FTTH的工程设计、工程施工方法介绍

1、烽火通信科技股份有限公司 宽带产品部 程淑玲 2008.06.15 无源光网络建设模式分析 ftth/b网络规划、设计和施工 光纤光缆和无源光器件技术要求和新技术 链路损耗预算和线路验收标准 线路测试解决方案 总结 2008年6月 04年：在武汉长飞公寓兴建第一个ftth试验工程 05年：由中国网通集团在湖北、北京等地兴建一系列ftth试商用工程 中国电信集团在4个省市进行了一系列ftth试用工程 06年：由烽火等牵头起草了ftth体系架构及总体要求和宽带光接入网总貌。 全国更多的地区实施了ftth/b试验工程。中国电信集团首次进行了epon/gpon设备 的互联互通测试 07年：更多的epo

2、n/gpon设备行业标准、运营商集团企标出台。各大运营商纷纷进 行大规模的epon/gpon设备互联互通测试 08年：各大运营商开始了大规模fttx网络部署，光进铜退实施指导意见纷纷出台，目 前已进行了几轮epon设备大规模集采。epon设备标准已日趋完善，但目前对于无源 光网络建设标准的研究十分滞后 3 当前主流光纤接入模式 - 以fttb/c建设模式为主，fttb/c/h等多种模式一并共存 缺乏一部指导无源光网络建设的标准： - 对设备技术规范研究很重视，对无源光网络建设标准研究滞后 - 由于存在多种建设模式，使无源光网络技术规范的制定存在很多不确定性 无法确定统一的产品形态和设计规范，使

3、工程设计存在困难 由于没有成熟的施工验收规范，对工程实施带来困难 由于缺乏测试技术规范，对将来维护带来困难 - 各地区无源光网络建设成本差别很大，工程施工周期普遍较长 4 研究重点 - 满足以fttb为主的当前建设模式需要 - 应具有前瞻性，适应向规模化ftth建设演进的发展趋势 研究内容 - 研究无源光网络规划和建设模式 - 制定无源光网络产品技术规范 - 制定无源光网络的设计和施工规范 - 制定无源光网络的测试和验收规范 当前建议： - 从国外成功ftth的建设经验看，需要运营商象重视研究pon设备一样重 视对无源光网络的规划和研究，目前迫切需要将无源光网络建设规范化置 于重要地位 5 当

4、前现状： - 从epon设备的技术、成本等方面看，目前已经具备了大规模进行ftth建设 的条件，但运营商还是把fttb/c建设作为了当前fttx建设的首选模式 fttb模式的局限性： - 设备在楼道内的安装问题 - 设备供电问题 - 铜缆入户费用问题 - 虽然设备平均成本比ftth低，但前期设备投资需一次到位 - 虽然建设成本比ftth低，但网络升级时需投入二次建设的费用 最终接入模式： - fttb是过渡阶段的建设模式，光纤到户才是最终发展方向。对于ftth接入 方式，通过合理规划，可以大幅降低综合建设成本，规避投资风险，提高投 资回报率 6 日本： - 02年ntt开始了ftth部署，目前

5、已有ftth用户1000万户。ntt在进行ftth建设 之前，就开始了对无源光网络标准化的研究，现已经形成了一套从网络结构和具体产 品的完整规范。在施工技术上，ntt主要采用了冷接技术提高施工效率。 韩国： - 韩国大规模ftth建设晚于日本，目前已有ftth用户400万户。韩国kt在实施ftth 规模建设之前，已经进行了两年的ftth无源光网络技术的研究。目前，已形成一套 具有韩国特点的从网络结构到具体产品的完整规范。在施工技术上，kt同样采用冷接 技术提高施工效率。 欧美： - 欧美ftth建设模式同日韩有很大区别，主要采用了预成端技术降低劳动力成本和提 高施工速度。该方式与中国现状差异较

6、大。 马来西亚： - 08年开始，马来西亚将大规模进行ftth建设。tm对无源光网络的研究非常重视。 7 小型单点部署的ftth项目： - 特点：通常onu距离olt比较近，olt覆盖范围小，用户明确。采用集中施工的方 式，需要将光纤一次布放到所覆盖的每个用户室内。 - 方案：通常采用了集中分光的方案，通过优化设计可以降低每线成本 大型ftth项目： - 特点：onu距离olt比较远， olt覆盖范围大，用户明确。 需采用集中施工的方 式，要将光纤一次布放到用户室内。 - 方案：可采用集中分光或者分散分光的方案，通过优化设计可以大幅降低每线成 本，并提高网络可维护性 规模化ftth网络建设阶段

