企业培训_ftth网络建设与装维技能培训教材

1 中国电信FTTH网络建设与装维技能培训第一部分基础知识 2 目录 光纤通信概论PON技术简介 3 光纤通信概论 光的本质 我们日常生活中可见光的波长为390nm 760nm 目前 光纤通信所用的光波长范围在800 1600nm的近红外区 光波是一种电磁波 光是一种按照电磁定律在场内传播的电磁扰动 振动 4 光纤通信系统 光纤通信概论 5 光纤的结构 光纤是由纤芯 包层 涂覆层和护套构成的一种同心圆柱体结构 纤芯 折射率较高 用来传送光包层 折射率较低 与纤芯一起形成全反射条件护套 强度大 能承受较大冲击 保护光纤 光纤通信概论 6 光纤的尺寸 光纤通信概论 7 光纤导光原理 全反射条件 纤芯折射率n1大于包层折射率n2入射角大于等于全反射的临界角 入射角 1 临界角 入射角 1 临界角 入射角 1 临界角 光纤通信概论 8 光纤的类别 目前使用最为广泛 光纤通信概论 9 当前运用的单模石英光纤 如G 652C G 652D已经基本消除氢损 它们的传输带宽 可以从1260nm到1675nm 共有415nm宽度 一般把这415nm宽度划分成O E S C L U六个波段 具体划分方法如下 光纤传输波段划分 光纤通信概论 10 光缆的类型及碟形引入光缆的结构 加强件 阻燃外护套 光纤 加强件 阻燃外护套 光纤 金属自承件 碟形引入光缆 自承式碟形引入光缆 光纤通信概论 11 常用光纤活动连接器类型 SC型 LC型 FC型 ST型 MU型 MT RJ型 光纤通信概论 12 机械式现场组装光纤活动连接器是一种在施工现场采用机械接续方式直接成端的光纤活动连接器 一般用于入户光缆的施工和维护 按产品的制作原理可分为预置光纤机械接续型和直通型 非预置光纤机械接续型 预置光纤机械接续型预置光纤机械接续型是在连接器的插针体中预置一段光纤 该预置光纤与插针体的端面在工厂经过研磨处理 需端接光缆中的光纤与预置光纤通过V型槽和折射率匹配材料进行对准和保护 折射率匹配材料是一种可填充在光纤端面之间用以减小光纤端面间的菲涅尔反射 且折射率大小近似于光纤折射率的材料 机械式现场组装光纤活动连接器 光纤通信概论 13 直通型 非预置光纤机械接续型 直通型 非预置光纤机械接续型 是将需端接光缆中的光纤直通到连接器的插针体端面 机械式现场组装光纤活动连接器 光纤通信概论 组装成功的机械式现场组装光纤活动连接器的光学性能应达到下表的要求 14 现场组装光纤活动连接器的端头内预置光纤 需端接光缆中的光纤与端头内预置光纤用专用熔接机进行熔接 实现接续 热熔式现场组装光纤活动连接器 光纤通信概论 15 在工厂内进行成端 不采用匹配液或者熔接方式 而是直接借鉴普通尾纤的加工方式 用研磨工艺进行加工 预端接蝶形引入光缆 光纤通信概论 1 陶瓷插针 2 外壳 3 衬套 4 弹簧 5 连接套 6 护套 7 卡扣 8 蝶形光缆 16 以非熔接的机械方式通过光耦合连接两根单芯光纤的的装置 主要在光纤发生断缆故障时 可用光纤机械式接续子快速修复线路 无需更换光缆 产品结构单芯光纤机械式接续子最常使用压接式V型槽技术和折射率匹配材料 已达到光纤的对准和夹持 以及补偿光纤切割端面折射率的作用 压接式V型槽技术是指光纤接续时使用上盖下压将金属V型槽闭合 利用V型槽对准原理保证进行接续的光纤具备良好的接触和对准 同时对光纤提供牢固且持久的夹持力 其结构原理如下图所示 单芯光纤机械式接续子 光纤通信概论 17 组装制作要求接续成功的单芯光纤机械式接续子的光学性能应达到下表的要求 单芯光纤机械式接续子 光纤通信概论 18 目录 光纤通信概论PON技术简介 光纤接入的概念 19 根据光纤到达用户侧的位置不同 宽带光接入网的应用方式 建设模式 包括以下几种 这些模式统称为FTTxFTTNFiberToTheNode光纤到节点FTTZFiberToTheZone光纤到小区FTTCabFiberToTheCabinet光纤到交接箱FTTCFiberToTheCurb光纤到路边FTTBFiberToTheBuilding光纤到楼FTTPFiberToThePremise光纤到用户驻地FTTHFiberToTheHome光纤到户FTTOFiberToTheOffice光纤到办公室 FTTH FTTO FTTP以全程光纤的方式实现最终用户的接入 包括家庭用户和企业用户 用户接入设备 如ONU 由单个用户 家庭 企业或办公室 独享 PON技术简介 20 相同的拓扑 P2MP光纤 BPON EPON GPON 封装协议不同 FSAN提出 ITU T标准化ATM封装技术成熟在北美有一定规模商用 IEEE802 3标准以太网封装技术简单 成本低标准完善技术成熟 已经规模应用 FSAN提出 ITU