漫谈有线接入网2

2020/6/7,1,一、规划历程,一、有线接入网概述,五、光缆接入网,六、光缆接入网光纤到户,七、有线接入网的应用,二、电缆接入网,三、光纤通信基础,四、数据通信基础,2020/6/7,2,光纤通信基础,1.光纤基础知识2.光缆基础知识3.光缆连接设备和器件4.接入层光缆网的结构5.接入层光缆网的纤芯分配,2020/6/7,3,1.光纤基础知识,1966年，英籍华人高锟（C.K.Kao）和Hockham预见利用玻璃可以制成衰减为20dB/km的通信光导纤维（简称光纤）。1970年，康宁公司的Maurer等人根据高锟的理论首先制出衰减为20dB/km的光纤。从此，世界进入信息时代。,光纤,光缆,2020/6/7,4,（一）单模光纤的分类,1.光纤基础知识,2020/6/7,5,（二）光纤导光原理,折射定理：n1sin1=n2sin2必须指出的是，根据1=sin-1(n2/n1sin2)，只有当光从折射率大的介质射入折射率小的介质时，即n1n2时，才能产生全反射。例如，当光从玻璃射入空气时能产生全反射；而当光从折射率小的空气射入折射率大的玻璃时，就不可能产生全反射。普通光纤是在纤芯材料（SiO2）中掺杂少量的Ge，使得纤芯的折射率略微高出包层的折射率，满足光的全反射条件。光纤光缆弯曲半径过小，将破环全反射条件，使得光能量泄露，造成光信号大幅衰减甚至通信中断。,1.光纤基础知识,2020/6/7,6,（三）光纤的基本结构及组成,光纤主要由纤芯、包层、涂敷层组成。纤芯的作用是传导光波。包层的作用是将光波封闭在光纤中传播。纤芯和包层均由石英材料构成，只不过是为了形成光波导效应，必须使纤芯折射率高于包层折射率（即n1n2），因而两者石英材料的掺杂情况不同。涂敷层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械的擦伤，同时增加光纤的柔韧性，它一般采用环氧树脂或硅橡胶。目前主流应用的光纤有两种尺寸规格，一种是芯线标称直径规格为62.5um/125um（纤芯直径/包层直径，下同）或50um/125um的多模光纤，一种是芯线标称直径规格为9um/125um的单模光纤。,光纤的组成结构,单模光纤尺寸,多模光纤尺寸,1.光纤基础知识,2020/6/7,7,（四）G.652光纤性能,1.光纤基础知识,2020/6/7,8,G.657光纤又称弯曲不敏感光纤，其最主要的特性是具有优异的耐弯曲特性。按照是否与G.652光纤兼容的原则，G.657光纤划分成了A、B两大类光纤，同时按照最小可弯曲半径的原则，将弯曲等级分为1，2，3三个等级。,（五）G.657单模光纤,普通光纤,G.657A类光纤,G.657B类光纤,1.光纤基础知识,2020/6/7,9,与接入网工程建设最为相关的主要是：弯曲损耗：建设规范化、人员相关知识水平和责任心；接续损耗：施工仪器及设备，人员技能；OH根离子吸收：注意光纤的应用环境，尤其注意阻水及防潮。,G.652光纤弯曲半径不得小于30mm；G.657A1光纤最小推荐的弯曲半径为10mmG.657A2光纤最小推荐弯曲半径为7.5mm；,（六）光纤的损耗,1.光纤基础知识,2020/6/7,10,OH-离子吸收衰耗对光的吸收波长落在10001800nm波长范围，因此在此波长范围内的氢氧根离子的含量多少对光纤的衰耗有重大影响；而且它主要影响较短波长的光，在1400nm波长段呈现很高的吸收峰。,解决损耗的方法：1.选择低衰耗的窗口。2.增大发送机的发光功率，提高接收机的接收灵敏度。3.增加光放大器。,1.光纤基础知识,2020/6/7,11,（七）色散光信号的波长（频率分量），在光纤中会以不同的速度进行传播，导致光脉冲在时域的展宽和畸变，最终在接收端发生码间干扰和误码，这就是色散。,1310,1550,解决色散的方法：1.通过改变光纤的材料和芯径，使零色散点位移至1550窗口附近。2.在设备中增加负色散光纤，以抵消正色散的影响。,G.652,G.655,G.653,非线性效应太强，波分系统开不了,1.光纤基础知识,2020/6/7,12,有！1.预置成端活动连接。（俗称“活接”）2.现场活动连接。（俗称“冷接”，FTTH关键技术）,烦死了！有更简便的方法吗？,（八）光纤熔接通过加热熔化方式使光纤对接，每个熔接点的衰耗要求不大于0.08dB。第一步：去除套塑层。第二步：去除涂覆层。第三步：切割、制备端面。对于单模光纤要求误差小于0.5。第四步：清洗。第五步：光纤熔接至少要求：轴心错位在1.2um以内；轴心倾斜在0.3。以内。第六步：光纤熔接第七步：光纤接头补充强度第八步：现场立刻检测第九步：光纤余长盘留第十步：固定接头,1.光纤基础知识,2020/6/7,13,（九）预置成端活动连接预置成端活动连接由尾纤和光纤适配器组成，每个活动连接点的衰耗要求不大于0.5dB。尾纤：包括纤芯、护层、活动连接器。