FTTH宽带基础原理

1、一、FTTH及PON基础知识 1.1 PON 系统基本原理 PON（无源光网络） 是指OLT（光线路终端）和 ONU（光网络单元）之间的 ODN（光分配 网络）全部采用无源设备的光接入网络。 PON是一种点对多点（P2MP的光接入系统，它能够节省光纤资源、ODN无需供电、用 户接入方便和支持多业务接入，是运营商目前大力推行的宽带光纤接入技术，主要有EPON 和GPOF两种技术。 PON系统采用 WDM密集波分复用）技术，实现单纤双向传输。 ONU/ONT 15 / 13 为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，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

2、； 每PON口可以实现最大上行 1.25G ,下行2.5G传输速度。 1.1.1 PON 典型网络结构 PON系统主要由OLT ODN和 ONUE部分组成，其中 ODN不包含有源设备，OLT至ONU 之间通过光分路器连接形成P2MP（点到多点）的结构。 /2G/3G 1.1.2 PON 系统传输方式 蚪“用尸3 上行方向为 TDMA方式 各ONL上行数据分时发送，各 ONU勺发送时间与长度由 OLT集中控制。 0NU1 0HU2 下行方向为广播方式 下行数据广播发送，每个ONI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。 送注恃定ONU 广播方式 :nroNu /的删 Sp

3、Wter ONU3 1.2 PON 系统组成 PON系统的基本组成有： 局端的光线路终端（OLT设备 ODN指用于连接局端 OLT设备和远端ONI设备之间的光分配网络，ODN只包含无源 器件或设施 光网络单元（ONU/ONT。 Passive Optical Network 无源光网络 .ptical Line erminal 吧臥肿I 无谭分托器 I I p i I ptical !etwori( nit 光网球強元 1.2.1 OLT设备介绍 OLT是PON的核心功能模块，OLT在物理上一般以机架的形式呈现。机架式 OLT（大型） 采用插板式结构，功能复杂、容量大，实现难度高。包括如下板卡

4、： 接口板（或者称为线卡） 主交换板 主控板（主控和主交换板可能合在一个板卡） 上联板（GE/10GE 盒式OLT（小型）：1U高一体化小设备：2-4个PON口, 1 2个上联GE 口 .功能简单, 容量小，实现容易 GE/10GEA5D GE/10GEj 口 L2 Switch Fabricf 左交换板) PON接H模块接H扳 PON 按口 8 口板 PON 儿按I 1 1.2.2 ONU设备介绍 ONU位于用户终端和 ODN之间，提供用户接口和多业务接入，ONI上联口（ PON口）为 光口，用户侧接口有： 以太网接口（ FE GE） POTS接 口（ RJ11） E1 接口 CATV接 口

5、 ONU设备框图如图所示，其中 PON接口模块是核心部分，语音处理模块以VoIP的方式 提供语音业务，CPU负责整个ONU的控制和管理（包括与 OLT及网管的通信）。 PON 接口 PON 接口 FE/GE FE/GE POTS(RJ11) POTS(RJ11) 1.2.3 FTTH ONU 设备分类 ONU设备根据用户端的应用方式不同，可分为下列几种类型： （1）SFU （单住户单元）型 ONU :主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终端功能， 具有1或4个以太网接口，提供以太网 /IP业务，可以支持 VoIP业务（内置IAD）或CATV 业务，主要应用于 FTT H的场合（可与家庭网关配合

6、使用，以提供更强的业务能力）。 （2）HGU（家庭网关单元）型 ONU主要用于单独家庭用户，具有家庭网关功能，相当 于带EPONk联接口的家庭网关， 具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少1个USB接口， 提供以太网/IP业务，可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，支持TR-069远程管理。 主要应用于FTTH的场合。 （3）SBU（单商户单元）型 ONU主要用于单独企业用户和企业里的单个办公室，支持 宽带接入终端功能，具有以太网接口和E1接口，提供以太网/IP业务和TDM业务。主要应 用于FTTO的场合。 1.3 ODN 简介 ODN位于ONU和 OLT之间，为OLT与ONL

7、提供光传输手段，完成光信号的传输和功率分 配任务。 先卅站 ODN!常呈树型分支结构，主要包含下列设备: 局端配线设施：光配线架等。 光分配点设施：光配线架、光交接箱、光分线盒、光分路器、光分歧接头盒等。 光用户接入点设施：光分路器、光分线盒、光分歧接头盒等。 用户端接设施：用户智能终端盒、光纤信息面板。 其他基本器材：光缆、光纤连接器、尾纤等。 1.4 FTTH 在PON中的实现 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 FTTx,主要包含： (1) FTTN : Fiber To The Node ，光纤到节点 (2) FTTZ : Fi

8、ber To The Zone ， 光纤到小区 (3) FTTCab Fiber To The Cabinet ，光纤到交接箱 (4) FTTC : Fiber To The Curb ， 光纤到路边 (5) FTTB: Fiber To The Buildi ng ，光纤到楼 (6) FTTP: Fiber To The Premise ，光纤到用户驻地 (7) FTTH Fiber To The Home ， 光纤到户 (8) FTTO Fiber To The Office ，光纤到办公室 其中最主要的应用方式有FTTH FTTB/C、FTTCab FTTH FTTO FTTP以全程光纤

