四季花园小区宽带FTTH设计方案.doc

四季花园小区宽带FTTH设计方案第一章 绪论1.1传统接入方式的优缺点比较 在宽带接入领域，目前大多数家庭都是使用ADSL（非对称数字用户电路）技术来实现，用户的各种业务通过接入网进入核心网。传统的电信网都是围绕着电话业务的开展来设计的。电话业务的特点是带宽需求小、固定，且业务增长平稳缓慢。目前常用的有基于双绞线的窄带电话接入网技术、宽带综合业务数字网、数字用户线接入技术以及混合光纤同轴电缆接入技术。基于双绞线的窄带电话接入技术的主要目的是提供用户线话音业务的接入，即最常见的话音信号的接入，其用户线配置为：从局端机（即交换接口模块）敷设主干电缆到区域交接箱，在交接箱内成端，再从交接箱敷设配线电缆到各个用户区域的分线盒，每个用户从分线盒通过远端机（即用户接口模块）使用一对双绞线连接到话机上。在需要扩容时，所有用户线设施都不需要改动或升级，只需要在每一对双绞线的交换侧和用户侧分别增添交换接口模块和用户接口模块即可。这也就是我们通常所说的窄带综合业务数字网（N-ISDN，Narrowband Integrated Service Digital Network），窄带综合业务数字网将各种业务纳入到一个共同的网络中，使用户利用一对电话线即可同时获得话音、数据、图像等多种电信业务，实现业务的综合。其主要业务仍然是64Kbit/s的电路交换业务，虽然综合了分组交换业务，但这种综合只是在用户-网络接口上实现的，网络内部仍由各自独立的电路交换和分组交换实体来提供这两类不同的业务。它采用传统的铜线来传输，使用户入网接口处的速率不能高于PCM一次群的速率，这种速率不可能用于传送高速数据或图像业务，从而不能适应新业务发展的需求，此外它对新业务的引入有较大的局限性，只能以固定的速率支持已有的电信业务，很难适应不断出现的新业务的变速率特性和多速率特性的要求。为了克服N-ISDN的这些局限性，B-ISDN随之出现，B-ISDN的宽带（Broadband）是相对于N-ISDN的窄带(Narrowband)而言的，指一个服务或系统所需要的传输通道能力高于T1（1.544Mbit/s，北美系统）或E1（2.048Mbit/s，欧洲系统）速率。B-ISDN中开始引入光纤作为传输媒体，光纤的传输质量比铜缆系统高，可以保证所提供的业务质量，同时减少网络运行中的差错诊断、纠错、重发等环节，从而提高网络的传输速率。B-ISDN是一种定义较完善的网络，对旧有的电路交换网络有很好的继承性和兼容性，然而随着IP技术以突破所有人想象的速度普及和应用，接入网IP化的趋势越来越明显，B-ISDN终将被IP网络所取代。数字用户线接入技术在传统的公众电话交换网的本地用户环路上运行，采用对称或非对称传输模式，利用已大量铺设的电话铜线资源，采用新的调制技术利用电话系统中未使用的高频信号传输数据，以低成本实现用户线的高速化。ADSL利用一对电话线，在用户线的两端各安装一个ADSL调制解调器，该调制解调器利用频分复用技术，将带宽分为3个频段。最低频段部分为0-4kHZ，用于普通电话业务，中间频段部分为25kHZ-138kHZ，用于上行数据信息的传递，最高频段部分为150-550kHZ，用于下行数据信息的传送。ADSL利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大的数据传输容量，能够向终端用户提供8Mbit/s的下行传输速率和1Mbit/s的上行传输速率。数字用户接入线技术采用星形的拓扑结构，用户与用户之间在物理上互相隔离，有很高的安全性，简化了对客户终端安全加密的要求，降低了用户使用门槛，从而扩大了用户的适用范围。每个ADSL用户都独享一条传输线路，在带宽管理上很容易做到灵活多样，可以为每个用户方便地分配不同带宽，从而增加资费的灵活性，方便用户选择自己需要的网络带宽服务。在线路质量方面，ADSL采用了先进的调制技术，如离散多频音(DMT) 等，这些技术可以提供很好的线路检测和自维护功能，能自动根据线路质量、环境干扰、传输距离甚至收发功率来调节各种传输参数，从而满足预定的服务质量要求，使ADSL网络具有很强的自维护和管理功能。但ADSL因为采用了星形的拓扑结构，相对采用总线型的同轴电缆接入网来说，线路投资较大。ADSL是非对称的DSL技术，下行的速率远远大于上行的速率，一般只能作为普通用户的接入方式，不宜用于流量对称的商业用户互联，对流量要求较高的住宅小区也不太合适4。同轴电缆接入网用于广播电视业务的有线电视（CATV，Cable Television）。CATV系统拥有大量用户，传输媒介为同轴电缆，带宽可高达1GHz，利用这一网络资源也可以同时提供话音、视频、数据业务实现三网合一。混合光纤同轴电缆（HFC，Hybrid Fiber Coaxial）接入技术就是为了融合视频业务和电信业务而开发。HFC的分配网络主干部分用光纤，其间可以利用光分配器将光信号分配到各个服务区，在光节点处完成光电转换，再用同轴电缆将信号分配至用户家中。