FTTH宽带基础原理

1、、FTTH及PON根底知识1.1 PON 系统根本原理P0无源光网络 是指OLT光线路终端和 0N光网络单元之间的 0D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 WDIM密集波分复用技术，实现单纤双向传输。1490nmODN1310nmONU/ONT为了别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: 下行数据流采用播送技术；上行数据流采用 TDMA技术；。1.1.1 PON 典型网

2、络结构PON系统主要由OLT ODN和 ONUE局部组成，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。Internetk I2GJ3Q1.1.2 PON系统传输方式上行方向为 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。下行方向为播送方式下行数据播送发送，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。鬟華用户31.2 PON 系统组成PON系统的根本组成有：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

3、络单元ONU/ONT。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：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 容量小，实现容易1U高一体化小设备:2-4个POND, 1 2个上联GE口 .功能简单,GE/10GE7cnGE；10GEnL2ral.jfi(j iiiaTON光接111.2.2 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口丨为光口，用户侧接口有：以太

4、网接口 FE GE POTS接 口 RJ11 E1 接口 CATV接 口ONU设备框图如下列图，其中 PON接口模块是核心局部，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。poNftn控制模 块以太网,FHYFE；GE POTSRJ-11)FEGEPOTS(RJ-11)< CPU1.2.3 FTTH ONU设备分类ONU设备根据用户端的应用方式不同，可分为以下几种类型:1SFU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

5、业务，主要应用于 FTT H的场合可与家庭网关配合使用，以提供更强的业务能力。2HGU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。3SBU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，

6、为OLT与ONI提供光传输手段，完成光信号的传输和功率分配任务。ODN通常呈树型分支结构，主要包含以下设备：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。其他根本器材：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：1FTTN :Fiber To The Node ，光纤到节点2FTTZ :Fiber To The Zone

7、 ，光纤到小区3FTTCab Fiber To The Cabinet，光纤到交接箱4FTTC :Fiber To The Curb ，光纤到路边5FTTB:Fiber To The Buildi ng，光纤到楼6FTTP:Fiber To The Premise，光纤到用户驻地7FTTHFiber To The Home ，光纤到户8FTTOFiber 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

8、网结构如下列图，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。1.6 EPON 和GPON技术比拟相同的拓扑一一P2MP光纤APON1EPON11GPONfsan®岀 * rrip術 准化；IEEE EF制工作组标准 化f编号802険h ;FSAN提出 ITU-T标 准化 G.904,x ；ATM封装；以太网封装；ATM, GEM封装；目前标准化最完魯：国内标准已经制定完 成；關BS题；没有得到市场认可*速率铠快.产品开始在市场上迅封装协议不同mJ -

9、 丁:画昶信联證园Mt标准就卿IEEE:«国电气和與子工理耐会GPO和EPON的主要技术指标比照: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下行效率心悯采用： NKZ扰码.开销 (8co)72%,舉用8B 10S 编码(20%)开销及 前同步码(&%)上行效率-so%(采用：NRZ扰码t开縮(11%)8%,采用：S0 10B 编码(20%) 开館 (12%)实际下行带 观2300 rbp$900 Mbp实际上行芾

10、3£U10 Mbps850 Mbps每用户实际 下行带宽71Mbps (1:32) F 36Mbps (1:64)28Mbpi(l:32)运营、舉护 (OAM&P)CBKI必选“对 ONT进行全套 rcips (战障、配 呈计费、性能、 平安性豐理OAM可选且最低隈庚 地支持' ONT的故障 JS示、环回利链路监 测网络稼护引就主干光纤保护 倒换未理定TDM件摊和内置.吏持昵 TDMJIM式.保障TDM业务质量.电 略仿真可选电路仿穴aw-rY1413 或 MEF 或IETF)时神同歩士注诜路检 测OLSG984J无1.7 10G-EPONIEEE 802.3 av

11、规定了 10Gb/s 下行、1Gb / s 上行的非对称模式 (10/1GBASE -PRX ) 和10Gb/s上下行对称模式(10 GBASE - PR ) 两种速率模式。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 网rid Currantly specified tn 吒EE Sfd. S02.3-2D05Option 2: 10 Gbps downstream / 10 Gbps upstrerimMfBtii.rtfly *riuM|3l«ir G«rti»g 甲闻厲片玉 Wye kar- cF& tp-n.i( i

13、 GrapIFTV 15右罪讣 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标准标准在1G EPON标准根底上增补主要改进定义了新的PMD子层光接口对MPCP协议进行增补，扩展了 ONU的发现方式，支持不同速率 ONU勺共存 采用了新的编

14、码方式和 FEC10G-EPONT作波长 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!恂叫论 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不同速率信号的共存物理层下行：10G与1G信号以 WDM方式共存上行：10G与1G信号以TDM方式共存多点控制协议增补数据链路层 OLT为不同类型的ONI翻开不同的发现窗口 10G 1G注册采用不同的播送 LLIDFTTH线路要求及传输指标2.1 PON系统光链路损耗计算 ONU接收侧光功率=OLT发射光功率-光路损耗只有当ONU接收侧光功率 ONU最小接收光功率时， ONU才能正常工作。 光链路中还要有一定的充裕度：当传输距离W5公里时，光纤充裕度不少于1dB;当传输距离w

16、 10公里时，光纤充裕度不少于 2dB; 当传输距离10公里时，光纤充裕度不少于 3dB。2.2影响光通道衰耗的几个因素ONT头光通道代价：由色散、光笄分北器J光诵道抖动*及光迪道的反衰耗衰耗富裕度射所导致的功率代价.分癖衰耗光通道代 价3KM steam 富猶活损法茎 盘固定衰托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端口间最大差值测试工具

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理论值2.4两种分光比的比照1 : 32# afcbOLT pon 口»*G光MF册足，时 光网络质矗褻求不箭刻.支持5EM以上覆盖： 丿可黑用一级分光F降 低藝级分光带来的插损I /毎PON 口潍负荷小 易于应对寰发潦冲击；乂光链翼预算察张，对 光网络质變求较离.较WSSSKMLUJMfi ;X增加主干光纤数fihx増加OLTPON口敕就平系増加本

18、钱21元 匕黑議丿增加赛级分光芾来的插损: -毎P0闰口施量负荷丈舄利丁应对突彊流滋冲击;2.6分光器的选择目前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开通必备工具盖6062户，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：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