7、： - 特点：onu距离olt比较远， olt覆盖范围大，用户不明确。网络建设需要分阶段 进行，施工阶段将光纤布放到用户附近，待用户有业务需求时再入户。 - 方案：一般采用分散分光的方案，以最小成本实现最大范围的光纤覆盖，降低初始 投资成本和减少盲目投资费用，提高用户业务待装效率 8 网络架构选择： - 采用集中分光的方案，提高网络改造灵活性 - 适当降低光分路比，提高用户共享带宽 fttb的网络升级方案： - 方案一：减小分光比，提高用户共享带宽 - 方案二：更换高速率楼道onu，实现带宽平滑升级 - 方案三：改造楼道onu箱体，在该处设置二级光分路器，入户铜缆改入户光缆 纤芯配置： - 在

8、规划初期，考虑将来采用上述方案一或方案三实现fttb网络升级时，都应为从 olt至光分路器的主干光纤资源备有冗余，为将来升级带来便利 9 无源光网络建设模式分析 ftth/b网络规划、设计和施工 光纤光缆和无源光器件技术要求和新技术 链路损耗预算和线路验收标准 fttx线路测试解决方案 总结 2008年6月 co lcp dp home 馈线光缆 配线光缆 入户线缆 fttx network 2008年6月 co lcp dp home ftth access 馈线光缆 配线光缆 入户光缆 fttb access 馈线光缆 配线光缆 入户铜缆 2008年6月 olt interface co

9、1 lcp 1:4 dp 1:8 1:8 1:8 1:8 1 distributed split 1x2 / 1x16 or 1x4 / 1x8 olt interface co 1 lcp 1:32 dp dp dp dp 32 1 8 local convergence olt interface co 1:32 lcp dist. 32 dp dp dp dp 1 8 centralized split march 2007 central office olt dp lcp 1 x 4 splitter . 1 x 8 splitter . 1 x 8 splitter 光分路器部署

10、- 将分路器分级部署在co、lcp、dp等节点 特点 - 节约劳动成本，节约管道资源 - 馈线光缆和配线光缆的敷设成本低 - 施工可分阶段进行，初期投资低 适应场合 - 适合架空接入方式和旧网改造工程 - 适合管线资源紧张的情况 - 适合作为规模化建设的标准模式，可确定一种固定架构作为网络建设标准 march 2007 dp central office olt lcp 1 x 32 splitter 光分路器部署 - 将光分路器集中设置在lcp点 特点 - 用户维护比较集中 - pon端口利用率高 - 较大的配线网建设成本，基础建设费用高， 适应场合 - 适合管道接入方式; - 适合初期阶段

11、设备端口成本很高、且用户需求明确的工程， - 不适合作为规模化建设的标准模式 march 2007 central office olt 1 x 32 splitter dp . 光分路器部署 - 将光分路器集中设置在lcp点 特点 - 用户维护比较集中 - pon端口利用率高 - 较大的配线光缆网建设成本和机房建设成本 适应场合 - 适合管道接入方式; - 适合具有机房条件的用户区 - 适合初期阶段设备端口成本很高、且用户需求明确的小型试验工程， - 不适合作为规模化建设的标准模式 march 2007 central office 1x8 1x4 onu dp splitter lcp s

12、plitter co splitter olt user 用户区特点 - 独立住户较多，mdu型用户较少 网络架构 - co 设置一级光分路器 - 二级光分路器一般设置在lcp，dp一般没有光分路器 - 馈线光缆为大芯数骨架光缆 - 配线光缆为812芯光缆 17 dp on the pole aerial dp back 1x16 1x8 1x2 1x4 co onu dp splitter lcp splitter olt user 用户区特点 - mdu型用户较多，用户密集 网络架构 - 一级光分路器可能设置在co或lcp处 - 二级光分路器设置在dp内 - 馈线光缆为小芯数光缆 - 配线

13、光缆为2芯光缆 - dp和用户室内入户光缆均冷接成端 19 dp on the pole dp in mdu for houses dp with splitter 1:8 or 1:16 house co drop cable onu o l t o d f aerial cable 光缆接头盒 duct cable 1:4 or 1:2 splitter feeder distribution drop co construction test(phase 1) lcp installation test(phase 2) dp home 21 for multi-dwelling uni