HFC接入技术在从交换机到用户集中点用光传输，从用户集中点到用户则利用现有的同轴电缆CATV分配网络来传送电视、话音和数据等信息，但HFC是一种总线型的接入方式，用户与用户之间互相干扰的问题较为突出，线路故障对用户的影响范围较大。同一条电缆上的用户要互相共享带宽，在密集的住宅区，由于用户过多，一般难以达到较为理想的速率。而且由于HFC共享型的拓扑结构，同一电缆上的所有信息对任何一个用户都是可见的，没办法进行用户间的隔离，安全性是一个不可忽视的问题，现在基本上只能通过在内容层进行加密来保障数据的安全。还有同轴电缆接入网的抗干扰能力差，丢包严重，线路稳定性差，这些也是影响其推广的原因之一。在我国，HFC技术为广电部门在其现有网络上改造后建立宽带网提供了一种现实可行的解决方案4。上述每一种接入技术都有其优缺点，都有其适用的环境。对于网络运营商来说，在宽带接入手段的选择上应以市场、效益为中心。只有满足用户需求，适应市场需要，低成本、高效益的技术才有生命力。因此，运营商在发展宽带业务时应结合自身的特点，充分发挥已有的优势，以不过多地增加成本和降低服务质量为前提，努力寻找技术、市场与效益以及功能、性能与成本的平衡点。1.2 光接入网谁拥有宽带谁就拥有世界。这是宽带网络运营商经常挂在嘴边的一句话。随着互联网的快速发展，网上新业务层出不穷，人们对网络接入带宽的需求持续增加。由于传统的接入技术无法提供长距离及高速宽带等系列服务，渐渐已无法适应固网运营商在原有带宽基础上推出更多新服务，满足用户需求。这就给宽带网络运营商提出了一个“最后一公里”的接入问题。可提供全业务、高速率的光接入网就成为了宽带接入网的最有效的解决方案。光接入网（OAN，Optical Access Network）是采用光纤传输技术的接入网，早期泛指本地交换机或其远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。OAN是一种为双向交互式业务设计的系统，基本业务有7类：普通电话、租用线、分组数据、ISDN基本速率接入、ISDN一次群速率接入、Nx64kbit/s和2Mbit/s。光接入网技术相对于传统的电缆接入网络可以具备更大的带宽和更高的速率，如其接入带宽可以达到2.5Gbit/s，因此，除了上述7种基本窄带业务外，其优势在于可以提供宽带、超宽带业务，如单向广播式业务、高速数据业务、高清数字电视业务等。根据接入网的室外传输设施中是否包含有源设备，OAN又可分为无源光网络（PON,Passive Optical Network）和有源光网络(AON,Active Optical Network),PON采用光分路器分路，AON采用电复用器分路。PON技术中，光配线网全部由光分路器等无源器件组成，不含任何电子器件及电子电源。PON由运营商设置在中心局的OLT、大量邻近终端用户的ONT/ONU、光分配网络ODN组成。OLT是PON和上层骨干网之间的接口；ONT则作为终端用户的服务接口；ODN通过无源器件将一路光信号分成多路光信号传输至各个终端光网络单元。局端的OLT通过一条馈线光缆连接到用户群附近的光纤分配中心，在该点处使用无源分光器件通常可将最多64个用户连接到同一馈线。每个用户有一个光网络终端（ONT）或光网络单元（ONU），负责将各分光器支路和用户自己的网络或设备连接起来。各个用户的大量的数据传送到局端机房后，通过OLT连接到其他电信设备，从而与各上层业务网络相连接。OLT使用1490nm波段在同一光纤上提供话音和数据的下行传输，而ONU/ONT使用1310nm波长提供上行传输，从而实现单纤双向传输，即在同一根光纤上的无干扰双向传输，如需支持视频业务，OLT可以连接到WDM耦合器上，使用1550nm波长复用到同一光纤进行下行传输。相对与铜线而言，光纤具有近乎无限的带宽，光纤替代铜质电缆的应用，不但极大地降低了接入网建设和维护成本，还相当程度地提高了网络整体的服务质量。在PON中，有源模块仅限于在局端机房的OLT和远端用户侧的ONT/ONU上使用。用户网络接口与相关业务节点接口之间全程以光纤作为传输媒质，具备支持现有宽带、窄带业务以及扩展支持未来新业务开展所需的承载能力，可经由网络管理接口进行配置和管理。PON技术可以使多个用户共享一个连接，且在中间传输路径无需任何有源器件大大降低了光纤网络的成本，为接入网“最后一公里”瓶颈的解决提供了一个完善的解决方案。1.3 FTTH及其优势FTTH（Fiber To The Home），即光纤到户。基于PON网络的FTTX是新一代的光纤用户接入网，用于连接电信运营商和终端用户，根据光纤距离用户的远近，光接入网的构建可以分为FTTC、FTTB、FTTH等多种方式，其中FTTH是光纤接入最终也是最理想的方式。FTTH是完全利用光纤传输媒质连接运营商局端和家庭住宅的接入方式，全部由光纤网络连接至终端，光纤网络在用户家终结，引入光纤由单个家庭住宅独享。