光接入网认证第一篇基础知识

1、中国电信2013年光网工程合作方资格认证培训FTTH概论河南日海恒联通信技术有限公司2013年3 月考试大纲考试大纲n光纤通信基础光纤通信特点光纤基本结构光纤导光原理光纤损耗光缆基本知识nPON网络简介PON基本原理PON系统组成GPON和EPON技术比较nPON网络主要技术指标带宽测算光链路衰耗指标和计算光纤通信的特点光纤的基本结构及组成n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 n1 n2），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

2、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 50 um /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6光纤导光原理n折射定理：n1sin1=n2sin2必须指出的是，根据 1=sin-1(n2/n1)，只有当光从折射率大的介质射入折射率小的介质时，即n2n1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

3、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。7光纤通信的三个低损窗口：850nm，1310nm，1550nm8光纤的损耗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10mm；G.657A2光纤最小推荐弯曲半径为7.5mm；n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；光纤主要传输参数u损耗u色散u传输带宽 9光缆结构及其特点与使用10Q1：光缆结构分为哪三部

4、分？缆芯、加强元件、护层三部分。Q2：缆芯结构有哪四种？层绞式、骨架式、带式、束管式四种。Q3：光缆采用什么措施防潮？1、缆芯内填充油膏2、充气方式。11主流应用光纤性能指标光纤参数单位G.652AG.652BG.652CG.652D模场直径（1310nm）m(8.6-9.5)0.5包成直径m1251纤芯同芯度差m0.6包层不圆度%1光缆截止波长nm1260筛选应力Gpa0.69宏弯损耗1550nmdB0.11625nmdB0.10.10.1色散系数0minnm1300nm0maxnm1324nm零色散斜率S0maxps/nm2*km0.092光缆参数衰减系数最大值1310nmdB/km0.3

5、50.350.350.351550nm0.220.220.220.221625nm0.240.240.24PMDQM=20段，Q=0.01%ps/km1/20.50.20.50.2G.652G.652单模光纤：单模光纤：适用于适用于1310nm1310nm和和1550nm1550nm窗口；在窗口；在13101310波长工作时，理论色散值为零；波长工作时，理论色散值为零；在在15501550波长工作时，传输损耗最小，但色散系数较大波长工作时，传输损耗最小，但色散系数较大主流应用光纤性能指标12G.657单模光纤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.

6、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。ITU-T G.657ITU-T G.657（20092009）A A类类B B类类( (要求与要求与G.652G.652完全兼容完全兼容) ) ( (不要求与不要求与G.652G.652完全兼容完全兼容) )弯曲等级弯曲等级1 1（最小弯曲半径（最小弯曲半径10 mm10 mm）G.657.A1 G.657.A1 - -弯曲等级弯曲等级2 2（最小弯曲半径（最小弯曲半径7.5mm7.5mm）G.657.A2G.657.A2G.657.B2 G.657.B2 弯曲等级弯

7、曲等级3 3（最小弯曲半径（最小弯曲半径5 mm5 mm）- -G.657.B3 G.657.B3 13主流应用光纤性能指标特性单位技术指标G.657.A1G.657.A2G.657.B2G.657.B31310nm模场直径m（8.6-9.5）0.4（8.6-9.5）0.4（6.3-9.5）0.4（6.3-9.5）0.4未成缆光纤的宏弯损耗弯曲半径mm151015107.515107.5107.55弯曲圈数-101101110111111550 nm最大值dB0.25 0.75 0.030.10.5 0.030.10.50.030.080.151625 nm最大值dB11.50.10.210.

