FTTH的原理与组网模式

1、FTTH的原理与组网模式,中国电信集团公司 广州研究院 2011年4月,目 录,FTTH原理及关键技术,FTTH组网架构,FTTH设备及应用,近期光进铜退发展思路及举措,中国电信宽带接入网发展历程,早期接入网主要改造模式,2008年起新建区域的主要建设模式,2009年，逐步规模发展FTTH,接入网传统建设模式,无线接入作为有效补充,4 | Presentation Title | Month 2009,宽带接入技术持续发展,光纤化趋势 FTTH的比例将不断增大， 10G EPON/NG PON将会得到规模部署,宽带化趋势 更高的带宽满足视频多媒体业务需求,更 加 灵 活 多 样 的 接 入 方

2、 式,HDTV,SDTV,高速宽带,交互式媒体,VoIP,IP化趋势 话音及宽带业务融合承载 网络结构更趋于扁平化,宽带化、IP化、光纤化、扁平化是接入网发展趋势,FTTH是固网接入的发展方向,宽带接入网的首要任务大带宽接入 大力推进光进铜退，提升接入带宽是中国电信网络转型的基础 FTTH是方向 宽带接入网的重点多业务承载与QoS保障 DSL具备一定的多业务和QoS能力 基于PON技术的FTTH有明显的优势 宽带接入网的难点可管、可控、可运营 可管可控可运营是PON设备研究一直重视并正在逐步解决的问题,FTTH的目标是要满足大约2030M、甚至更高带宽的业务需求宽带提速，同时满足多业务承载、可

3、管可控可运营等要求,业务应用,家庭网络,家庭网关是家庭网络互连中心、接入控制的枢纽,娱乐,除通信外，视频娱乐是家庭中最重要的业务，通过HDTV和点播实现差异化切入，占据电视屏幕与眼球,FTTH大带宽为家庭业务不断丰富提供可能,PON是实现FTTH的最佳组网模式,无源光网络PON： 点到多点的树形-分支结构 局端设备和用户端设备之间为全无源结构 节省局端机房 节约主干光纤和局端设备的光接口 可扩展性好，便于维护管理,点到点方式： 点到点结构 局端设备和用户端设备之间采用独立的一对或者一根光纤，用户独享，保密性好 局端和用户端各需要1个光收发器 业务透明性好，带宽高，每个用户的上下行带宽都可以达到

4、100甚至1000Mbit 消耗较多的主干光纤,点到多点PON在后期扩容成本、维护管理成本及业务提供能力等方面优于点到点的MC方式,局端 分光器 用户终端 光纤,PON技术与设备正成为宽带接入网建设的主流与趋势,时间(年),EPON已在全球范围获得大规模商用 日本的商用部署3000万线 KT商用部署超过300万线 中国电信目前已部署1600万线 中国网通已进行两次规模采购，超过400万线 接入技术将持续发展（下一代PON），以适应接入带宽持续增长需求,连续发送模块,突发发送模块,快速开启和关断能力 消光比大（10dB）,连续接收模块,突发接收模块,PON关键技术1突发发送和突发接收,补偿因ON

5、U距离不同而产生的时延差异：RTT（Round Trip Time） 在注册过程中，ONU对新加入的ONU启动测距过程 OLT使用RTT来调整每个ONU的授权时间 OLT也可以在任何收到MPCP PDU的时候启动测距功能。 使用注册冲突避让： 在EPON系统中，解决ONU的注册冲突的方案：随机延迟时间法。 在GPON系统中，OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD，从而指定合适的均衡延时参数EqD（Equalization Delay）,RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2,PON关键技术2测距,根据业务的优先级，系统对每个ONU设置SLA，对业务的带宽进行限制

6、。 最大带宽和最小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制，保证带宽根据业务的优先级不同而不同，一般语音业务的优先级最高，视频业务优先级次之，数据业务的优先级最低。 OLT根据业务和SLA及ONU的实际情况进行带宽许可，优先级高的可以得到更高的带宽，满足业务需求。,SLA: ServiceLevel Agreement BW: Bandwidth Maximum：最大带宽 Guaranteed：保证带宽 Minimum：最小带宽,PON关键技术3动态带宽分配（DBA）,主流PON技术：EPON/GPON,EPON IEEE 802.3ah，采用以太网封装 中国电信EPON技术要求V2.1，修订1、

