户实际下行带宽28Mbps（1:32)72Mbps（1:32)，36Mbps（1:64)运营、维护（OAM&P)OAM可选且最低限度地支持：ONT的故障指示、环回和链路监测OMCI必选。对ONT进行全套FCAPS（故障、配置、计费、性能、安全性）管理网络保护未规定50ms主干光纤保护倒换TDM传输和时钟同步电路仿真(ITU-TY.1413或MEF或IETF)内置，支持NativeTDM模

8、式，保障TDM业务质量，电路仿真可选光纤线路检测无OLSG.984.2Page 15PON的关键技术的关键技术1、波分复用2、下行广播方式3、上行TDMA方式Page 16PON关键技术（关键技术（1）：波分复用）：波分复用PON系统采用WDM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。Page 17PON关键技术（关键技术（2）：下行广播方式）：下行广播方式广播方式l在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID；l在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节；OLT接收数据时

9、比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的 LLID的帧或者广播帧。Page 18PON关键技术（关键技术（3）：上行）：上行TDMA方式方式下行TDMAl OLT接收数据前比较LLID注册列表；l 每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧；l分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。Page 19PON技术的优点技术的优点稳定可靠支持距离长高带宽组网灵活多用途节约资源PONPage 20PON的优点（的优点（1）节约资源节约资源 P2PN条光纤2N光收发器 P2P Curb1条光纤2N+2光收发器需要本地电源大量节约光纤 P2MP（PON）1条光

10、纤N+1光收发器大量节约光纤大量节约光收发器Page 21PON的优点（的优点（2）稳定可靠稳定可靠 信号在PON传输过程中不经过有源电子器件，大大减少了潜在的故障点。使用无源设备简化了网络层次结构，扁平化的网络结构更易于维护和管理。Page 22PON的优点（的优点（3）支持距离长支持距离长 PON传输距离1020km，完全克服了以太网和xDSL接入方式在距离和带宽上的局限性，大大增强了用户接入方案部署的灵活性。Page 23PON的优点（的优点（4）高带宽高带宽 PON与xDSL相比带宽更高，可在相当长时间内满足用户对带宽的需求。EPONEPON的上下行传输速率可以支持1.25Gbps1.

11、25Gbps对称速率。Page 24PON的优点（的优点（5）组网灵活组网灵活 PON组网模型不受限制，可以灵活组建树型、星型拓扑结构的网络。PON尤其适用于用户接入信息点很分散的场合，实现一根主干光纤可 以满足所有用户接入信息点的接入。Page 25PON的优点（的优点（6）多用途多用途 PON是天然的广播网络，采用单纤波分复用技术，可以在OLT端将有线电视信号叠加进PON网络中传输，在用户端再通过分离器分离出来，PON既可以传送数据也可以传送有线电视信号。Page 26三、三、FTTH及光接入网及光接入网ODN1、FTTH概述2、ODN简介3、常用光器件4、FTTH重点光器件5、光缆简介P

12、age 27FTTH概述：概述：FTTx术语术语FTTO是FTTH的一种特殊形式，光网络终端（ONT）设置在商企用户。FTTZ（光纤到小区）和FTTV（光纤到村）等与光纤到交接箱基本相同的模式统称为 FTTCab。Page 28FTTH光缆网络基本结构模拟图光缆网络基本结构模拟图Page 29FTTH光缆网络主要设备的功能光缆网络主要设备的功能OLT：提供语音、数据、视频业务网络的互联接口，并实现网络管理 的主要功能。ONU/ONT：负责向终端用户提供所需的业务接口。ODN：负责连通OLT与所属的ONU。ODN为OLT与ONU之间提供光 传输手段，其主要功能是完成光信号功率的分配。Page 3

13、0ODN简介：简介：ODN组成组成ODN：主干光缆、光分路器、配线光缆、光缆链接、分配设备（ODF、光交、分纤 箱）。光纤光缆：主干光缆、配线光缆。分光器：PLC(1X2、1X4、1X8、1X16、1X32、1X64）光纤配线设备：ODF、光交、接头盒、分纤箱、光分路器箱光纤链接器件：跳线、尾纤、接续子Page 31ODN简介：简介：ODN中器材使用场景示意中器材使用场景示意Page 32常用光器件材料：常用光器件材料：ODF/光交箱光交箱光分配架ODF光缆交接箱（免跳接）Page 33常用光器件材料：光终端器件常用光器件材料：光终端器件光分配架ODF一体化熔接托盘光分配架ODFPage 34

14、常用光器件材料：其它光配件常用光器件材料：其它光配件Page 35FTTH重点光器件：无源光分路器重点光器件：无源光分路器 功能功能 无源光分路器在ODN中部署在OLT和ONU之间，为无源器件。对于下行传输，由无源光分路器把由馈线光纤输入的光信号按功率平均分配到若干输出用户线光纤上。对于上行传输，由无源光分路器把由用户线光纤上传光信号耦合到馈线光纤并传输至OLT。Page 36FTTH重点光器件：无源光分路器重点光器件：无源光分路器 按制按制造工艺分类造工艺分类热熔拉锥型优点：技术成熟，成本低分光比可以可以按 需求制作，可不等 分分光缺点：损耗对光波敏感不能确保均匀分光 传输距离受影响插入损耗