8、10.210.10.250.45衰减特性1310nmdB/km0.51310nm 1625nmdB/km0.41383 nm 3nmdB/km0.41550 nmdB/km0.30.31625nmdB/km0.4色散特性零色散波长nm13001324不规定零色散斜率ps/nm2 km0.092偏振模色散特性M-20不规定 Q-0.01%PMDQ 最大值ps/km1/20.20 G.657G.657单模光纤技术指标单模光纤技术指标n光纤通信基础光纤通信特点光纤基本结构光纤导光原理光纤损耗光缆基本知识nPON网络简介PON基本原理PON系统组成GPON和EPON技术比较nPON网络主要技术指标带宽

9、测算光链路衰耗指标和计算EPON基本原理EPON无源光网络是一种点到多点(Point-to-Multipoint Optical Access Network )的光接入网络，是二层采用802.3以太网帧来承载业务的PON系统15ONU-specific packetONU-specific packetSplitter 无无源光分路器源光分路器headerPayloadFCS802.3 frame16EPON下行传输EPON上行传输PON网络结构PON系统在网络中的位置OLT相当于汇聚交换机OLT与ONU之间全程无源ONU家庭家庭公司公司/办公室办公室楼宇楼宇SNIUNI基于基于 PON的光

10、纤接入网络的光纤接入网络核心网核心网用户用户FTTHFTTOFTTBONUONUBRAS/SRIP城域网IPTV/全球眼业务平台Internet软交换/IMS平台OLTBRAS/SRL2汇聚(可选)VOIP业务流IPTV业务流STM-1/E1BACBAC1NTDM业务网络（SDH/DDN/FR/ATM ）ODN1N1N互联网业务流GE/10GENTEPON和GPON技术比较n光纤通信基础光纤通信特点光纤基本结构光纤导光原理光纤损耗光缆基本知识nPON网络简介PON基本原理PON系统组成GPON和EPON技术比较nPON网络主要技术指标带宽测算光链路衰耗指标和计算带宽测算PON系统内单个PON树

11、可用带宽技术EPONGPON线路速率（Mbps）下行12502488上行12501244可用带宽（Mbps）下行9502200上行9001000miPON1)iii(并发比业务用户数业务带宽业务树可用带宽单个PON系统内带宽规划原则应根据不同业务和不同客户群的需求差异分配相应的带宽保证PON系统内不同用户的基本可用带宽高优先级业务的带宽要优先保证对用户的最大可用带宽进行限速对于FTTH应用，宜将OLT设置为组播复制点对于FTTH应用，PON系统内带宽测算公式OLTONU1NN个ONU带的M个用户共享带宽考虑安全冗余，高清、标清IPTV业务所需带宽取：12M/路、3M/路对于FTTB应用，应结合

12、组播复制点设置，测算单个PON树内可容纳的最大用户数ONU1N带宽测算PON系统内（FTTH组网示例）假定所有业务的并发比统一取50%EPON：按164组网，户均业务带宽可达30MGPON：按1128组网，户均业务带宽可达34M假定直播（高清、标清用户各占50%）业务的并发比取100%，其余业务统一取50%EPON：按164组网，户均业务带宽可达27M（开高清） / 18M（开标清）GPON：按1128组网，户均业务带宽可达31M （开高清） / 22M （开标清）注：上述带宽均指下行带宽一般情况下，FTTH应用模式为每户提供20M宽带接入，OLTONU之间不存在带宽瓶颈。带宽测算OLT上联n

13、1j1jjj)ii (并发比）业务用户数业务带宽（业务频道数制式频道带宽制式上联带宽miBTVBTVOLTBTV业务（IPTV组播业务）组播复制点在OLT时，OLT上联带宽计算公式BTV业务组播复制点在BRAS时，OLT上联带宽计算公式当OLT侧不同以太网/IP类业务上联基于物理链路隔离时，应分别计算不同业务的上联带宽 根据所采用的上联链路端口可用带宽（需考虑冗余），计算所需的上联端口数OLT一般采用双链路上联保护）忙时并发比业务用户数业务所需带宽（业务上联带宽miiiiOLT1上联链路冗余系数上联端口可用带宽上联带宽上联端口数OLTOLT带宽测算OLT上联（示例）某OLT局站用户情况局站覆盖

