FTTH技术简介及应用.ppt

1、周标,FTTH技术简介及应用,FTTH技术简介及应用,目 录,Page 1,FTTH技术简介,一,二,PON技术,FTTH及光接入网ODN,三,四,FTTH设计,一、FTTH技术简介,Page 2,FTTH定义,Page 3,FTTH(Fiber To The Home），即光纤到户。 FTTH是指将 光网络单 元(ONU)安装在住家用户或企业用户处，是光接入系列中最靠近用户的光 接入网应用类型。下图是FTTH的网络结构。,FTTH发展及现状,FTTH的概念已经有36年的历史，经历了三次发展契机。1978年 法国、加拿大、日本进行FTTH建设；1995年美国、日本进入FTTH 建设高潮。但这两

2、次因为技术的不成熟，成本较高、缺乏市场需求而 夭折。 由于技术的进步、某些国家的宏观信息社会发展政策和电信监管 政策的驱动，2004年起FTTH进入了第三次发展机遇期 。FTTH迎来第 三次建设，主要发达国家已全面进入了光纤到户时代。但因终端成本 限制，中国仍处于实验和试商用阶段。 随着技术的成熟，成本的降低，中国发达地区已基本完成光进铜退。 2013年，我国发布实施“宽带中国”战略。中国电信、中国联通进入 FTTH建设高潮。中国移动已经获得固网接入许可，目前正以惊人的速度 发展FTTH。,Page 4,FTTH的优点,Page 5,FTTH作为一种接入技术，目前已经被认可，技术也已经成熟。

3、其优势是显而易见的。主要体现在以下五点： 1、它是无无源网络，从局端到用户端基本做到无源。 2、带宽较宽，符合运营商大规模运用方式。 3、在光纤上承载业务。 4、支持协议灵活。 5、随着技术的发展，FTTH制定了比较完善的功能。 基于这些优点，FTTH提供大带宽接入的同时，代替铜缆 这种金属资源，降低了成本，且故障点少，维护方便。全面 发展已成大势所趋。,二、PON技术,Page 6,PON技术的来源：宽带接入技术的发展,Page 7,随着用户带宽需求不断增加，宽带接入技术也持续发展，只有基于光纤 接入技术的综合业务接入网能够满足未来宽带互联网业务发展的需求，是未 来宽带固定接入的发展方向,P

4、ON技术带来宽带接入网络结构的变化,Page 8,FTTH的主要技术（P2P和PON）,Page 9,FTTH的主要技术,什么是PON?,Page 10,PSTN,PSTN,PSTN,PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络 PON（Passive Optical Network）的构成,OLT（Optical Line Terminal）光线路终端 ONU（Optical Network Unit）光网络单元 ONT （ Optical Network Terminal）光网络终端 ODN（Optical Distribution Network）光分配网,PON的网络位置,Page

5、 11, xPON在网络中属于接入层； xPON定位于可同时提供语音、高带宽接入的设备； 贯穿PSTN、NGN、IMS不同网络的重要设备类型。,业务控制层 核心承载层 接入层,PON国际技术标准化情况,Page 12,GPON VS EPON,Page 13,GPON与EPON都是在A/BPON的基础上发展起来, 有着共同的技术起源。 ITU和IEEE两标准组织定位的不同导致GPON和EPON在技术理念存在较大差异： ITU-T/FSAN是以会员（运营商为主）身份参与的具有官方性质的通信行业标准化组织，制定的标准 更关注运营商的业务与可运营需求。 EEE是以工程师个人身份参与的电子/电器行业化

6、标准组织，更关注技术的创新和实现，缺乏对运营 商长远需求的理解与分析。,GPON VS EPON,Page 14,PON的关键技术,Page 15,PON关键技术（1）：波分复用,Page 16,PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。,为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向信号，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。,PON关键技术（2）：下行广播方式,Page 17,广播方式,在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID； 在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节； OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时

7、，仅接收符合自己的 LLID的帧或者广播帧。,PON关键技术（3）：上行TDMA方式,Page 18,下行TDMA, OLT接收数据前比较LLID注册列表； 每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧； 分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。,PON技术的优点,Page 19,PON,PON的优点（1） 节约资源,Page 20, P2P N条光纤 2N光收发器 P2P Curb 1条光纤 2N+2光收发器 需要本地电源 大量节约光纤 P2MP（PON） 1条光纤 N+1光收发器 大量节约光纤 大量节约光收发器,PON的优点（2） 稳定可靠,Page 21,