15、受温度影 响大多路分光体积较大PLC-平面波导型优点：损耗对传输光波不敏感分光均匀结构均匀，体积小可以多分路，32路以上多路成本低缺点：器件制作工艺复杂，成 本高在低分路时造价处于劣势Page 37FTTH重点光器件：无源光分路器重点光器件：无源光分路器 按封按封装模式分类装模式分类盒式光分路器尾纤型光分路器卡式光分路器机架式光分路器托盘式光分路器Page 38FTTH重点光器件：光分路器光性能要求重点光器件：光分路器光性能要求Page 39FTTH重点光器件：插片式光分路箱重点光器件：插片式光分路箱旧式光分路箱缺点：体积大、采用尾纤型盒式分光器、穿缆掏纤不便新式塑质光分路箱优点：体积小、兼容

16、插片式分光器、可扩展、无跳接、便于穿缆掏纤，分层管理易维护光分路箱按以下方式分类：按安装方式分类：可分为挂杆式、挂墙式。按箱体材料分类：可分为塑料和金属。按使用环境分类：可分为室外型和室内型。按可安装光分路器基本槽位数量分类：分为2槽、4槽、8槽等。光分路器基本槽位是指1:8插片式光分路器的槽位。Page 40室内垂直光缆室内垂直光缆分支型垂直布线光缆特点：2-12 芯松套管，外绕包高强度聚脂纱加强，高性能护套材料外护单芯子单元光缆结构全介质，优良的阻燃性能适合分散分光应用 大楼内垂直布线的理想光缆特别适合用于在竖井内分散分光的应用场合。束状室内垂直布线光缆特点：0.9mm或0.5mm紧套光纤

17、全介质，优良的阻燃性能全介质，优良的阻燃性能适合分散分光应用 适合集中分光应用特别适合用于在竖井内分散分光的应用场合。Page 41FTTH入户光缆入户光缆 光缆类型8字型结构，着色光纤，非金属加强构件，高性能材料外护特点采用小弯曲半径光纤（G.657），具有优良的抗弯性能光缆易于开剥、固定，方便接续，简化安装和维护光缆适用于现场成端适合室内应用。光缆类型单芯着色光纤，非金属加强构件，金属加强件自承，黑色阻燃材料外护特点采用小弯曲半径光纤（G.657），具有优良的抗弯性能光缆易于开剥、固定，方便接续，简化安装和维护 光缆适用于现场成端 适合架空引入应用。Page 42FTTH入户光缆入户光缆管

18、道蝶形引入光缆光缆类型双芯着色光纤，金属加强件保护，非金属加强构件，黑色低烟无卤护套材料外特点采用小弯曲半径光纤（G.657），具有优良的抗弯性能光缆易于开剥、固定，方便接续，简化安装和维护光缆适用于现场成端适合管道引入应用。Page 43ODN主干主干/配线光缆配线光缆-光缆命名方式光缆命名方式Page 44四、四、FTTH设计设计1、FTTH设计 相关标准2、FTTH网络设计总体原则3、PON传输距离测算4、ODN设计要点Page 45FTTH设计设计 相关标准相关标准国家标准 GB/T 50605-2010住宅区和住宅建筑内通信设施工程设计规范于2010.7.15发布，2011.2.01

19、实施。行业标准 YD/T 5206宽带光纤接入工程设计规范计划于2011年发布。技术适用性 基于EPON、GPON PON技术向10G-EPON、XG-PON等下一代PON技术发展演进时，基于现有规范建设的ODN基本是通用的 未来如采用WDM PON，需将目前采用的光功率分路器调整为光 波长分路器，其余设施基本也是通用的Page 46FTTH网络设计总体原则网络设计总体原则2、带宽规划3、系统组网方式4、FTTH ONU建设及组网5、网管系统1、LT设置方式Page 47OLT设置方式设置方式集中设置在端局、主干光节点可以通过合理控制活接头数量，保证PON的覆盖（按最大光分路比组网）OLT相对

20、集中设置的优缺点便于集中管理有利于后续ODN在线监测的推进 减少有源接入点数量，利于节能减排增加光缆投资OLT不宜普遍下移小区接入点便于集中管理有利于后续ODN在线监测的推进 减少有源接入点数量，利于节能减排增加光缆投资OLT集中设置的条件具备(光进铜退)OLT采用集中设置还是分散设置，技术不是主要考虑因素Page 48带宽规划带宽规划-PON系统内系统内 PON系统内带宽规划 应根据不同业务和不同客户群的需求差异分配相应的带宽 对用户的最大可用带宽进行限速 对于FTTH应用，BRAS或OLT设置为组播复制点 对于FTTB应用，宜将MDU设置为组播复制单个PON树可用带宽技术EPONGPON线

