FTTH寬帶基礎原理

1、、FTTH及PON根底知識1.1 PON 系統(tǒng)根本原理P0無源光網(wǎng)絡 是指OLT光線路終端和 0N光網(wǎng)絡單元之間的 0D光分配 網(wǎng)絡全部采用無源設備的光接入網(wǎng)絡。PON是一種點對多點P2MP的光接入系統(tǒng)，它能夠節(jié)省光纖資源、ODN無需供電、用戶接入方便和支持多業(yè)務接入，是運營商目前大力推行的寬帶光纖接入技術，主要有EPON和GPOF兩種技術。PON系統(tǒng)采用 WDIM密集波分復用技術，實現(xiàn)單纖雙向傳輸。1490nmODN1310nmONU/ONT為了別離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，采用以下兩種復用技術: 下行數(shù)據(jù)流采用播送技術；上行數(shù)據(jù)流采用 TDMA技術；。1.1.1 PON 典型網(wǎng)

2、絡結構PON系統(tǒng)主要由OLT ODN和 ONUE局部組成，其中 ODN不包含有源設備，OLT至ONU 之間通過光分路器連接形成 P2MP點到多點的結構。Internetk I2GJ3Q1.1.2 PON系統(tǒng)傳輸方式上行方向為 TDMA方式各ONL上行數(shù)據(jù)分時發(fā)送，各 ONU勺發(fā)送時間與長度由 OLT集中控制。下行方向為播送方式下行數(shù)據(jù)播送發(fā)送，每個ONI根據(jù)下行數(shù)據(jù)的標識信息接收屬于自己的數(shù)據(jù)，丟棄其他用戶的數(shù)據(jù)。鬟華用戶31.2 PON 系統(tǒng)組成PON系統(tǒng)的根本組成有：局端的光線路終端OLT設備 ODN指用于連接局端 OLT設備和遠端ONI設備之間的光分配網(wǎng)絡，ODN只包含無源器件或設施光網(wǎng)

3、絡單元ONU/ONT。1.2.1 OLT 設備介紹OLT是PON的核心功能模塊，OLT在物理上一般以機架的形式呈現(xiàn)。機架式 OLT大型 采用插板式結構，功能復雜、容量大，實現(xiàn)難度高。包括如下板卡：接口板或者稱為線卡主交換板主控板主控和主交換板可能合在一個板卡上聯(lián)板GE/10GE盒式OLT小型 容量小，實現(xiàn)容易1U高一體化小設備:2-4個POND, 1 2個上聯(lián)GE口 .功能簡單,GE/10GE7cnGE；10GEnL2ral.jfi(j iiiaTON光接111.2.2 ONU設備介紹ONU位于用戶終端和 ODN之間，提供用戶接口和多業(yè)務接入，ONI上聯(lián)口 PON口丨為光口，用戶側接口有：以太

4、網(wǎng)接口 FE GE POTS接 口 RJ11 E1 接口 CATV接 口ONU設備框圖如下列圖，其中 PON接口模塊是核心局部，語音處理模塊以VoIP的方式提供語音業(yè)務，CPU負責整個ONU的控制和管理包括與 OLT及網(wǎng)管的通信。poNftn控制模 塊以太網(wǎng),FHYFE；GE POTSRJ-11)FEGEPOTS(RJ-11)< CPU1.2.3 FTTH ONU設備分類ONU設備根據(jù)用戶端的應用方式不同，可分為以下幾種類型:1SFU單住戶單元型 ONU :主要用于單獨家庭用戶，僅支持寬帶接入終端功能, 具有1或4個以太網(wǎng)接口，提供以太網(wǎng) /IP業(yè)務，可以支持 VoIP業(yè)務內(nèi)置IAD或

5、業(yè)務，主要應用于 FTT H的場合可與家庭網(wǎng)關配合使用，以提供更強的業(yè)務能力。2HGU家庭網(wǎng)關單元型 ONU主要用于單獨家庭用戶，具有家庭網(wǎng)關功能，相當 于帶EPONk聯(lián)接口的家庭網(wǎng)關， 具有4個以太網(wǎng)接口、1個WLAN接口和至少1個USB接口, 提供以太網(wǎng)/IP業(yè)務，可以支持VoIP業(yè)務內(nèi)置IAD或CATV業(yè)務，支持TR-069遠程管理。 主要應用于FTTH的場合。3SBU單商戶單元型 ONU主要用于單獨企業(yè)用戶和企業(yè)里的單個辦公室，支持 寬帶接入終端功能，具有以太網(wǎng)接口和E1接口，提供以太網(wǎng)/IP業(yè)務和TDM業(yè)務。主要應用于FTTO的場合。1.3 ODN 簡介ODN位于ONU和OLT之間，