7、2,GPON ITU-T G.984.17，采用GEM封装 中国电信GPON技术要求V1.2,EPON技术与GPON技术的比较,GPON产业链和技术进一步成熟，具备商用条件,GPON国际标准已经定稿，中国电信GPON设备技术要求V1.2对GPON设备的功能、性能的要求比较完善，可满足现网应用需求 GPON设备形态比较丰富，主流厂商的设备已经基本能够满足中国电信“光进铜退”各种典型应用场景的需求 主流厂商均能提供多款适应于不同应用场景的ONU设备，基本满足需求（GPON上行的e8-c网关还比较少） 多数GPON设备的架构、功能、性能、维护管理能力、业务支持能力有所增强，能够满足包括高速上网、IP

8、TV、VoIP等多种业务的需求 GPON设备的网管相比两年前也已经取得了较明显的进步，基本可以满足业务放装和网络维护的需求,GPON的产业链取得较大进展，基本形成了良性的产业链格局,GPON在欧美和部分亚太国家应用规模不断扩大，总商用规模超过1500万端口，占全球光接入的17左右，且比例逐步提高 GPON产业链进一步成熟，元器件与设备价格有较大幅度下降 Class B+的光模块已经成熟 PON芯片供应链进一步壮大，特别是ONU的ASIC芯片供应商也较多（Broadlight、PMC、Cortina、Broadcom、Marvell），产品丰富，OLT侧的ASIC也已基本成熟（Broadligh

9、t、PMC） 市场上设备供应商也较多，形成了充分竞争的格局,GPON技术和设备取得了长足的进步，已达到规模商用水平,EPON、GPON融合部署方案描述,MA5600T,IP网络,ONT,家庭/企业,接入机房,中心机房,管理中心,同平台：主要包括OLT支持G/EPON接口板混插，ONT支持G/EPON双模自适应； 共网管：主要包括网管界面的统一、EMS 北向接口的统一； IT融合：主要包括ONT采用LOID+PASSWORD方式注册；尽量依赖现有IT支撑系统屏蔽E/GPON差异,U2000,OSS/BSS,ODN,Splitter,ONT双模 自适应,1*,OLT G/EPON 统一平台,1,O

10、SS系统,3,G/EPON 统一网管,2,保持原有接口 与业务发放模式,配置界面统一 北向接口统一,支持G/EPON混插 平滑演进到10G PON,自动识别并注册到 G/EPON网络,方案要点,同平台,共网管,IT融合,下一代PON技术与设备进展,10GEPON特点,高达9G的带宽提供能力,高带宽,逻辑距离支持70Km,远距离,现网商用1:128分光比,高分光比,OLT与MDU平滑升级，1G/10G兼容共存，按需部署,平滑演进,10G EPON和1G EPON和谐共存 下行 WDM 上行 双速率,突发模式,1G和10G EPON可按需平滑演进,1G和10G EPON管理运维体系统完全兼容,步骤

11、1,保持原有ODN网络不改变,目 录,FTTH原理及关键技术,FTTH组网架构,FTTH设备及应用,近期光进铜退发展思路及举措,主干光节点,配线光节点,引入光节点,专线、基站接入,用户终端,皮线光缆,MDU,政企专线用户,主干光缆,配线光缆,引入光缆,接入光缆网,接入光缆及ODN网络目标结构及FTTH覆盖场景,移动基站,主干层,配线层,引入层,FTTx ODN网络逻辑架构,分光器,OLT,OLT放置在主干节点,驻地网,宽带接入 分光器放置于配线光节点,分光器,端局,入户铜线,FTTN/B接入,传统点到点光纤接入,FTTH接入,宽带接入 分光器放置于引入光节点,ONU,ODN网络：PON 网络中

12、OLT 以下至用户终端设备之间所有的光缆、光交接配线、光分纤/分路、光接头等线路及器件的总称 示意图中黑色光缆属接入光缆网，主要承载非PON业务 橙色光缆属ODN网络， FTTB场景下全部属于接入光缆网， FTTH场景下部分属于接入光缆网，其余部分属于驻地网,OLT放置在端局,FTTH覆盖场景涉及范围,ODN概述,ODN的组成：从网络结构来看，光分配网由馈线光纤、光分路器和支线组成，它们分别由不同的无源光器件组成，主要的无源光器件有： 光纤光缆：城域光缆、室内调度光缆、蝶形光缆等 光分路器 光纤配线设备：ODF、MODF、OCC、接头盒、分纤盒、分光分纤盒等 光纤连接器：活动连接器、光纤机械式