8、信号在PON传输过程中不经过有源电子器件，大大减少了潜在的故障点。 使用无源设备简化了网络层次结构，扁平化的网络结构更易于维护和管理。,PON的优点（3） 支持距离长,Page 22, PON传输距离1020km，完全克服了以太网和xDSL接入方式在距离和带宽上的局限性，大大增强了用户接入方案部署的灵活性。,PON的优点（4） 高带宽,Page 23, PON与xDSL相比带宽更高，可在相当长时间内满足用户对带宽的需求。 EPON的上下行传输速率可以支持1.25Gbps对称速率。,PON的优点（5） 组网灵活,Page 24, PON组网模型不受限制，可以灵活组建树型、星型拓扑结构的网络。 P

9、ON尤其适用于用户接入信息点很分散的场合，实现一根主干光纤可 以满足所有用户接入信息点的接入。,PON的优点（6） 多用途,Page 25, PON是天然的广播网络，采用单纤波分复用技术，可以在OLT端 将有线电视信号叠加进PON网络中传输，在用户端再通过分离 器分离出来，PON既可以传送数据也可以传送有线电视信号。,三、FTTH及光接入网ODN,Page 26,FTTH概述：FTTx术语,Page 27,FTTO是FTTH的一种特殊形式，光网络终端（ONT）设置在商企用户。 FTTZ（光纤到小区）和FTTV（光纤到村）等与光纤到交接箱基本相同的模式统称为 FTTCab。,FTTH光缆网络基本

10、结构模拟图,Page 28,FTTH光缆网络主要设备的功能,Page 29,OLT：提供语音、数据、视频业务网络的互联接口，并实现网络管理 的主要功能。 ONU/ONT：负责向终端用户提供所需的业务接口。 ODN：负责连通OLT与所属的ONU。ODN为OLT与ONU之间提供光 传输手段，其主要功能是完成光信号功率的分配。,ODN简介：ODN组成,Page 30,ODN：主干光缆、光分路器、配线光缆、光缆链接、分配设备（ODF、光交、分纤 箱）。 光纤光缆：主干光缆、配线光缆。 分光器：PLC(1X2、 1X4、 1X8、 1X16、 1X32、 1X64） 光纤配线设备：ODF、光交、接头盒、

11、分纤箱、光分路器箱 光纤链接器件：跳线、尾纤、接续子,ODN简介：ODN中器材使用场景示意,Page 31,常用光器件材料：ODF/光交箱,Page 32,光分配架ODF,光缆交接箱（免跳接）,常用光器件材料：光终端器件,Page 33,光分配架ODF,一体化熔接托盘,光分配架ODF,常用光器件材料：其它光配件,Page 34,FTTH重点光器件：无源光分路器 功能,Page 35, 无源光分路器在ODN中部署在OLT和ONU之间，为无源器件。 对于下行传输，由无源光分路器把由馈线光纤输入的光信号按功率平 均分配到若干输出用户线光纤上。 对于上行传输，由无源光分路器把由用户线光纤上传光信号耦合

12、到馈 线光纤并传输至OLT。,FTTH重点光器件：无源光分路器 按制造工艺分类,Page 36,热熔拉锥型,优点： 技术成熟，成本低 分光比可以可以按 需求制作，可不等 分分光 缺点： 损耗对光波敏感 不能确保均匀分光 传输距离受影响 插入损耗受温度影 响大 多路分光体积较大,PLC-平面波导型,优点： 损耗对传输光波不敏感 分光均匀 结构均匀，体积小 可以多分路，32路以上 多路成本低 缺点： 器件制作工艺复杂，成 本高 在低分路时造价处于劣 势,FTTH重点光器件：无源光分路器 按封装模式分类,Page 37,盒式光分路器,尾纤型光分路器,卡式光分路器,机架式光分路器,托盘式光分路器,FT

13、TH重点光器件：光分路器光性能要求,Page 38,FTTH重点光器件：插片式光分路箱,Page 39,旧式光分路箱 缺点：体积大、采用尾纤型盒 式分光器、穿缆掏纤不便,新式塑质光分路箱 优点：体积小、兼容插片式 分光器、可扩展、无跳接、 便于穿缆掏纤，分层管理易 维护,光分路箱按以下方式分类： 按安装方式分类：可分为挂杆式、挂墙式。 按箱体材料分类：可分为塑料和金属。 按使用环境分类：可分为室外型和室内型。 按可安装光分路器基本槽位数量分类：分为2槽、4槽、8槽等。光分路器基 本槽位是指1:8插片式光分路器的槽位。,室内垂直光缆,Page 40,分支型垂直布线光缆,特点： 2-12 芯松套管

14、，外绕包高强度 聚脂纱加强，高性能护套材料 外护 单芯子单元光缆结构 全介质，优良的阻燃性能 适合分散分光应用 大楼内垂直布线的理想光缆 特别适合用于在竖井内分散分 光的应用场合。,束状室内垂直布线光缆,特点： 0.9mm或0.5mm紧套光纤 全介质，优良的阻燃性能 全介质，优良的阻燃性能 适合分散分光应用 适合集中分光应用 特别适合用于在竖井内分散分 光的应用场合。,FTTH入户光缆,Page 41,光缆类型 8字型结构，着色光纤，非金属加 强构件，高性能材料外护 特点 采用小弯曲半径光纤（G.657）， 具有优良的抗弯性能 光缆易于开剥、固定，方便接续， 简化安装和维护 光缆适用于现场成端