在FTTH中，接入网的馈线段、配线段和引入段做到全光接入，将ONU光节点部署到用户家中，此时ONU成为ONT，直接提供UNI接口连接用户家庭网络。在FTTH组网模式中，OLT位于城域网局端机房或者小区机房，ONT直接放置在用户家中。对于话音业务，一种方案是使用传统电话模式，在ONT上提供POTS口，在OLT上集成V5协议，接入PSTN交换机；另一种方案是采用VoIP技术，用户使用IP电话，使用PON提供的数据通道，通过数据城域网上的VoIP网关与PSTN互通。在有软交换或NGN设备部署的地方，OLT也可以提供软交换或NGN的接口，通过软交换或NGN提供话音业务。虽然现在移动通信发展速度惊人，但因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求性能相对占优的固定终端，也就是希望实现FTTH。FTTH的魅力在于它具有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。其优势主要有5点：第一，它是无源网络，从局端到用户，中间基本上可以做到无源，从而减少运营商投资成本；第二，它的带宽是比较宽的，长距离正好符合运营商的大规模运用方式；第三，因为它是在光纤上承载的业务，一根光纤直接从局端到用户家中，减少了中间节点，增大带宽的同时，也减少了故障；第四，由于它的带宽比较宽，支持的协议比较灵活，能够满足家庭ITV、视频监控、通话、环境监控等多方面需求，户内有了光缆，避免了用户后期重新布线；第五，随着技术的发展，光纤等设备的成本大大降低，不久将与ADSL技术相当，同时包括点对点、1.25G和FTTH的方式都制定了比较完善的功能。 第二章 FTTH基本概念2.1 PON技术基础2.1.1 PON的系统结构PON系统结构主要由中心局的光线路终端(OLT)、包含无源光器件的光分配网(ODN)、用户端的光网络单元/光网络终端(ONU/ONT ，其区别为ONT直接位于用户端，而ONU与用户之间还有其它网络，如以太网) 组成，在PON系统中，使用一根单芯光纤利用波分复用技术做多波长传输。OLT位于中心机房，提供网络侧接口，同时连接上层核心网络，其功能类似于交换机或路由器。除了提供网络接入、交换功能外，OLT还可以根据用户的不同需求实现带宽分配、网络安全和管理配置。ODN利用无源光分路器将干线光纤中的光信号分配给各个ONT，根据终端用户的位置不同，可采用不同分路比的光分路器做多级连接，其传输范围最远可达20km。ONT/ONU提供LOT方向的PON接口和用户侧业务接口（以太网、电话、视频）。在PON系统规划中，通常采用点到多点的树型拓扑结构。在下行方向，IP数据、语音、视频等多种业务由位于中心局的OLT，采用广播方式，通过ODN中的1：N无源光分配器分配到PON上的所有ONU单元。在上行方向，来自各个ONU的多种业务信息互不干扰地通过ODN中的1：N无源光合路器耦合到同一根光纤，最终送到位于局端OLT接收端，类似于点到点的结构。PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。 PON接入方式由于消除了传输段的有源设备，减少了中间节点的同时好极大程度地降低了衰耗，同时前期投资小，大部分资金要推迟到用户真正接入时才投入。它的传输距离比有源光纤接入系统的短，覆盖的范围较小，但它造价低，无须另设机房，维护容易。因此这种结构可以经济地为居家用户服务9。2.1.2 PON的传输原理在下行方向，PON系统使用1490nm波长传输数据和语音信息，使用1550nm波长传输视频业务。OLT周期性地在PON端口上广播允许接入的时隙的信息，当ONT/ONU上电后，会根据OLT广播时允许接入的信息发起注册请求，OLT接收到请求后，分配给ONT/ONU一个逻辑链路标识，允许ONT/ONU接入。信息的每个数据帧头中包含了ONT/ONU注册时分配给它的逻辑链路标识，该标识证明此数据是发给具有此ID的ONT/ONU。因为所有数据以广播形式发送，所以每个ONT/ONU都将收到全部信息，ONU/ONT根据此标识接收属于自己的信息包，并将其他信息丢弃。为保证安全性，所有ONT/ONU接入时，系统对其进行认证，该认证信息具有唯一性，系统只允许接入通过认证，具有合法认证信息的ONU/ONT；同时，对于给定的ONT/ONU的数据帧，其他ONT/ONU虽然在物理层面上可接收到，但接收到以后首先比较帧头信息，若与自身ID相符，则接收，否则，立刻丢弃；此外，PON系统还从以太网层面利用VLAN隔离，每个ONT/ONU都被划分为不同的VLAN ID，且每个ONT/ONU到OLT的数据都启用了数据加密。在上行方向，采用时分多址技术，在同一光纤中，采用1310nm波长传输数据和语音业务。每个ONT/ONU在不同的时间段发送数据，在光分路器中以物理光能量的方式将来自不同光纤不同时隙的数据复用到同一光纤中。为保证不同ONT/ONU中的数据在耦合到同一光纤时互不干扰，要求所有ONT/ONU和OLT之间保持严格同步，每个ONT/ONU只能在ONT授权给它的时间段内发送数据。PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。2.2 FTTH中应用到的主要设备2.2.1 局端OLTOLT的功能组成可以分为三部分：业务部分、核心部分和公共部分。其中核心部分功能包括汇聚分发和业务处理功能以及ODN适配功能，汇聚分发和业务处理功能完成对不同的业务类型的信息进行处理，包括复用/解复用、业务质量控制、带宽管理、用户隔离和业务隔离、广播和多播等，在上行方向与业务接口功能相连，在下行方向与ODN适配功能相连。ODN适配功能对ODN接口进行分配，一个OLT可以提供至少一个ODN接口，并具有一系列物理光接口的适配功能，包括光/电和电/光转换，物理媒质访问控制以及定时同步功能。OLT业务部分具有业务接口功能，可包括接口适配、接口保护以及需要时具有特定业务的信令处理和媒质传输制式的转换功能。OLT公共部分功能包括供电与OAM功能，供电功能将外部供电转换为所需的电源，在必要时还提供电源保护功能。OAM功能是提供必要的手段来处理所有功能块的操作、管理和维护功能，并提供与网络运营相关的信息。2.2.2 光分路器分光器的作用是将一根纤芯中的光束，通过物理通道，广播到多个纤芯中，以提高主干光纤的利用效率，减少主干光纤的对数。目前有两种类型的光分路器可以满足分光的需要：一种是利用传统的拉锥耦合工艺生产的熔融拉锥式光纤分路器，另一种是基于光学集成技术生产的平面光波导分路器。熔融拉锥技术是将两根或多根光纤捆在一起，然后在拉锥机上熔融拉伸，并实时监控分光比的变化，分光比达到要求后结束熔融拉伸，其中一端保留一根光纤作为输入端，另一端作为多路输出端，目前成熟的拉锥工艺一次只能拉1x4以下的分光器，1x4以上的期间则是用多个1x2连接在一起，再整体封装在分路盒中。这类器件的主要优点是：技术工艺成熟、原料及成本低廉且分光比可根据要求实时监控，可以制作出不等分的分路器。但这类器件的损耗对光波长敏感，通常需要根据波长选用器件，因此本次设计中选用平面波导分光器，该器件属于微光学元件型产品，采用光刻技术，在介质或半导体基板上形成光波导，实现分支分配功能。在半导体刻板上，利用光刻技术雕刻出Y形波导耦合器，将这些Y形波导连接在一起，就构成了逐级分光；反之，也可以将多路光信号合为一路信号，成为合成器。光分路器的主要技术参数有:插入损耗、附加损耗、分光比、隔离度等。插入损耗是指每一路输出相对于输入光损失的dB数；附加损耗是指所有输出端口的光功率总和相对于输入光功率损失的dB数，是体现器件制造工艺质量的重要指标，反映的是器件制作过程的固有损耗，该损耗越小越好；分光比是光分路器各个输出端口的输出功率比值；隔离度是指光分路器的某一光路对其他光路中的光信号的隔离能力。本次设计选用的平面波导型分光器的带宽范围在1260-1610nm之间，可以满足基于PON技术的FTTH网络中使用3个波长的应用。光分路器配置时需考虑设备（OLT）每个PON口和光分路器的最大利用率，应根据用户密度和分布形式选择最优化的光分路器组合方式，ODN的总分光比应根据用户带宽需求来确定，本次设计中采用二级分光，用1：8分光器带一台1：16分光器，为安装、维护方便，两台分光器均放在小区落地光交箱中。光分路器本身必须封装在密封盒内，光分路器引出的软光纤采用2.0mm外护套软光纤，长度需控制在1500mm以内。2.2.3 ONT与ONUONT的功能由三部分组成，即核心部分、业务部分和公共部分。ONT的核心部分功能包括与ODN的接口适配功能和业务处理功能。与ODN的接口适配功能提供一系列物理光接口适配，包括光/电和电/光转换。业务处理功能对于不同的业务类的信息进行处理，如复用/解复用、业务质量控制和安全机制等，上行与ODN适配功能相连，下行与用户业务接口功能相连。复用/解复用功能为各类业务流量实现在ODN方向上的发送和接收提供统一复用的信息传送通道。业务质量控制和安全机制是指为保证ONT业务处理过程中各类业务的QoS、安全等特性所需的对ONT资源和相关业务流量的控制功能。ONT的公共部分功能包括供电和OAM功能，其中供电功能为ONT供电（如交流/直流转换或直流/直流转换），本次设计中采用本地交流/直流供电。ONT具有节能特性，能在备用电池供电条件下正常工作。OAM功能为ONT的所有功能提供处理操作、管理和维护功能。ONT的业务部分提供用户业务接口功能。ONT具备以下功能：1） 可配置的以太网接口。2） 动态带宽分配（配合OLT完成）。3） 安全性功能，支持端口的MAC地址限制，支持数据加密。4） FEC前向数据纠错功能。5） 线路测试功能。6） 本地管理功能，支持本地管理接口，进行对ONT的管理维护功能。7） 业务隔离确保用户安全，不同用户在ONT中不具备二层连接功能，ONT能够限制每个端口的MAC和IP地址数量并能绑定IP地址到某一端口。8） 流量策略功能，包括流量调整功能，上行业务流策略在ONT中完成。