6、為OLT與ONI提供光傳輸手段，完成光信號的傳輸和功率分配任務。ODN通常呈樹型分支結構，主要包含以下設備：局端配線設施：光配線架等。光分配點設施：光配線架、光交接箱、光分線盒、光分路器、光分歧接頭盒等。光用戶接入點設施：光分路器、光分線盒、光分歧接頭盒等。用戶端接設施：用戶智能終端盒、光纖信息面板。其他根本器材：光纜、光纖連接器、尾纖等。1.4 FTTH 在PON中的實現(xiàn)根據(jù)光纖到達用戶側的位置不同 ，寬帶光接入網(wǎng)的應用方式 建設模式包括以下幾種 這些模式統(tǒng)稱為 FTTx,主要包含：1FTTN :Fiber To The Node ，光纖到節(jié)點2FTTZ :Fiber To The Zone

7、 ，光纖到小區(qū)3FTTCab Fiber To The Cabinet，光纖到交接箱4FTTC :Fiber To The Curb ，光纖到路邊5FTTB:Fiber To The Buildi ng，光纖到樓6FTTP:Fiber To The Premise，光纖到用戶駐地7FTTHFiber To The Home ，光纖到戶8FTTOFiber To The Office，光纖到辦公室其中最主要的應用方式有FTTH FTTB/C、FTTCab FTTH FTTO FTTP以全程光纖的方式實現(xiàn)最終用戶的接入，是最為理想的寬帶光纖接入方式。1.5 FTTH 典型組網(wǎng)結構FTT H的典型組

8、網(wǎng)結構如下列圖，根據(jù)用戶的不同業(yè)務需求及家庭布線情況，家庭網(wǎng)絡可 采用不同的家庭組網(wǎng)方式，既可采用有線也可采用有線 +無線AP的接入方式，可方便靈活地接入語音、寬帶數(shù)據(jù)、IPTV、WLAN等業(yè)務。1.6 EPON 和GPON技術比擬相同的拓撲一一P2MP光纖APON1EPON11GPONfsan®岀 * rrip術 準化；IEEE EF制工作組標準 化f編號802険h ;FSAN提出 ITU-T標 準化 G.904,x ；ATM封裝；以太網(wǎng)封裝；ATM, GEM封裝；目前標準化最完魯：國內(nèi)標準已經(jīng)制定完 成；關BS題；沒有得到市場認可*速率鎧快.產(chǎn)品開始在市場上迅封裝協(xié)議不同mJ -

9、 丁:畫昶信聯(lián)證園Mt標準就卿IEEE:«國電氣和與子工理耐會GPO和EPON的主要技術指標比照:GPON (ITU TC-Oii)EPON (IEEE WJab )下行連率2500 "hjy12 SO Mbps上行通率12S0Mbps1250 Mbps分光比1:64. A-.1:12S1:32下行效率心憫采用： NKZ擾碼.開銷 (8co)72%,舉用8B 10S 編碼(20%)開銷及 前同步碼(&%)上行效率-so%(采用：NRZ擾碼t開縮(11%)8%,采用：S0 10B 編碼(20%) 開館 (12%)實際下行帶 觀2300 rbp$900 Mbp實際上行芾

10、3£U10 Mbps850 Mbps每用戶實際 下行帶寬71Mbps (1:32) F 36Mbps (1:64)28Mbpi(l:32)運營、舉護 (OAM&P)CBKI必選“對 ONT進行全套 rcips (戰(zhàn)障、配 呈計費、性能、 平安性豐理OAM可選且最低隈庚 地支持' ONT的故障 JS示、環(huán)回利鏈路監(jiān) 測網(wǎng)絡稼護引就主干光纖保護 倒換未理定TDM件攤和內(nèi)置.吏持昵 TDMJIM式.保障TDM業(yè)務質(zhì)量.電 略仿真可選電路仿穴aw-rY1413 或 MEF 或IETF)時神同歩士注詵路檢 測OLSG984J無1.7 10G-EPONIEEE 802.3 av

11、規(guī)定了 10Gb/s 下行、1Gb / s 上行的非對稱模式 (10/1GBASE -PRX ) 和10Gb/s上下行對稱模式(10 GBASE - PR ) 兩種速率模式。BO2.3ah： 1 Gbps downstream / 1ufistreampMrinfc "刊 ft T UMHI! k H Ip和m IL pillJU HA|3.|lllTHiL4Ua HfcipaONUr Option 1: 10 Gbps downstream / 1 Gbps yphstream丿 Prqv ding mo re downstr&am bandwidth tn snip po

12、rt advanced digital TV services"The first wmintrcial FTTH Vedtnokhgy witti Gigabit bandwidth depl»y«ci in the 網(wǎng)rid Currantly specified tn 吒EE Sfd. S02.3-2D05Option 2: 10 Gbps downstream / 10 Gbps upstrerimMfBtii.rtfly *riuM|3l«ir G«rti»g 甲聞厲片玉 Wye kar- cF& tp-n.i( i