9、的方 式实现最终用户的接入，是最为理想的宽带光纤接入方式。 1.5 FTTH 典型组网结构 FTT H的典型组网结构如图所示，根据用户的不同业务需求及家庭布线情况，家庭网络 可采用不同的家庭组网方式，既可采用有线也可采用有线 +无线AP的接入方式，可方便灵活 地接入语音、宽带数据、IPTV、WLAN等业务。 illume CAn Plinr rhonf WDM + H1 T* I lhJJlib POI flutlK J Hoinr CAl v 1.6 EPON 和GPON技术比较 相同的拓扑一一P2MP光纤 EPON GPON1 IEEE EFM工作组标准 FSAN提出EJ-T标 化t编号8

10、023ah ; 准化 G.984.X : 以太网封装； ATM. GEM封装； 1 |国内标准宙制定完 關as锁； 成； 速率更快. 产品开始在市场上迅 FSAN提出,TU-術 准化； ATM封装； guttural； 没有猬到ms认可* 封装协议不同 ITU T：禺际电（1联證远屋通備准代爾IEEE:畑电FQ电子 N肺协發 F图展示了 EPOt和GPO!技术未来发展的方向、各自的协议栈及支持的业务类型。 GPO!和EPON的主要技术指标对比: GPON (ITU T GJS4) EPON (IFEE S02.3ah) 不行速牽 2500 Mbps 1250 Mbps 上行速率 1250 Mb

11、ps 1250 Mbps 分光比 . 一 、 1:32 下行效率 严心采用： NRZ扰码开销 (S%) -72%,采用:SB/10B 编码(20%) T开销及 前同步码(8?4) 上行效率 j采用： :NRZ扰码.开館 (11%) 8%,采用：8B10B 编码(20%) T开销 (12%) 实馭下行带 2300 Mbps 900 Mbps 实陥上行芾 1110 Mbps 850 Mbps 毎用户实际 不行带宽 Vlbp； (1:32) . 36 Mbps(l;64) 2S Mbps (1:32) 运营、绒护 (OAM 当传输距离w 10公里时，光纤富余度不少于2dB; 当传输距离10公里时，光

12、纤富余度不少于3dB。 2.2影响光通道衰耗的几个因素 ONT 以上图为例进行全径路光功率计算，红色点表示法兰盘，光通道全长3KM光缆共有4 个熔接点。 2.3各种分光器衰耗情况（实测） 砒酬格 端口间最大差值 mx* 1:2 34 dB 0+4 dB 光源光功率 1 : 4 7.2 dB 0.8 dB 光源光功率 1 : 8 107 dB L6dB 光源光功率 1:16 14.8 dB 2+ldB 光源光功率 1: 32 17.8 dB 2A dB 光源光功率 1:64 21.0 dB 27 dB 理论值 2.4两种分光比的对比 1 : 32 p光链路预算充足.对 、 光网络质应要求不苛劇，

13、 支持5KM以上覆盖； *可采用一级分光降 低多级分光带来的橢拥： d毎PON 口流负荷小 ，易于磁对突发滝冲击* /减少主干光纤数量； MiWLT PON 口如 -光锥路预算爲张对 光网络质要求较高，较 律增加主干光纤戳鱼、 增加OLTPON口数量 | ,平摊下来増加成本21元 匕终端:） 难支持5KM以上演羞； 只能采用二Sbt” 咖多级分光带来的插损; -毎PON口谎量负荷大 ,不利于应对突雄流 2.5盒式分光器 采用小盒子封装，可根据需求引出SCFCLC等不同的尾纤。 J “：韭廉 1x32BJC.LPC.2.fl.1 fir.1 a,2dfl 2K4即 HI44M-0I 2.6分光器

14、的选择 目前FTTH小区一级分光一般采用 1： 32的分光器，二级分光一般采用 1： 2+1： 32/1 : 4+1: 16/1 : 8+1: 8的分光器组合方式。 在机房机柜中，为了便于固定，选用机架式分光器。 在FTTH光交箱、光分线箱内，为了节约托盘的位置，一般选用盒式分光器。 对于新建小区，在计算分光器端口时，要有一定的余量，1个1： 64的分光器只能覆 盖6062户，1： 32的分光器只能覆盖 30户。 三、FTTH装维标准 3.1 FTTH 开通必备工具 FTTH装机必备工具： 1、 设备类：ONT（光猫）、FTTH光缆热熔机、光源光功率计、红光笔、手电筒、电钻、 插排 2、线路类

15、：皮线光缆（根据装机环境不同携带室内或室外皮线光缆）、尾纤 （FC-FCFC-SC）、法兰（适配器） 3、工具类：光缆切割刀、螺丝刀（一字/十字）、斜口钳、米勒钳子、皮线光缆开拨器、 酒精、脱脂棉、热缩管、扎带、魔术粘扣、钢丝（穿线使用）、开孔器、锤子、梯子 4、标记类：圆珠笔（非水性 /油性笔）、标签纸 3.2 FTTH 一级分光组网 FTTH级分光：用户与汇聚设备OLT之间只有1个分光器的组网方式被称为一级分光。 一般将大分光比分光器（1： 32/1 : 64）安装于FTTH覆盖区域光缆交接箱中，通过束状尾纤 （光缆）延伸至用户楼宇安装的光纤分线箱中。至用户家中的皮线光缆通过与束状尾纤连接 （法兰盘），再通过安装于光交箱中的分光器汇聚后上联至机房OLT设备。 FTTH一级分光组网方式光衰耗相对较小，一般用于密集覆盖区域，该分光方式网络节 点较少易于维护，用户端口受限于光交箱至楼宇光缆数量。 机房-光交箱（分光器）-楼宇分线箱-用户 一级分光方式示意图： 3.3 FTTH二级分光组网 FTTH二级分光：用户与汇聚设备 OLT之间存在2个及以上（非特殊情况下不建议存在 两个以上分光器）分光器的组网方式被称为二级分光。一般将