ONT需要在以太网入口执行带宽控制。ONU与ONT一样，是PON系统中靠近用户侧的终端处理设备。ONU负责用户终端业务的接入和转发，在上行方向将来自各种不同用户终端设备的业务进行复用，并且编码成同意的信号格式发送到ODN中。在下行方向将不同的业务解复用，通过不同的接口送到相应的终端。与ONT不同的是，ONU用于FTTB场合，具有多个（至少8个）用户侧接口，提供以太网/IP业务。2.2.4 光缆交接箱光缆交接箱，通常又称为街边柜，一般放置在主干光缆上，用于光缆分歧，它是一个无源设备，与原来的铜缆交接箱功能类似，只是将大对数的光缆，通过光缆交接箱后，分为不同方向的几个小对数光缆，当然，这个功能光缆接头盒也可以实现，但不同的是，光缆交接箱可以实现光缆的跳接，也可以用于测试和维护。一般，光缆交接箱是馈线光缆和配线光缆的划分点。2.2.5 入户多媒体箱多媒体箱也称为弱电箱，主要用于对家庭弱电信号进行统一管理分配布线的作用，包括网络、电话、电视、安防等弱电布线，主要避免弱电信号受强电的干扰，提升家庭生活质量。目前，载有语音、图像、数据等信息的信息源，不但线路众多，而且日益复杂，给用户的使用、分布与维护带来诸多不便。因此，采用集成化的弱电集成产品来规范弱电布线已成为未来家庭装修、实现智能建筑的必需项目。为了满足用户对弱电产品的需求，本次设计使用了新型的智能多媒体家居信息接入箱。它能连接语音、数据、图像、安防的传输设备以及用于控制管理的设备装置。从根本上改变住宅家居中用户自行布线造成图像不清，电话信号杂音大，宽带网络速度慢等现象。可以有效的解决家庭电话、因特网、有线电视等的接入问题，可以避免因常规布线系统故障而带来的各种各样网络问题，以及因环境变化而重新布线引起的重复投资，从而不仅节省了物资资源，也节省了人力资源。2.2.6 光缆本工程配线光缆、引入光缆均为松套管层绞式光缆，所用规格为 GYSTA-12D、GYSTA-36D、GYSTA-48D；入户光缆为非金属加强件蝶形光缆（GJFJH），所用规格为GJFJH -1B。 本工程所选用的松套管层绞式光缆为G.652D单模光纤，非金属加强件蝶形光缆为G.657A 单模光纤，其程式、结构等均应满足本地网光缆线路工程技术规范书的要求。主要技术指标要满足“G.652D、G.657A单模光纤主要技术要求表”和“ 接入网用光缆的允许拉伸力和压扁力”的相关要求。 表2-1 G.652D、G.657A 单模光纤主要技术要求序号项目单位技术指标G.652DG.657A1模场直径1310nmm(8.69.5)0.6(8.69.5)0.42包层直径m12511250.73纤心同心度误差m0.60.74包层不圆度1%1%5截止波长cnm12501250cc126012606衰减系数1310nmdB/km0.400.501550nm0.350.307零色散波长范围nm13001324130014208最大零色散点斜率Ps/(nm km)0.0920.19表面应力GPa0.690.6910宏弯损耗半径mm3010圈数10011550nmdB0.1 dB0.75 表2-2 接入网用光缆的允许拉伸力和压扁力敷设方式 允许拉伸力(最小值)（N）允许压扁力(最小值)（N/100mm） 短暂长期 短暂长期 管道、非自承架空15006001000300直埋 3000100030001000直埋4000200030001000水下、直埋10000400050003000水下200001000050003000水下 400002000060004000路面微槽 无压力填补1000300100300有压力填补10003002000750蝶型引入光缆金属加强芯20010022001000非金属加强芯80401000500自承式60030022001000室外光缆垂直布线 12 芯1320400100030012 芯6002001000300水平布线12 芯660200100020012 芯440130100020050m 自承式入户单芯/双芯6602001000300管道入户单芯/双芯44013010002002.3 全程光通道衰减核算6ODN 的光功率衰减与 OBD 的分路比、活动连接数量、光缆线路长度等有关，设计时必须控制 ODN 中最大的衰减值，使其符合系统设备 OLT 和 ONU PON 口的光功率预算要求。 本小区为EPON上行，PON口为PX20+光模块，允许的最大光通道损耗为28dB。核算公式：ODN光链路衰减=+（dB） （式2-1）ODN光链路衰减+M c系统允许的衰减 （式2-2）公式中：为光通道全程n段光纤衰减总和； ：为m个光活动连接器插入衰减总和； ：为f个光纤熔接接头衰减的总和； ：为h个光分路器插入衰减的总和； M c： 光纤富余度。 