13、接续子、光纤现场连接器等,ODN网与接入光缆网没有一一对应，分光模式多样，光缆网的节点定义不宜已分光器为主要参照,中继光节点,主干光节点,配线光节点,用户光节点,主干光缆,配线光缆,引入光缆,分光器,OLT,MDU/SFU,小区,楼宇,用户家庭,光交接箱/接头盒/分纤盒,FTTH,FTTH,FTTH,BRAS/汇聚交换机,FTTH模式下的接入光缆网结构以三层为主，节点定义主要参照光交接设施的覆盖范围和安装位置,城市接入光缆网建议按照三层结构规划 用户光节点为光缆网络的末梢节点，主要形态为建筑物内的光缆交接箱/接头盒/用户接入设备 配线光节点将多条引入光缆汇聚后形成配线光缆上联至主干光节点，主要

14、形态为小区/路边的光缆交接箱/接头盒 主干光节点将多条配线光缆汇聚后形成主干光缆上联至中继节点，主要形态为路边的光缆交接箱/光交接间（接入网机房） 楼内皮线光缆不纳入接入光缆网络范畴,中继光节点,主干光节点,配线光节点,用户光节点,主干光缆,配线光缆,引入光缆,进行接入光缆网规划时 ，往往不能明确ODN 的分光模式和分光器 的安装位置，因此光 节点的定义最好对应 到节点的覆盖范围和 安装位置,ODN仅是接入光缆网的 一部分,FTTH规模建设：接入光缆树形为主，小区层面要进行汇聚,出局光缆芯数需求大幅增长，树形结构为主 在1：64分光比下，一个5万容量的母局接入家庭客户所需接入光缆约在1100芯

15、左右 在全部实现FTTH的情况下，未来接入光缆的出局芯数是现有接入光缆芯数的2-4倍 末端小芯数光缆和光交接点数量大量增加 几乎每个建筑物都需要有至少一条小芯数入楼光缆 光交接点数量与现有铜缆交接箱数量相当 ODN对光缆路由中的活动接头数量要求严格 活动接头对线路衰耗影响很大 活动接头数量影响PON系统的传输距离,逻辑拓扑以树形为主 双路由的需求仍然存在,小区层面的汇聚可缩短小芯数光缆的长度，有利于降低投资,扁平结构有利于控制线路衰耗,相关设备在网络中位置示意图,FTTH覆盖模式说明,FTTH全覆盖 全覆盖：接入光缆、楼内垂直光缆、水平皮线光缆、用户光纤面板、分光器、PON端口全程按覆盖用户建

16、设 优势：能够快速提供用户FTTH接入，装维人员只需安装调通ONU 问题：需全程部署光缆，投资最高，近期主要适用于新建区域新建楼宇等场景 FTTH薄覆盖 薄覆盖：接入光缆至引入段，楼内垂直光缆全程配置；水平皮线光缆、用户光纤面板、分光器、PON端口等按覆盖用户的一定比例以下配置 优势：投资最低，可快速覆盖用户；改造一步到位，具备更高带宽（50M以上）提供能力 问题：业务受理和装维流程未理顺，对装维人员技能要求高；市场需普遍提速时，装维响应时间可能难以达到市场要求，需加强装维队伍建设,FTTH覆盖分光及分纤方式说明,分光器级数 一次分光：FTTH覆盖只设置一级分光器，近期以1：32为主，下半年后

17、以1：64为主 二次分光：FTTH覆盖设置两级分光器，根据不同用户情况，分为1:2+1:32、1:4+1:16、1:8+1:8等不同配比，最大为1：64 分光器放置 集中分光：分光器集中于楼洞、楼内接入点、小区光交箱等单一地点集中设置 分散分光（楼层分纤）：分光器在不同楼宇、楼内不同楼层分散设置 分纤方式 集中分纤：水平皮线光缆集中于楼洞或楼内接入点等ODF或光交设施统一布放至用户 分散分纤：水平皮线光缆通过光分配箱等小型分配设置分散布放至用户,城市新建楼宇FTTH建设模式,根据别墅、低层、高层楼宇等不同场景采用一级或二级分光方式 ODN工程建设至用户弱电箱，并预留接头或光纤面板 ONU等设备