单头尾纤，只有一端预置有活动连接器，而另一端是纤芯的断头，需要通过熔接与其他光纤相连；双头尾纤，两端都预置有活动连接器。尾纤附件之活动连接器：光纤与光纤之间进行可拆卸（活动）连接的器件。它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对统造成的影响减到最小。光纤适配器(又名法兰盘)：光纤活动连接器与活动连接器之间实现光学连接的器件。,单头尾纤,双头尾纤,活动连接器,光纤适配器（法兰盘）,活动连接（3个）,预置成端活动连接大幅减少了光纤接续时间，但其插头需在工厂预置，无法现场制作。所以预置成端活动连接主要用于机房、光缆交接箱。,1.光纤基础知识,2020/6/7,14,（十一）光纤通信特点,优点（1）容量超大（2）距离长（3）保密性好（4）抗干扰强（5）体积小、重量轻（6）原材料丰富、便宜,缺点（1）机械强度低（2）切断、接续操作复杂（3）分路、耦合不灵活（4）弯曲半径受限,（十）光纤常用技术指标（黄色为接入网常用）,1.光纤基础知识,2020/6/7,15,（一）光缆概述光纤是经不起使用场合的弯折、扭曲和侧压力的作用。欲使光纤能达到通信工程的实用要求，必须像电缆那样，借用传统的绞合、套塑，、属带铠装等成缆工艺，并在缆芯中放置强度元件材料，使之能承受抗拉、抗冲击、抗弯、抗扭曲等机械性能，以保证光纤原有的好的传输性能不变。（二）光缆结构光缆结构分为：（1）缆芯：包括光纤，以及保护光纤的束管、油膏等。（2）加强元件：一般采用圆形钢丝、扇形钢丝、钢绞线或钢管等，也有非金属材料，用以加强光缆的抗拉强度，这是光缆结构与电缆结构的主要不同点。（3）护层：一般采用聚乙烯、铝带、钢带、钢丝等，提供光缆的抗拉、抗压、防水能力。,2.光缆基础知识,2020/6/7,16,中心束管式光缆,2.光缆基础知识,层绞式光缆,中心束管式带状光缆,小问题：前页那根光缆属于哪类？,2020/6/7,17,1.ODF架（光纤配线架）光缆和光通信设备之间或光通信设备之间的配线连接设备，具有大容量的光纤适配器、光纤熔接盘，可对多条光缆进行活动连接、熔接。,3.光缆连接设备和器件,2020/6/7,18,2.光缆交接箱简单地讲，就是室外型的光纤配线架，主要增加了防水、防尘、防盗、防机械损伤等功能。,3.光缆连接设备和器件,2020/6/7,19,3.光缆分纤箱简单地讲，就是小型的光缆交接箱，增加了壁挂功能。,3.光缆连接设备和器件,2020/6/7,20,4.光缆接头盒在架空、管道、直埋等室外敷设条件下，用于光缆的连接、分支、直通，并提供密封、机械保护等功能。,3.光缆连接设备和器件,2020/6/7,21,熔融拉锥型（FBT）,平面波导型（PLC）（1）结构紧凑，高分路比，是目前主用光分路器。（2）类似集成电路芯片的蚀刻工艺。目前PLC芯片几乎由国外集成电路厂家垄断，中国仅是PLC芯片的封装大国。,3.光缆连接设备和器件,5.光分路器,定义：光分路器是指用于实现特定波段光信号的功率辑合、再分配功能的光无源器件。分类：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。,2020/6/7,22,机架式,盒式,微型,托盘式,插片式,3.光缆连接设备和器件,根据封装方式分类,2020/6/7,23,4.接入层光缆网的组网,（一）接入层光缆网架构,2020/6/7,24,4.接入层光缆网的组网,（二）各网元的定义(1)用户光节点AP是指需要有光缆接入的用户建筑物内的光缆末梢节点，一般为光缆分纤箱、分纤盒等小容量配线设施，也可以是基站传输设备、楼道MDU、政企定制终端、用户侧交换机和传输设备等。用户光节点的识别特征是：直接接入用户。(2)配线光节点DP（光分配点）是指用于汇聚多条引入光缆的光交接设施，一般为光交接箱或通信交接间。一个配线光节点覆盖住户约500户以内，覆盖半径约100300米。配线光节点的识别特征是：不直接接入用户，有设置分光器。(3)主干光节点FP（光灵活点）是指用于汇聚多条配线光缆的光交接设施，一般为接入网机房或光交接箱。主干光节点的识别特征是：不设置分光器，仅是调配各光交、交接间之间的光缆，提高光缆网的通融性。用户密度低的区域，主干光节点可以选配。(4)引入光缆从用户光节点上行到配线光节点的光缆定义为引入光缆。(5)配线光缆配线光节点到主干光节点之间、配线光节点到配线光节点之间的光缆定义为配线光缆。(6)主干光缆主干光节点与端局、主干光节点之间的光缆定义为主干光缆。,2020/6/7,25,288芯光缆环,4.接入层光缆网的组网,（三）光灵活点（FP）的妙用,1#,2#,3#,4#,6#,5#,8#,汇聚机房,7#,36D,36D,36D,36D,36D,36D,36D,36D,两年后的纤芯使用情况,要么做“痛苦”的割接调整，但光纤接续太“坑爹”了！,要么新建144芯光缆环，而此时纤芯利用率才67%。,仅光分配点(DP)的方案,从FP点调纤，哪个D