T标准化GEM封装技术较复杂 成本略高标准已完善已商用 目前FTTH常用的PON技术为EPON和GPON 主要的PON技术 PON技术简介 21 相同的拓扑 P2MP光纤 主要的PON技术 PON技术简介 22 上行方向为TDMA方式各ONU上行数据分时发送 各ONU的发送时间与长度由OLT集中控制 PON系统基本原理 PON技术简介 23 下行方向为广播方式下行数据广播发送 每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据 丢弃其他用户的数据 PON技术简介 PON系统基本原理 24 无源光网络 PON 是指一种点对多点的光接入技术及相应系统PON系统的局端设备和远端 用户端设备之间的光分配网络只包含无源器件或设施PON系统的基本组成 光线路终端 OLT 局端设备 光分配网 ODN 光纤环路系统 包含光分路器 光纤光缆及光缆分纤盒 光缆交接箱等一系列无源器件 光网络单元 ONU 用户端设备 PON系统基本原理 PON技术简介 25 PON技术简介 光分路器 光分路器是指用于实现特定波段光信号的功率辑合及再分配功能的光无源器件 光分路器可以是均匀分光 也可以是不均匀分光 类型及基本原理根据制作工艺 光分路器可分为熔融拉锥 FBT 光分路器和平面光波导 PLC 光分路器两种类型 分路器有一个或两个输入端以及两个以上输出端 光功率在输出端为永久性分配方式 光分路器按功率分配形成规格来看 可表示为M N 也可表示为M N M表示输入光纤路数 N表示输出光纤路数 26 PON技术简介 光分路器 熔融拉锥 FBT 光分路器是将两根光纤扭绞在一起 然后在施力条件下加热并将软化的光纤拉长形成锥形 并稍加扭转 使其熔接在一起 熔融拉锥 FBT 光分路器一般能同时满足1310nm和1490nm波长的正常分光 27 PON技术简介 光分路器 平面光波导 PLC 光分路器是基于平面波导技术的一种光功率分配器 用半导体工艺 光刻 腐蚀 显影等技术 制作的光波导分支器件 光波导阵列位于芯片的上表面 分路功能在芯片上完成 并在芯片两端分别耦合封装输入端和输出端多通道光纤阵列 平面光波导 PLC 光分路器的工作波长可在1260nm 1650nm宽谱波段 28 PON技术简介 光分路器 光学性能要求盒式光分路器在工作温度范围内均匀分光的光分路器设备 含插头 安装前应满足下表的光性能指标要求 29 机架式光分路器 微型光分路器 托盘式光分路器 光纤通信概论 光分路器 插片式光分路器 盒式光分路器 产品形态及适用场合 30 PON技术简介 光分路器 常见故障处理光分路器输出端的某个通道或者所有通道指标异常 这是最为常见的故障 通常情况下光分件不良的可能性比较小 主要集中在端口的连接器件上 而连接器又主要集中在插针体的端面上和适配器接口中 一般处理方法为 带插头尾纤型端口清洁异常通道的光纤活动连接器 清洁时应使用蘸有酒精的无脂棉纸 擦拭时应沿着陶瓷面的角度向一个方向擦拭 不应来回擦拭 以防止损坏端面 适配器型端口清洁异常通道的适配器 清洁时应使用专用擦拭棒蘸酒精后将适配器及其内部的插针体的端面进行清洁 PON技术简介 ODN分光方式 ODN 光分配网 以树形结构为主 分光方式可采用一级分光或二级分光 但不宜超过二级 32 OLT与ONU之间信号传输基于IEEE802 3以太网帧采用8B 10B的线路编码 8个数据比特编成10个线路比特 数据速率为上下行对称1Gbps 线路比特率为上下行对称1 25Gbps支持1 64的分光比和10或20公里的传输距离采用WDM方式实现单纤双向传输 上 下行分别使用1310nm波长和1490nm波长进行传输以MAC控制子层的MPCP multipointcontrolprotocol 机制为基础 MPCP通过消息 状态机和定时器来控制访问P2MP的拓扑结构P2P仿真子层是EPON MPCP协议中的关键组件提供了一种专门的运行管理和维护 OAM 机制 实现对链路监控 远端环回 并可以进行扩展以实现业务层管理功能 EPON技术特点 PON技术简介 33 GPON系统的速率包括下行2 5Gbit s 上行1 25Gbit s非对称和上下行2 5Gbit s对称两种 目前的设备通常实现非对称速率GPON物理层传输距离20km 10km可选 可支持1 64的分光比GPON采用波长复用技术实现单纤双向传输 上行波长范围为1290 1330nm 标称波长1310nm 下行波长范围1480 1500nm 标称波长1490nm G 984 5为GPON的波段扩展 提出了3个扩展波段 同时对上行波长范围提出了增强的要求 G 984 6为GPON扩展了传输距离 60kmGPON采用高效的GEM封装方法丰富的ONU管理控制接口 OMCI 功能多种业务类