15、 适合室内应用。,光缆类型 单芯着色光纤，非金属加强构件，金属加强件自承，黑色阻燃材料外护 特点 采用小弯曲半径光纤（G.657），具有优良的抗弯性能 光缆易于开剥、固定，方便接续，简化安装和维护 光缆适用于现场成端 适合架空引入应用 。,FTTH入户光缆,Page 42,管道蝶形引入光缆 光缆类型 双芯着色光纤，金属加强件保护， 非金属加强构件，黑色低烟无卤护 套材料外 特点 采用小弯曲半径光纤（G.657），具 有优良的抗弯性能 光缆易于开剥、固定，方便接续， 简化安装和维护 光缆适用于现场成端 适合管道引入应用。,ODN主干/配线光缆- 光缆命名方式,Page 43,四、FTTH设计,P

16、age 44,FTTH设计 相关标准,Page 45,国家标准, GB/T 50605-2010住宅区和住宅建筑内通信设施工程设计规范于2010.7.15发布， 2011.2.01实施。,行业标准, YD/T 5206宽带光纤接入工程设计规范计划于2011年发布。,技术适用性, 基于EPON、GPON PON技术向10G-EPON、XG-PON等下一代PON技术发展演进时， 基于现有规范建设的ODN基本是通用的 未来如采用WDM PON，需将目前采用的光功率分路器调整为光 波长分路器，其余设施基本也是通用的,FTTH网络设计总体原则,Page 46,OLT设置方式,Page 47,集中设置在端

17、局、主干光节点,可以通过合理控制活接头数量，保证PON的覆盖（按最大光分路比组网）,OLT相对集中设置的优缺点,便于集中管理有利于后续ODN在线监测的推进 减少有源接入点数量，利于节能减排 增加光缆投资,OLT不宜普遍下移小区接入点,便于集中管理有利于后续ODN在线监测的推进 减少有源接入点数量，利于节能减排 增加光缆投资,OLT集中设置的条件具备(光进铜退),OLT采用集中设置还是分散设置，技术不是主要考虑因素,带宽规划-PON系统内,Page 48,PON系统内带宽规划, 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 对用户的最大可用带宽进行限速 对于FTTH应用，BRAS或OLT

18、设置为组播复 制点 对于FTTB应用，宜将MDU设置为组播复制,系统组网PON系统内部组网,Page 49,FTTH应用模式ONU设备不宜与FTTB应用模式ONU设备接入同一个PON树 对于FTTH应用，宜采用支持较大分光比的光模块进行组网 对于EPON系统，宜采用PX20+光模块。 对于GPON系统，宜采用不低于Class B+等级的光模块。 对于同一PON技术的FTTH应用，异厂商OLT与ONU已实现互通组网 EPON、GPON可共OLT平台,OLT,FTTH,FTTB,推荐方式,OLT,FTTB,FTTB,不推荐方式,FTTH ONU组网方式,Page 50,单住户网络单元（SFU）,单

19、住户网络单元（SFU）,典型的组网场景,网管系统,Page 51,管理界面,HGU由ITMS、PON EMS共同管理 PON网管系统和OLT设备主要负责对 PON口相关的参数的配置和管理，包 括工程建设阶段系统参数预配置、 PON网络部署及业务开通阶段参数配 置、综合测试以及综合告警管理配置 ITMS系统主要负责业务相关的参数 的远程配置和管理,网管系统配置,每个本地网一个厂家的设备集中设一套网管系统，监控该厂家的OLT及ONU设备；当某厂家在本地网内只有SFU/SBU/HGU设备时，可不单独设置网管系统，由OLT设备及其网管系统、ITMS进行管理 在本地网网络监控中心设置网元管理系统(EMS

20、)，根据维护和管理需要可配置远程终端 禁止在远程终端上进行网络和业务配置 等复杂操作,PON网管系统,PON网管系统应提供与业务激活系 统、112测试系统、本地网综合告 警系统等之间的接口，并根据工 程需要打通相应的连接通道,网管服务器,网管服务器、网管通道等应提供冗余配置和保护,PON传输距离测算,Page 52,系统组网PON传输距离测算(1)公式,Page 53,系统组网PON传输距离测算(2)相关参数,Page 54,系统组网PON传输距离测算(4)影响因素控制,Page 55,ODN设计要点,Page 56,综体架构,分光方式,活动接头控制,光器件选择,光纤选择,总体框架结构,Page 57,分光方式种类：一级分光与二级分光,Page 58,分光方式灵活选择,Page 59, 一级分光相比