计算时相关参数取定： 1） 光纤衰减取定： 1310nm 波长时 取 0.36dB/km 1490nm 波长时 取 0.22dB/km 2） 光活动连接器插入衰减取定： 0.5dB/个 3） 光纤熔接接头衰减取定： （1） 分立式光缆光纤接头衰减取双向平均值为：0.08dB/每个接头； （2） 带状光缆光纤接头衰减取双向平均值为： 0.2dB/每个接头； 4） 冷接子双向平均值0.15 dB/每个接头； 5） 光纤富余度Mc （1） 当传输距离5公里时， 光纤富余度不少于1 dB； （2） 当传输距离10公里时，光纤富余度不少于2 dB； 6） 光缆全程衰减：光缆长度（OLT-ONU）X0.22dB+分光器衰耗（dB)+活接头数X0.5dB+固定接头数X0.08dB+富余度1dB=xdB。第三章 FTTH解决方案3.1 四季花园小区情况及设计概述四季花园小区位于兴平市中心大街北段，现共有九栋楼，1#至8#楼已基本完工（尚未装修入住）。建设方要求增强网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，以便于后期提速、升级以及对新业务的融合能力，同时降低对环境条件和供电等要求，基础建设一步到位，简化维护和安装，最大程度降低投资成本。开发商要求建造高档、智能小区，保证每户20M以上带宽，可支持IPTV、VOD点播、视频监控等多种业务。鉴于此，通过与施工方沟通，确定已经具备FTTH综合布线条件。9#楼正在施工，本次工程暂不设计。四季花园1#至8#楼均为6层，一梯两户，除2#和8#楼为四个单元外，其余楼均为三个单元。本次设计1#至8#楼共计用户312个用户。户内的多媒体箱由建设方提供，多媒体箱内电源由用户自行引接。金都雅苑小区位于四季花园西侧，共16栋楼，现均已入住，本次设计需解决其12#、13#楼的宽带接入，根据小区实际要求（业主要求8-10M带宽）以及建设方投资力度，本次工程采用FTTB方式进行综合布线。12#、13#楼均为6层，一梯两户，四个单元。共计96个用户。在每个用户家中新设一个双口信息面板，通过一条五类线连接到大楼宽带箱内。双口信息面板的位置根据用户需求放置于客厅或卧室。本次设计在四季花园内新设一座576芯落地式光缆交接箱，在此光缆交接箱中设置一台1:8和一台1:16光分路器，用1:8分光器，采用二级分光方式带一台1:16分光器。通过管道新布放一条12D光缆至中心大街北段288D落地光缆交接箱，用以解决分光器上连OLT。根据每栋的用户情况，从此新设光缆交接箱往每栋楼通过小区管道敷设一条36D或48D光缆，进入楼内宽带分箱(B7箱)中，与楼内的皮线光缆直熔。入户光缆采用单芯室内非金属蝶形光缆(GJFJH)，从楼内宽带箱(B7箱)通过楼内暗管住户的多媒体箱中。然后从多媒体箱内布放五类线至客厅和主卧室信息点。因兴平市电信局FTTH上连OLT需重新规划，故本次设计暂不考虑上连OLT部分。本设计为兴平市四季花园FTTH宽带接入新建工程一阶段设计。 需布放12芯光缆0.447公里，36芯光缆0.766公里，48芯光缆0.292公里，1芯皮线光缆10.428公里，合计57.384纤芯公里；需要安装 1:8和1:16分光器各 1个,安装576芯落地式光缆交接箱1个。安装24POTS+24FEB类ONU2台，本工程总投资254462元，共计720个信息点，平均每个信息点投资为353.42元。3.2 设计依据1） 中国电信股份有限公司咸阳分公司网络建设部下达的工程设计的委托书。 2） 兴平电信分公司提出的相关建议。 3） 工业和信息化部发布的通信线路工程设计规范YD5102-2010。4） 工业和信息化部发布的通信线路工程验收规范YD5121-2010。 5） 工业和信息化部发布的接入网用蝶形引入光缆YD/T1997-2009。6） 原信息产业部发布的电信工程制图与图形符号YD/T5015-2007。 7） 中国电信集团公司下发的用户驻地网通信设施设计规范DXJS1014-2006 8） 建设部发布的综合布线系统工程设计规范GB50311-2007。 9） 陕西省电信公司2010年6月下发的中国电信陕西公司FTTH建设指导意见。 10） 陕西省电信公司2010年十一月八日下发的“关于印发中国电信陕西公司FTTH工程设计模板的通知”（中电信陕网发201039号文件）。11） 陕西天元通信设计咨询有限公司设计人员现场勘察收集的资料。 3.3 设计准备本次设计过程中，准备工作主要从以下三方面入手：1） 合理规划服务区。本次设计中，四季花园小区位于兴平市中心大街北段，与金都雅苑小区紧邻，本着与建设方接入网规划思路保持一致的原则，本次设计将两个小区规划为同一服务区，考虑到当地用户密度适中，距离局端机房物理距离低于5km，在PON网络的覆盖范围之内，故以局端OLT为服务区中心，从中心大街北段的落地光缆交接箱引入。2） 分析用户组成情况，预测带宽需求。四季花园小区共计312个用户，应建设单位要求，视该用户数为全部目标用户；当地业务习惯以高速上网、网络游戏和IPTV为主，下行流量高于下行流量，带宽预测见表3-1。3） 当前网络资源清查。