14、ts(mdu) businesses and mdu co dp with 1:8 splitter o l t o d f duct cable光缆接头盒 onu 1:4 splitter feeder indoor and outdoor cable(duct) distribution construction test(phase 1) drop installation test(phase 2) co lcp dp home 22 for houses dp with splitter 1:16 house co drop cable onu o l t o d f aerial

15、cable 光缆接头盒 duct cable 1:4 splitter feeder distribution drop co construction test(phase 1) lcp installation test(phase 2) dp home 23 采用两级分光的方式，二级分光器设置在靠近用户的dp盒内，馈线光缆和配线光缆均 为小芯数光缆，降低线路成本 可以很方便地将dp盒布放到任何需要ftth接入的用户区，以最小的初期投资成本实 现最大范围的光纤覆盖 工程施工期间只需将光纤敷设到dp盒，缩短工程施工周期。光缆入户在为用户开通业 务时进行，可为光纤覆盖范围内的任何用户以最快速度

16、开通光纤业务 线路上只需维护dp一个点，lcp点为地下接头盒，基本无需维护 对于1000户以内的用户区，只需以接头盒替代光缆交接箱，节约费用，减少在城市区 域的占地面积 入户光缆采用光纤现场成端技术，节约工时和人力成本，提高业务待装效率 该模型适合于用户对象不明确的大规模ftth网络建设 24 25 基于建设成本和方便运维等方面的考虑，采用了以大容量光缆交接箱集中分光的光缆 网络建设方案； 根据工程现场的实际状况，灵活科学的选择光缆和设计相关配线产品； 采用了切实可行的光缆施工方案，从局端至用户端线路上光缆熔接次数最少，大幅节 约了光缆施工的工时和费用，减少了网络建设成本。 该模型适合用户对象

17、明确，需要一次性将光纤敷设到用户室内的建设要求 26 for multi-dwelling units(mdu) 商务大楼和公寓 co 8/16端口楼道onu 内置光分路器 o l t o d f feeder 室内室外光缆 distribution co lcp dp drop home 27 1:16或1:32光分路比一次分光 用户端onu置于楼层单元，便于用户onu共享； 引入楼道onu的光缆为全非金属的室内室外光缆 单点部署的ftth项目： - 可针对不同用户群体采用灵活的分光方案，充分发挥光分路器可灵活部署 的优点 fttb项目： - 集中分光，便于将来网络升级 - 根据用户的带宽需

18、求，考虑未来新业务开展，建议1个pon口覆盖256个 左右的用户。当onu端口数为16时，最佳使用1:16光分路器，当onu端 口数为8时，最佳使用1:32光分路器，此时，用户最小可使用8m带宽。 规模化ftth网络建设： - 分散分光的方案，选用1:4和1:8的分路比组合或1:2和1:16的分路比组合 - 采用冷接技术，提高用户待装效率、减少劳动力成本 29 co lcp dp home 馈线光缆 配线光缆 入户光缆 施工阶段 业务开通阶段 工程界面 施工阶段完成从co到dp的线路施工，并对工程进行测试和验收。在此阶段，如果 条件许可的话，可将入户光缆敷设到用户室内，但暂不成端。 如果前期光

19、缆已经入户，开通业务时只需在dp盒内和用户室内将入户光缆成端，测 试并判断线路合格，安装和开通onu 如果前期光缆未入户，则在业务开通阶段将光缆入户，并在dp盒内和用户室内将入 户光缆成端，测试并判断线路合格，安装和开通onu 2008年6月 co lcp dp home 馈线光缆 配线光缆 入户铜缆 施工阶段 工程界面 施工阶段完成从co到dp的光缆线路施工和dp到户内的铜缆线路施工，安装所有的 楼道型onu，并对工程进行测试和验收。 2008年6月 无源光网络建设经验分析 ftth/b网络规划、设计和施工 光纤光缆和无源光器件技术要求和新技术 链路损耗预算和线路验收标准 fttx线路测试解