21、路速率（Mbps）下行12502488上行12501244可用带宽（Mbps）下行9502200上行9001000Page 49系统组网系统组网PON系统内部组网系统内部组网 FTTH应用模式ONU设备不宜与FTTB应用模式ONU设备接入同一个PON树 对于FTTH应用，宜采用支持较大分光比的光模块进行组网 对于EPON系统，宜采用PX20+光模块。对于GPON系统，宜采用不低于Class B+等级的光模块。对于同一PON技术的FTTH应用，异厂商OLT与ONU已实现互通组网 EPON、GPON可共OLT平台OLTFTTHFTTB推荐方式OLTFTTBFTTB不推荐方式Page 50FTTH

22、ONU组网方式组网方式单住户网络单元（SFU）网络侧接口以太网口数量POTS口数量EPON1（GE或者FE）0GPON1（GE或者FE）0编号网络侧接口用户侧接口以太网口数量POTS口数量WLAN口数量USB口数量HGU-1EPON4（FE）2（或1）1（或2）1GPON4（FE）2（或1）1（或2）1HGU-2EPON4（或2）（FE）2（或1）00GPON4（或2）（FE）2（或1）00单住户网络单元（SFU）典型的组网场景Page 51网管系统网管系统管理界面HGU由ITMS、PON EMS共同管理PON网管系统和OLT设备主要负责对PON口相关的参数的配置和管理，包括工程建设阶段系统参

23、数预配置、PON网络部署及业务开通阶段参数配置、综合测试以及综合告警管理配置ITMS系统主要负责业务相关的参数的远程配置和管理网管系统配置每个本地网一个厂家的设备集中设一套网管系统，监控该厂家的OLT及ONU设备；当某厂家在本地网内只有SFU/SBU/HGU设备时，可不单独设置网管系统，由OLT设备及其网管系统、ITMS进行管理在本地网网络监控中心设置网元管理系统(EMS)，根据维护和管理需要可配置远程终端禁止在远程终端上进行网络和业务配置等复杂操作PON网管系统PON网管系统应提供与业务激活系统、112测试系统、本地网综合告警系统等之间的接口，并根据工程需要打通相应的连接通道网管服务器网管服

24、务器、网管通道等应提供冗余配置和保护Page 52PON传输距离测算传输距离测算PON传输相关参数参考距离影响因素控制公式Page 53系统组网系统组网PON传输距离测算传输距离测算(1)公式公式Page 54系统组网系统组网PON传输距离测算传输距离测算(2)相关参数相关参数技术光模块类型最大允许插损(dB)EPONPX20上行/下行：24/23.5PX20+上行/下行：28/28OLT侧PX20ONU侧PX20+上行/下行：25/27OLT侧PX20+ONU侧PX20上行/下行：27/24.5GPONClassB+上行/下行：28/28ClassC+上行/下行：32/32传输距离（km）线

25、路维护余量取值（dB）L515L102103光分路器规格插入损耗典型值（dB）123.9此为147.2中国1810.5 企业11613.8规范132值，17.116420.1行业1128规范23.7Page 55系统组网系统组网PON传输距离测算传输距离测算(4)影响因影响因素控制素控制影响因素控制控制分光比选择适当的维护冗量选择合适的光纤类型严格控制活动接头的数量选择允许大插损的设备Page 56ODN设计要点设计要点综体架构分光方式活动接头控制光器件选择光纤选择Page 57总体框架结构总体框架结构Page 58分光方式种类：一级分光与二级分光分光方式种类：一级分光与二级分光Page 59

26、分光方式灵活选择分光方式灵活选择 一级分光相比二级分光综合性能更优 故障点少，且更有利于故障定位 所需的光缆纤芯更多 对于一个固定区域，采用一级分光有两种设置方式 光分路器集中设置（如小区集中设置）有利集中维护管理、提高PON口和光分路器端口使用效率 对设置点空间要求稍高、所需的光缆纤芯多 光分路器分散设置（如小区分片设置）可灵活选点、所需的光缆纤芯少 不利集中维护管理 宜主要采用集中设置方式 为提高PONPON口利用率，也可适当采用二级分光（20112011年广东主推）对于低用户密度区域，适当采用二级分光，有利提高PON口和光分路器端口使用效率，特别是对于采用大光分路比组网的应用 对于旧区域

27、改造，可充分利用现有光缆资源，适当采用二级分光Page 60光纤光缆选择光纤光缆选择 光纤类型 光缆中光纤宜采用G.652D单模光纤 当需要使用弯曲不敏感光纤时，应选用与G.652D光纤相匹配的G.657A单模光纤(我国曾向ITU标准组书面建议作为G.652的一个子类)请注意！不要过分依赖G.657G.657光纤的可弯曲小半径的性能，长期处于小弯曲 半径的状态下应用是要付出使用寿命的优价。因此，建议通过改进施工安装 的措施，避免光纤处于极端弯曲的现象 室外及入户光缆结构 室内垂直布线光缆结构宜采用干式结构紧套光纤非延燃外护层的光缆 室内水平布线光缆结构宜采用干式结构非延燃外护层的光缆 架空入户光缆结构宜采用室内外用自承式，干式结构防潮层非延燃外护层的光缆 管道入户光缆结构宜采用室内外用，干式结构防潮层非延燃外护层的光缆 室内布线入户光缆结构宜采用干式结构非延燃外护层的光缆Page 61Page 62