18、由装维部门在受理用户申请后上门安装,城市现有楼宇的FTTH改造,根据别墅、低层、高层楼宇等不同场景采用一级或二级分光方式 ODN工程建设完成楼内垂直光缆，并预留接头 装维部门根据业务申请情况布放水平皮线光缆并上门安装ONU终端,典型区域ODN组网高层住宅楼,根据规模大小采用集中或相对集中分光，小区内设置小区机房或光交，内置分光器。 小区内配线光缆选用普通光缆，入户光缆选用单芯室内皮线光缆 弱电井道内安装光分纤盒，皮线光缆一次布放到位，在分纤盒内采用熔接接续（固定连接），用户侧开通时，采用冷接接续。,转换,典型区域ODN组网小高层/多层住宅楼,接头盒/光交,光分纤盒,室内皮线光缆,家庭智能箱,根

19、据规模大小采用集中或相对集中分光，小区内设置小区机房或光交，内置分光器。 小区内配线光缆选用普通光缆，入户光缆选用单芯室内皮线光缆。 光分纤盒采用预埋或明装在架空层，皮线光缆一次布放到位，在分纤盒内采用熔接接续（固定连接），用户侧暂不成端，待用户开通时，采用冷接接续。,普通光缆,长距离,ONU,ONU,ONU,光交/接头,典型区域ODN组网别墅、排屋,光交/接头,短距离,短距离,小区内设置小区机房或光交，内置分光器。 小区内配线光缆选用普通光缆，入户光缆选用单芯管道型皮线光缆。 对于规模不大的别墅群，采用集中分光的形式，配线光缆与入户光缆采用接头方式。 对一些规模较大、用户群相对分散且距离机房

20、较远的用户、管道资源紧张的区域，可以结合实际采用分散分光的形式，在绿化带设置光分线箱，汇聚本区域用户。,入户布线-入书房,说明： 入户光纤在ONU安装位置墙面设光纤面板,2芯皮线光缆成端一芯,另一芯腾空备用 从ONU安装位置敷设2条数据缆（8芯）并连接模块面板，分别到2个房间,其中2芯传语音,4芯传数据(IPTV),适用场景 精装房、预埋暗管的毛坯房,户内布线-综合信息箱,入户光纤成端在综合信息箱,2芯皮线光缆成端一芯,另一芯腾空备用 从综合信息箱敷设2条数据缆（8芯）并成端，分别到2个房间,其中2芯传语音,4芯传数据(IPTV),适用场景 不预埋暗管的毛坯房 注意 1、预留电源插头 2、建议

21、尺寸：400*350*110 3、门板有散热孔,目 录,FTTH原理及关键技术,FTTH组网架构,FTTH设备及应用,近期光进铜退发展思路及举措,主流厂商的EPON OLT设备持续完善，可以满足中国电信FTTH、FTTB、FTTN等场景的要求,OLT成为大容量、高性能的多业务接入与汇聚平台，全面满足FTTX各种场景的功能和性能要求 更高的端口密度和更大的接口容量（单框128PON口） 更大的MAC地址表容量（可达512K）和以太网交换能力（500Gbps960Gbps） 更优化的总线架构和总线带宽 分布式的业务处理功能和灵活的业务交换能力，提供更强大的VLAN处理能力（每个PON口支持的数量2

22、K4K），增强了OLT的组网能力，能够汇聚以太网交换机和DSLAM设备的业务 丰富的接口能力（提供EPON、GPON、P2P、10GEPON等线卡的灵活混插，提供GE、10GE、SDH等多种上联接口）,目前从接口容量、交换能力和组网能力来看，主流厂商的OLT已经达到了A类汇聚交换机的能力，是低成本的多业务接入与汇聚平台,华为MA5680T,中兴C300,烽火AN5516-01,贝尔7342 ISAM FTTU,集团公司的EPON技术规范已经比较全面，能够较好的满足FTTH场景的功能、性能与维护管理方面的要求，并经过多次设备测试验证 OLT和SFU的异厂商设备互通性已经实现 EPON 的家庭网关