根据建设方提供的资料，局端OLT可利用资源充足，电源负荷较大，可以满足本次设计需求；从中心大街北段落地光缆交接箱到四季花园小区可利用管道敷设，管道内共有6个管孔，现已占用3个，本次设计需新占管孔。金都雅苑小区12#、13#楼原为ADSL数字用户接入线技术接入，本次设计对其进行改造，使用FTTB+五类线方式覆盖。表3-1 带宽需求预测下行上行 近期中期远期近期中期远期IPTV2-3M5-6M10-12M50kbit50kbit50kbit网游30kbit256kbit2M30kbit256kbit2M视频通信500kbit2M4M500kbit2M4M高速上网2M4-5M10M2M4-5M10M总计4-7M12M5-30M2M6-8M16M3.4管道路由 图 3-1 管道路由图3.4.1路由设计介绍 本设计中，OLT位于兴平市电信局中心机房。OLT一方面将承载各种业务的信号在局端进行汇聚，按照一定的信号格式送入接入网络以便向终端用户传输，另一方面将来自终端用户的信号按照业务类型分别送入各种业务网中。OLT的作用是为FTTH提供网络侧与本地交换机以及本地内容服务器之间的接口，并经ODN与用户侧的ONT/ONU通信。局端OLT设备向ONU以广播方式发送以太网数据；并为ONU动态分配带宽，即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小。通过管道敷设一条12D光缆连接至中心大街北段原有288D落地光缆光接箱中。由于原有288芯交接箱中已有一台1：16分光器，故无需新设分光器，只需通过管道敷设一条12D光缆至四季花园内新设的576芯落地光缆交接箱中。光缆到交接箱采用热熔方式端接，通过跳接方式进行连接。本次设计中，新设576芯落地光交放置在四季花园小区的中心位置，即4#楼与6#楼中间花园处。需要开挖路面3m连接至小区管道。该交接箱中放置1台1：8分光器，再用1：8分光器采用二级分光带一台1：16分光器。再根据小区内每栋楼的住户数量，从该落地光交中，通过管道，敷设36D或48D光缆至每栋楼的宽带分配箱内。宽带分配箱具有光纤分配的功能，该36D/48D光缆在宽带分配箱内与入户单芯光缆直熔，每个住户使用一条单芯光缆从一楼的宽带分配箱通过楼内暗管引接到室内的多媒体箱中。光缆部分到此结束，从局端OLT到用户端多媒体箱全程用光缆敷设，不含任何有源设备，不需要解决供电问题。3.4.2 管道光缆敷设要求51） 光缆敷设前管孔内穿放子孔，光缆选1孔同色子管始终穿放，空余所有子管管口应加塞子保护；2） 按人工敷设方式考虑，为了减少光缆接头损耗，管道光缆应采用整盘敷设；3） 为了减少布放时的牵引力，整盘光缆应由中间分别向两边布放，并在每个人孔安排人员作中间辅助牵引；4） 光缆穿放的孔位应符合设计图纸要求，敷设管道光缆之前必须清刷管孔。子孔在人手孔中的余长应露出管孔15cm左右；5） 手孔内子管与塑料纺织网管接口用PVC胶带缠扎，以避免泥沙渗入；6） 光缆在人（手）孔内安装，如果手孔内有托板，光缆在托板上固定，如果没有托板则将光缆固定在膨胀螺栓，膨胀螺栓要求钩口向下；7） 光缆出管孔15cm以内不应作弯曲处理；8） 每个手孔内及机房光缆和ODF架上均采用塑料标志牌以示区别。 3.5 网络拓扑 图 3-2 网络拓扑图3.5.1 网络拓扑介绍如图3-2所示，光分配网位于OLT和ONT之间，由馈线光缆，光分路器和支线组成，它们分别由不同的无源光器件组成，本次设计中用到的有：光纤、无源光分路器（1：8和1：16各1台）、光纤连接器（包括活动连接器和冷接子）。光分配网将将一个OLT和多个ONT连接起来，提供光信号的双向传输。本次设计共需解决312个住户的FTTH引入，即每个家庭需要一根单芯光纤连接一个独享ONT，住户分布相对比较密集，故OLT与ONT之间采用一点对多点配置，中间设置2个光分路器，按照级联的方式连接，构成多级分光树型拓扑结构。3.5.2 光分路器的相关参数参数 12 14181161321641工作波长 (nm)最大值126016502插入损耗 (dB) 最大值3.97.210.513.817.120.13分光均匀性 (dB)最大值0.60.60.81.21.524回波损耗 (dB)最大值5555555555555偏振相关损耗 (dB)最大值0.20.20.20.30.30.56方向性 (dB) 最大值5555555555557温度稳定性(-40 to 85 C) (dB)最大值0.60.60.60.81.0 1.0 最大值表3-2 本次光分路器指标要求 分光器输出光纤用软光纤以跳接的方式连接到光交面板，如图所示，该光交面板共有576芯光纤接口，除2#楼和8#楼因有48个住户故各占用4行（4x12）光纤接口外，其余各楼各占用3行（3x12）光纤接口。每栋楼使用一条36D/48D光纤从该光交面板连接到大楼宽带分配箱；每个用户从宽带分配箱用直熔的方式引一条单芯入户光缆至室内多媒体箱。3.5.3 光纤的接续光纤的接续一般可分为固定接续（死接头）和能拆卸的连接器接续（活接头）两种，在光缆线路施工中常用的方法为固定接续，其特点是光纤连接后不能拆卸。