13、 GrapIFTV 15右罪訃 5 0 EM rs社盒5 Gb p吐Inltnnel:. G胃mirij.止 p.于 Gia y* Support for advanced, band widen-intc nstve upstream and owYHtroa m services Siuc口心瓚 for more 5ub$cfibers ./ d&nse deploymcritc / MDU markets10G-EPON標準標準在1G EPON標準根底上增補主要改進定義了新的PMD子層光接口對MPCP協(xié)議進行增補，擴展了 ONU的發(fā)現(xiàn)方式，支持不同速率 ONU勺共存 采用了新的編

14、碼方式和 FEC10G-EPONT作波長 10Gb/s 下行：1575 1580nm 1577nm 10Gb/s 上行：1260 1280nm 1270nm 1Gb/s 上行：1260 1360nm 1310nmtOG upstream10G downstream1G upstreamRF video1G downstreamW«v4lenglhbrmniniiiruiii1111!恂叫論 i BIHIlIllllllllllHillIl n:>«iiiiiiiinn< Upstreamr i.-i 1Dcwnstream 今1 1310(1 1260-1360

15、n mi. t_y12601360nmlOGb/sJ?Onmin10G-10G ONU1DG-1GONU1G-1GONU不同速率信號的共存物理層下行：10G與1G信號以 WDM方式共存上行：10G與1G信號以TDM方式共存多點控制協(xié)議增補數(shù)據(jù)鏈路層 OLT為不同類型的ONI翻開不同的發(fā)現(xiàn)窗口 10G 1G注冊采用不同的播送 LLIDFTTH線路要求及傳輸指標2.1 PON系統(tǒng)光鏈路損耗計算 ONU接收側光功率=OLT發(fā)射光功率-光路損耗只有當ONU接收側光功率 ONU最小接收光功率時， ONU才能正常工作。 光鏈路中還要有一定的充裕度：當傳輸距離W5公里時，光纖充裕度不少于1dB;當傳輸距離w

16、 10公里時，光纖充裕度不少于 2dB; 當傳輸距離10公里時，光纖充裕度不少于 3dB。2.2影響光通道衰耗的幾個因素ONT頭光通道代價：由色散、光笄分北器J光誦道抖動*及光迪道的反衰耗衰耗富裕度射所導致的功率代價.分癖衰耗光通道代 價3KM steam 富猶活損法莖 盤固定衰托1江28分光1:4+1:3228.2152dB8*05=435 J1:64分光1:2+1:322L21S2dB8*05-429.5垃2分光1:3217,8152dB6*05=3243以上圖為例進行全徑路光功率計算，紅色點表示法蘭盤，光通道全長3KM光纜共有4個熔接點。2.3各種分光器衰耗情況實測端口間最大差值測試工具

17、1:23.4 dB0,4 dB光源光功率1:47.2 dB0.8 dB光源光功率1:8107 dB1.6 dB光源光功率1 :1614.8 dB21 dB光源光功率1 :3217.8 dBN4dB光源光功率1 :6421.0 dB2JdB理論值2.4兩種分光比的比照1 : 32# afcbOLT pon 口»*G光MF冊足，時 光網(wǎng)絡質(zhì)矗褻求不箭刻.支持5EM以上覆蓋： 丿可黑用一級分光F降 低藝級分光帶來的插損I /毎PON 口濰負荷小 易于應對寰發(fā)潦沖擊；乂光鏈翼預算察張，對 光網(wǎng)絡質(zhì)變求較離.較WSSSKMLUJMfi ;X增加主干光纖數(shù)fihx増加OLTPON口敕就平系増加本

18、錢21元 匕黑議丿增加賽級分光芾來的插損: -毎P0閏口施量負荷丈舄利丁應對突彊流滋沖擊;2.6分光器的選擇目前FTTH小區(qū)一級分光一般采用1： 32的分光器，二級分光一般采用 1： 2+1： 32/1 :4+1： 16/1 : 8+1： 8的分光器組合方式。在機房機柜中，為了便于固定，選用機架式分光器。在FTTH光交箱、光分線箱內(nèi)，為了節(jié)約托盤的位置，一般選用盒式分光器。對于新建小區(qū)，在計算分光器端口時，要有一定的余量，1個1： 64的分光器只能覆1: 32的分光器只能覆蓋 30戶。三、FTTH裝維標準3.1 FTTH開通必備工具蓋6062戶，F(xiàn)TTH裝機必備工具:1、 設備類：ONT光貓、FTTH光纜熱熔機、光源光功率計、紅光筆、手電筒、電鉆、 插排2、線路類：皮線光纜根據(jù)裝機環(huán)境不同攜帶室內(nèi)或室外皮線光纜、尾纖FC-FCFC-SC、法蘭適配器3、工具類：光纜切割刀、螺絲刀一字/十字、斜口鉗、米勒鉗子、皮線光纜開撥器、 酒精、脫脂棉、熱縮管、扎帶、魔術粘扣、鋼絲穿線使用、開孔器、錘子、梯子4、 標記類：圓珠