23、（E8-C）也已成熟 各省公司均进行了FTTH网络建设和运营，效果良好 FTTH场景的业务开通与运维流程已经形成，IT系统基本就绪,EPON设备完全可以满足FTTH规模部署的要求，利用EPON技术进行FTTH接入网的规模建设条件已经成熟。,EPON OLT和SFU设备完全可以满足FTTH规模部署的要求,家庭接入终端种类较多，尤其在FTTH应用环境下终端种类和应用组合复杂 FTTH应用环境下可单设备应用的终端有EPON上行e8-C、单口SFU、4口SFU、4口SFU（带POTS接口）四种 FTTH应用环境下可多设备应用的终端组合有单口SFU+LAN上行e8-B、单口SFU+LAN上行e8-C、4

24、口SFU+LAN上行e8-B、4口SFU+LAN上行e8-C、4口SFU（带POTS接口） +LAN上行e8-B等,FTTH终端：形态及组网复杂、正在制定简化方案,PON上行e8-C+无线AP,PON上行e8-C,单口光猫+PoE +LAN上行e8-C +无线AP,PON上行e8-C终端,应用场景特点：光纤接入点和有线网络汇集点一致，该点放置无线AP能够满足家庭应用的覆盖需求,组网架构:,设备形态:,简化型PON上行e8-C终端（不含无线模块）+无线AP,应用场景特点：光纤接入点和有线网络汇集点一致，该点放置的无线AP不能完全满足家庭应用的覆盖需求,组网架构:,设备形态：,注：集团后续将组织简

25、化型PON上行e8-C开发，具体产品形态可能有调整。,单口SFU+LAN上行e8-C终端,适用环境特点：有线网络汇集点和光纤接入点不一致,设备形态：,组网架构：,不同接入终端对比分析,EPON上行e8-C的无线覆盖性能改善,方式一：利用无线馈线延伸天线长度，实现天线在信息箱外或开阔性及位置较好的位置安装,方式二：在e8-C终端无线覆盖较差的区域，利用AP设备实现无线优化覆盖,e8-C终端放置位置及用户房型的不同对EPON上行e家终端的无线覆盖性能有不同的影响，尤其是在e8-C终端放置入户信息箱内时，由于信息箱及墙体对无线信号的阻隔和吸收，加上位置较偏，无线覆盖效果会影响较大,改善措施,e8-C

26、设备对业务的支持能力,基本业务已能很好支持 存在问题 采用SIP协议时，部分固话补充功能无法加载，如：三方通话、闹钟业务等；部分业务存在缺陷，如汇线通来显问题等 ONU如果没有备用电源，停电后不能提供话音服务,FTTH ONU备用电源方案,备用电源可供用户自由选配,终端 备用电源 适配器 AC电源线 电源插头 电源插座,目 录,FTTH原理及关键技术,FTTH组网架构,FTTH设备及应用,近期光进铜退发展思路及举措,发达城市新建区域全面推进FTTH网络建设 在中西部欠发达城市，新建小区如果实装率较高（经适房等）或纯语音用户较多，可采用FTTB+LAN方式建设。 对于驻地网布线由开发商完成的情况

27、可因地制宜采用FTTBLAN 近期FTTH光网络建设宜以薄覆盖的方式为主，按需逐步扩容 城市现有区域，对线路超长的用户以FTTH为主进行网络改造 逐步减少成片普遍改造，在高带宽用户需求与分布明确的基础上，有重点、分阶段地实施 避免近期改造完成的用户采用FTTH二次改造，先加强铜缆整治 FTTH光网络建设主要应采用薄覆盖的方式 农村地区可继续以FTTV为主推进行政村通光缆和铜缆退网,FTTH发展的整体思路,南方 - 贯彻落实宽带提速和FTTH建设目标,进一步加大FTTH的建设力度，提升用户接入带宽 2011年南方城市20M接入带宽覆盖率超过70% 按照新建区域80%、改造区域70%的要求加快FTTH建设，全年覆盖家庭超过3000万 在FTTH建设过程中优选GPON技术 优化FTTH规模放号所需端到端流程和相关支撑系统，推广系列化定制终端，尽快实现规模放号,2011年南方分区域的有线宽带网络建设目标,北方 - 因地制宜，推动宽带网络的发展,结合竞争和资源情况，适度加快宽带网络建设 加强驻地网进驻同时注重投资效益 新建宽带网络以FTTH为主 做好管道、局所等配套资源的规划 目前不宜大规模实施宽带接入网改造,主要举措1：实施网格化管理，确保端到端业务带宽能力,网格化管理 依据地理信息（如小区、行政村）将网络覆盖区域划分为多个网格；以网格为单位，管理建设需求，安排网络规划