FTTH技术简介及应用.ppt

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 FiberToTheHome 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 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 PON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 PassiveOpticalNetwork 的构成 OLT OpticalLineTerminal 光线路终端ONU OpticalNetworkUnit 光网络单元ONT OpticalNetworkTerminal 光网络终端ODN OpticalDistributionNetwork 光分配网 PON的网络位置 Page 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 GPONVSEPON 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 GPONVSEPON 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 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 P2PCurb 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 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10 20km 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 PON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 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 FTTH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 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 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 Page 44 FTTH设计相关标准 Page 45 国家标准 GB T50605 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 T5206 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WDMPON 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ClassB 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 FTTHONU组网方式 Page 50 单住户网络单元 SFU 单住户网络单元 SFU 典型的组网场景 网管系统 Page 51 管理界面 HGU由ITMS PONEMS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 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 一级分光相比二级分光综合性能更优 故障点少 且更有利于故障定位 所需的光缆纤