14、IPTV用户1020户（其中高清用户20户，标清用户1000户），业务忙时并发比取0.5，组播复制点设置在BRAS4M宽带上网用户3700户，业务忙时并发比取0.5OLT上联带宽=(20户12M/户+1000户3M/户)0.5+3700户4M/户0.5=9020MOLT上联端口210GE（双上联）思考：如果组播复制点在OLT处，一共有100个频道，每个频道带宽为3M，试计算OLT上联带宽？ODN框架结构此分段为行标定义，需根据接入光缆网规划进行对应分光方式一级分光与二级分光一级分光一级分光二级分光二级分光光分路器级联后总的分路数不得大于系统设计的最大光分路数分段参见接入光缆网规划方法可下移至主

15、干光节点分光方式灵活选择u一级分光方式优点：光分路器集中设置，便于集中维护；结构简化，便于故障定位缺点：为提高分光器端口实装率，分光点宜设置在较高位置，相应增加配线光缆的投资；光分路器集中设置，分光设施体积相对较大，对其安装条件具有一定要求适用场景：新建住宅楼宇区，以及商务楼、别墅区u二级分光方式优点：节省配线光缆投资；一级、二级分光设施体积相对较小，利于选点谈判缺点：分光设施较分散，不利于集中维护；故障定位比一级分光要难适用场景：二次进线楼宇区，以及农村区域光模块选用PON设备采用不同的光模块，可以支持不同的ODN等级EPON在用的光模块主要有：1000BASE-PX20，允许通道插损24d

16、B，支持最高光分路比为1:32，EPON网络部署早期配置，新采购设备已不再配置PX20光模块1000BASE-PX20+，允许通道插损28dB，支持最高光分路比为1:64，当前采购EPON设备均配置PX20+光模块GPON在用的光模块主要有：Class B+，允许通道插损28dB，支持最高光分路比为1:64，现网GPON设备普遍配置Class B+光模块Class C+，允许通道插损32dB，支持最高光分路比为1:128，Class C+光模块已成熟，应主要采用各地在FTTH 规模部署过程中，OLT 及ONU 设备应采用不低于PX20+（EPON）和Class C+（GPON）等级的光模块，O

17、DN 网络光功率全程衰耗应分别控制在28dB 和32dB 以内PON传输距离测算公式FcWDMcAMANAILPL光纤线路（含固定接头）衰减系数PON系统R/S-S/R最大允许通道插损OLT-单个ONU之间所有光分路器插损之和单个活动连接器的损耗WDM器件的插损OLTONU传输距离OLT-单个ONU之间活接头数量线路维护余量存在模场直径不匹配的光纤连接等引入的附加损耗PON传输距离测算相关参数传输距离（km）线路维护余量取值（dB）L51，2)5L102，3)103光分路器规格插入损耗典型值（dB）123.9147.21810.511613.813217.116420.1112823.7波长窗

18、口光纤线路衰减系数（dB/km）1310nm/1270nm0.38（光纤带光纤0.4）1490nm/1577nm0.26（光纤带光纤0.28）线路维护余量活接头连接损耗：0.5dB/个；光分路器连接头损耗按0.25dB/个额外计取。（注：OLT、ONU设备侧的活接头不计算在内）附加损耗：G.652D光纤与模场直径不匹配的G.657B光纤连接时可取0.2dB/连接点光纤衰减系数（含固定接头）1N光分路器插损（2N增加0.3dB）采用最坏值原则进行设计，留足余量！注：1270nm窗口光纤衰减系数要比1310nm窗口大，可统一按0.4dB/km取值进行测算PON传输距离测算示例采用GPON组网，光模块为Class C+（支持最大插损32dB）按1:128设计，一级光分路器为1:8（插损10.5dB），二级光分路器为1:16（插损13.8dB），光分路器总插损24.3dB活接头总插损0.540.2543dB主干、配线光缆纤芯为G.652D，引入光缆纤芯为G.657A，无附加损耗按上行方向（1310nm）光纤衰减系数（含固定接续）0.4dB/km测算线路维护余量：2.5dB传输距离：L（32-24