20、决方案 总结 2008年6月 gjpfzy-2 光缆类型 8字型室内入户光缆 特点 g.657a光纤 lszh外护套，室内应用 金属或非金属加强件 尺寸：2.03.1mm 可以同一些现场连接器匹配 光缆允许拉力：100n indoor drop 33 光缆类型 入户用皮线光缆 特点 g.657a光纤 超级耐磨阻燃外护套，室内 室外两用 全非金属加强件 直径：3.0mm 可以同许多现场连接器匹配 光缆允许拉力：100n gypjzy-1 indoor drop 34 光缆类型 8字型自承式入户光缆 特点 g.657a光纤 lszh外护套，室内室外两用 光纤单元为全非金属结构 满足50米跨距自乘安

21、装要求 尺寸：2.05.3mm 可以同一些现场连接器匹配 光缆允许拉力：660n 12芯 gjpfzy8c-2 aerial drop onu 35 光缆类型 8字型自承式入户光缆 特点 g.657a光纤 lszh外护套，室内室外两用 光纤单元为全非金属结构 满足50米跨距自乘安装要求 尺寸：3.05.3mm 可以同许多种现场连接器匹配 光缆允许拉力：660n 12芯 gyp8jzy-1 aerial drop onu 36 光缆类型 全非金属室内室外光缆 特点 半干式光缆 全非金属结构 lszh外护套，室内室外两用 外径：5.26.5mm 光缆允许拉力：440n 2芯 gyfxtzy-2b1

22、 onu duct drop cable branch joint 37 光缆类型 分支型室内垂直布线光缆 特点 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 光缆允许拉力：660n(12芯) 1320n(12芯) 光分配箱 垂直光缆 bc-24b1.1 bc-12b1.1 bc-6b1.1 分支型室内垂直布线光缆 38 光缆类型 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 适合集中分光应用 光缆允许拉力：660n(12芯) 1320n(12芯) 垂直光缆 o d f 束状室内垂直布线光缆 39 光缆类型 微束管室内室外光缆 特点 干式缆

23、芯结构 非金属加强件 阻燃性能符合室内光缆标准要求 防水性能满足室外光缆的标准要求 柔软，容易穿管敷设 可根据分歧需要灵活设计套管数量 光缆允许拉力：1320n 12144 芯 室内室外光缆 mgfza-(12144)b1 微束管室内室外光缆 40 光缆类型 全非金属室内室外光缆 特点 半干式光缆 全非金属结构 lszh外护套，室内室外两用 外径：5.26.8mm 光缆允许拉力：440n 212芯 gyfxtzy-(212)b1 41 特点 专为ftth应用而设计 适合sc型光纤连接器 尺寸：8686(mm) fa -sc connector 42 光纤现场连接器 使用机械方式将光纤直接成端

24、施工时无需研磨，无需熔接机 快速和易于操作 与标准sc光纤连接器/适配器完全兼容 节约工时、大幅降低施工费用 43 现场连接器的设计要求 与入户光缆结构匹配 适合250um 或900um光纤成端 一次施工合格率达到90%以上 能提供简单工具现场判断连接是否成功 能重复开启使用 光纤现场连接器的指标要求 工作温度范围: -40 to 70 插入损耗: 0.5db 反射损耗: -40db（ 室温下） 44 光纤机械连接器 使用机械方式为两根光纤提供可靠连接 快速和易于操作 节约工时、大幅降低施工费用 45 光纤机械连接器的设计要求 适合250um 或900um光纤互连 提供专用工具，确保光纤精确定

25、位 尺寸小巧 光纤现场连接器的指标要求 工作温度范围: -40 to 70 连接损耗: 0.1db 反射损耗: -40db（ 室温下） 46 特点 多端口 适合小直径光缆 具有掏接分歧功能 47 拉锥光分路器 - 推荐用于小的光分路比应用，通常用于分路比不大于1:8的情况 - 不推荐用于低温环境 平面波导光分路器 1n系列(最大164)紀 2n系列(最大264)紀 常用连接器类型 - 连接器法兰：fc/sc/lc - 连接器端面：pc/upc/apc 低插入损耗(il) 低偏振相关损耗（pdl） 高通道指标均匀性 宽的波长工作范围 优良的低温性能 结构紧凑，体积小 微型封装的光分路器 盒式封装

26、的光分路器 机架式光分路器 采用g.657a/b光纤 低弯曲损耗 超级耐磨外护套，减少用户室内受损机会 使用寿命长，提供ftth网络可靠性 51 无源光网络建设经验分析 ftth/b网络规划、设计和施工 光纤光缆和无源光器件技术要求和新技术 链路损耗预算和线路验收标准 fttx线路测试解决方案 总结 2008年6月 ftth线路系统的光通道损耗包括了s/r和rs(s：光发信号参考点；r： 光收信号参考点)参考点之间所有光纤和无源光元件（例如光分路器、 活动连接器和光接头等）所引入的损耗。 光通道的损耗计算可采用最坏值法，该方法是将所有光通道中的光元 件损耗值迭加起来即为光通道总的损耗。 53