固定接续有两种方法：熔接法和非熔接法，熔接法的优点是连接损耗小、安全、可靠、收外界因素的影响小，最大的缺点是需要价格昂贵的熔接机具。本次设计中，光纤接续均采用直熔的方式。目前，最先进的熔接方法为电弧熔接法，该方法是结合光纤高温时的熔融性能和高压尖端放电产生的高温，时光纤熔接起来。熔接时采用必要的测试手段来监测，以确保光纤的熔接质量、减少因盘纤带来的附加损耗和封盒可能对光纤造成的损害。光缆线路到达OLT或中间的安装设备（如光缆接线箱）后，需要与局端设备或配线架相连，这种连接称为成端，成端可采用光缆终端盒成端或采用主干光缆与站内的尾光缆固定接续的方式成端。光缆与设备的成端方式主要有直接成端、ODF架成端和终端盒成端。直接成端方式采用T-BOX（线路终端盒）盒，终端盒为盒式结构，有的装在机架顶端的走线道上，有的固定在机架上。线路的光纤同OLT机盘上的尾纤在终端盒内固定连接。采用ODF架成端方式时，光缆线路的光纤与带连接器的尾纤在终端盒内固定连接，尾纤另一端连接插件，接至ODF架或光纤分配盘。光缆进局成端采用终端盒成端方式，光缆进入终端盒后分出的光纤引至连接器插座上（接上尾纤），从OLT来的尾纤通过终端盒的插座相连接，构成光路，终端盒成端方式可将进局光纤与OLT尾纤活动连接。本次设计中，光缆到OLT、中心大街光交、四季花园光交时，都采用成端的方式连接。从四季花园落地光交到各个大楼的宽带分配箱后，用直熔的方式与入户单芯皮线光缆相连。无论成端或直熔，每个接续预留10m，并按一定的曲率半径将预留光缆盘好，以备后用；光缆接续处应位置平稳且远离热源；暂不插入的连接器应戴上防尘帽，以免灰尘污染连接器的光端面，增大连接损耗；同时，每个接续处应有醒目标记。3.6 综合布线图3-3 楼层平面图如图3-3，根据开发商要求，在每户客厅位置安装1个多媒体箱。 图3-4 综合布线示意图3.6.1综合布线介绍如图3-4所示，每个住户从地下室的宽带分配箱中直熔一条皮线光缆，通过楼内暗管引接到室内的多媒体箱中。本次设计中，在多媒体箱内放置ONT设备、RJ45水晶头和RJ11水晶头。ONT设备的作用是对相应用户的不同业务进行复用和解复用，以便在上行方向将各种不同的家庭终端的不同业务信号复用起来在同一传输媒质中传输。在下行方向将不同的业务解复用，通过不同的接口送到相应的用户终端（如电话、电视、计算机等）。多媒体箱中除ONT设备外还有多个水晶头，本次设计中需要用到2个RJ45水晶头和1个RJ11水晶头。水晶头是网络连接中重要的接口设备，因其外观像水晶一样晶莹透亮而得名为水晶头。主要用于连接网卡端口、交换机、电话等。RJ是RegisteredJack的缩写，意为“注册的插座”。RJ是描述公用电信网络的接口，常用的有RJ-11和RJ-45，计算机网络的RJ45是标准8位模块化接口的俗称。使用RJ-45接头时，每条双绞线两头通过安装RJ-45连接器（俗称水晶头）与网卡和集线器 （或交换机）相连。 RJ45插头是一种只能沿固定方向插入并自动防止脱落的塑料接头，专业术语为RJ-45连接器（RJ-45是一种网络接口规范，类似的还有RJ11接口，就是我们平常所用的“电话接口”，用来连接电话线）。双绞线的两端必须都安装这种RJ-45插头，以便插在网卡（NIC）、集线器（Hub）或交换机（Switch）的RJ45接口上，进行网络通讯。 RJ11接口和RJ45接口很类似，但只有4根针脚（RJ45为8根）。在计算机系统 中，RJ11主要用来联接modem调试解调器。本次设计中，RJ11用于电话线。本次设计中，四季花园小区多媒体箱安装位置由开发商指定，多媒体箱内电源由开发商或用户自行引接。为每户客厅提供1个数据点和1个语音点，卧室内提供1个数据点和1个语音点。从多媒体箱内布放1条五类线至客厅数据点，用于解决IPTV，五类线多媒体箱端卡接水晶头，另一端接数据面板；从多媒体箱另布1条五类线经客厅语音点至卧室双口面板，利用其中的三对线解决数据，其他一对线解决语音。3.6.2 本次设计中ONT的选用本次设计中，根据住户的业务要求，选用SFU（单住户单元）型ONT。SUF型ONT的端口参考配置见表3-3。 表3-3 ONT端口参考配置 编号以太网口数 POTS口数CATV RF口SUF-ONT（Type A）10可选SUF-ONT（Type B）21可选SUF-ONT（Type C）42可选 本次设计中选用Type B，该ONT具有两个以太网接口和一个POTS接口，选择一个CATV RF口。SUF型ONT主要用于单独家庭用户，支持宽带接入终端功能，提供以太网业务，可支持CATV业务，用于FTTH场合时，可以与家庭网关配合以提供更强的业务能力。3.6.3 双口信息面板与入户光缆 双口信息面板内含两个模块，通过两个信息插座，分别解决数据和语音业务，面板的主要作用是用以固定模块，保护信息出口处的线缆，起到了类似屏风的作用。为便于穿线及利于维护，穿线管内线缆不得有接头，所