27、对于epon，光纤链路光通道损耗技术指标要求如下(基于ieee 802.3-2005 和 yd/t 1475-2006标准） 54 对于gpon，光纤链路光通道损耗技术指标要求如下(基于基于itu g.983.1 建议) pon class class a class b class c loss budget 520 1025 1530 55 location link loss requirements (both at 1310nm and 1550nm) epon 预设门限值 标准值 gpon 预设门限值 标准值 端到端的验收测试 从 co 到 dp 从 co 到 onu 56 对于p

28、on的上下行信号，可采用光纤衰减较大的1310nm波长进行 光纤链路损耗预算。预算可采用下列工程参数： - g.652单模光纤衰减：0.36 db/km（1310nm）； - 光纤熔接损耗：0.02db0.05db； - 光纤跳纤、尾纤插入损耗：0.2db0.3db； - 光纤现场连接器损耗：0.5db； - 光纤在寿命期的老化损耗：0.05db/km - 光分路器插入损耗采用某公司光分路器的如下技术指标： 57 案例：某工程计划采用1000base-px20 光模块的 epon 设备，线路设计中 光纤长度和各元器件的使用数量、光纤链路损耗计算如下表： 链路损耗预算结果为20.67db， 满足

29、1000base-px20 光模块要求 1310nm光通道损耗不大于24db的标准要求，线路设计合格 58 无源光网络建设经验分析 ftth/b网络规划、设计和施工 光纤光缆和无源光器件技术要求和新技术 ftth线路验收标准 fttx线路测试解决方案 总结 2008年6月 安装施工阶段测试： - 测量光纤、接头、连接器、光分路器等损耗大小 - 确认施工工艺是否合格，线路是否可通过验收检验 - 由施工人员测试 开通阶段测试： - 确认已安装的线路损耗是否在合格范围内 - 确认onu的输出光功率是否正常 - 由业务开通人员测试 运营维护阶段测试： - 线路故障定位 - 由维护人员测试 安装施工阶段

30、测试的新要求： - 新的传输波长：1310nm/1490nm/1550nm； - 单纤双向系统：一些链路特性如回损(orl)、损耗的双向测试 - 光分路器的穿透测试 验收测试内容： - 端到端链路损耗大小 - 端到端光回损(含catv业务时需要) - 链路长度和链路otdr曲线 常用测试仪表或工具： - 光源和光功率计 - pon otdr - 反射仪 - 可视化故障定位仪 standard otdr: blind after the splitter pon-optimized otdr: 62 co到dp的光损测试 63 co 到onu的光损测试 64 业务开通阶段测试的新要求： - on

31、u必须接收到olt方向的光后，才可以发出1310nm波长的光并开始 正常工作，同时olt给每一个onu分配了不同的时隙，在大部分时间 里，onu是不发光的。如果使用常规的功率计，则无法完成对onu光功 率的测试 测试内容： - co 到 onu 下行信号大小 - onu的上行信号大小 常用测试仪表： - pon光功率计 测试点：在onu处测试（需要带业务穿透测试） - 下行1550nm信号功率 - 下行1490nm输出功率 - 上行1310nm输出功率 co fdh dp onu 1310n m m m olt 1490n 1550n parking 66 维护阶段测试的新要求： - 当pon

32、网络在工作时，处理某一用户的故障应不影响其它用户的正常使用。使用 常规的的otdr可能会对其它用户或olt造成干扰，otdr本身也无法正常工作。 - 维护用otdr需要具有1650nm滤波器，可以对正在运行的pon网络进行在线测 试，同时不影响对其它用户的正常服务 测试内容： - 故障判断和故障定位 常用测试仪表： - 带外pon otdr 用otdr从onu端向co端测试 68 from the maintenance centre test unit (measurement equipment + switc) controls the network monitoring. monit

33、oring center mobile phone alarm message network monitoring system network data management alarm system mapping monitoring equipment monitoring equipment test control unit measurement unit waveform analysis construction confirmation real-time measurement test result verification alarm notification listing mail server central office test u