中國電信-FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與裝維技能培訓(xùn)-基礎(chǔ)知識

1、1中國電信中國電信FTTHFTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與裝維技能培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與裝維技能培訓(xùn)第第一一部分部分 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識2目目 錄錄n 光纖通信概論光纖通信概論n PON PON技術(shù)簡介技術(shù)簡介光纖通信概論3光的本質(zhì)我們?nèi)粘Ｉ钪锌梢姽獾牟ㄩL為390nm760nm。目前，光纖通信所用的光波長范圍在8001600nm的近紅外區(qū)。光波是一種電磁波，光是一種按照電磁定律在場內(nèi)傳播的電磁擾動（振動）。4光纖通信系統(tǒng)信號光發(fā)射機光源中繼器檢測器光接收機信號電E/光O轉(zhuǎn)換光纖光O/電E轉(zhuǎn)換發(fā)送單元傳輸單元接收單元連接器件光纖通信概論5光纖的結(jié)構(gòu)光纖是由纖芯、包層、涂覆層和護套構(gòu)成的一種同心圓柱體結(jié)構(gòu)。纖芯纖芯包層

2、包層涂覆層涂覆層纖芯：折射率較高，用來傳送光包層：折射率較低，與纖芯一起形成全反射條件護套：強度大，能承受較大沖擊，保護光纖光纖通信概論6光纖的尺寸 1251259 9505012512562.562.5125125光纖通信概論7光纖導(dǎo)光原理纖芯纖芯n1n1包層包層n2n2n1n2n1n2123入射入射折射折射反射反射纖芯纖芯n1n1包層包層n2n2n1n2n1n21入射入射折射折射全反射條件：全反射條件：纖芯折射率纖芯折射率n1n1大于包層折射率大于包層折射率n2n2入射角大于等于全反射的臨界角入射角大于等于全反射的臨界角入射角1=臨界角入射角1臨界角纖芯纖芯n1n1包層包層n2n2n1n2

3、n1臨界角光纖通信概論8光纖的類別目前使用最為廣目前使用最為廣泛泛光纖通信概論當(dāng)前運用的單模石英光纖，如G.652C、G.652D已經(jīng)基本消除氫損，它們的傳輸帶寬，可以從1260nm到1675nm，共有415nm寬度。一般把這415nm寬度劃分成O、E、S、C、L、U六個波段，具體劃分方法如下：9光纖傳輸波段劃分波段波段波長范圍波長范圍初始(O)波段1260nm-1360nm 擴展(E)波段 1360nm-1460nm 短(S)波段1460nm-1530nm常規(guī)(C)波段 1530nm-1565nm 長(L)波段 1565nm-1625nm 超常(U)波段 1625nm-1675nm 光纖通信

4、概論10光纜的類型及碟形引入光纜的結(jié)構(gòu) 分類方式類型纜芯結(jié)構(gòu)中心束管式、層絞式、骨架式 敷設(shè)方式架空、管道 、直埋、水底使用環(huán)境室內(nèi)、室外網(wǎng)絡(luò)層次長途、中繼、用戶接入特殊用途電力光纜、防蟻光纜等加強件阻燃外護套 光纖加強件阻燃外護套 光纖金屬自承件碟形引入光纜碟形引入光纜自承式碟形引入光纜自承式碟形引入光纜光纖通信概論11常用光纖活動連接器類型SCSC型型LCLC型型FCFC型型STST型型MUMU型型MT-RJMT-RJ型型光纖通信概論機械式現(xiàn)場組裝光纖活動連接器是一種在施工現(xiàn)場采用機械接續(xù)方式直接成端的光纖活動連接器，一般用于入戶光纜的施工和維護。按產(chǎn)品的制作原理可分為預(yù)置光纖機械接續(xù)型和

5、直通型（非預(yù)置光纖機械接續(xù)型）。n 預(yù)置光纖機械接續(xù)型預(yù)置光纖機械接續(xù)型預(yù)置光纖機械接續(xù)型是在連接器的插針體中預(yù)置一段光纖，該預(yù)置光纖與插針體的端面在工廠經(jīng)過研磨處理，需端接光纜中的光纖與預(yù)置光纖通過V型槽和折射率匹配材料進行對準和保護。折射率匹配材料是一種可填充在光纖端面之間用以減小光纖端面間的菲涅爾反射，且折射率大小近似于光纖折射率的材料。12機械式現(xiàn)場組裝光纖活動連接器光纖通信概論n 直通型（非預(yù)置光纖機械接續(xù)型）直通型（非預(yù)置光纖機械接續(xù)型）直通型（非預(yù)置光纖機械接續(xù)型），是將需端接光纜中的光纖直通到連接器的插針體端面。13機械式現(xiàn)場組裝光纖活動連接器光纖通信概論組裝成功的機械式現(xiàn)場組

6、裝光纖活動連接器的光學(xué)性能應(yīng)達到下表的要求。序號項 目光學(xué)性能（dB）平均值最大值1插入損耗0.25與標準插頭和適配器測試：0.5與任意插頭及適配器測試：0.72回波損耗40（UPC）；55（APC）現(xiàn)場組裝光纖活動連接器的端頭內(nèi)預(yù)置光纖，需端接光纜中的光纖與端頭內(nèi)預(yù)置光纖用專用熔接機進行熔接，實現(xiàn)接續(xù)。14熱熔式現(xiàn)場組裝光纖活動連接器光纖通信概論預(yù)埋纖蝶形光纜熔接區(qū)在工廠內(nèi)進行成端，不采用匹配液或者熔接方式，而是直接借鑒普通尾纖的加工方式，用研磨工藝進行加工。15預(yù)端接蝶形引入光纜光纖通信概論235684711、陶瓷插針；2、外殼；3、襯套；4、彈簧；5、連接套；6、護套；7、卡扣；8、蝶形

7、光纜以非熔接的機械方式通過光耦合連接兩根單芯光纖的的裝置。主要在光纖發(fā)生斷纜故障時，可用光纖機械式接續(xù)子快速修復(fù)線路，無需更換光纜。n 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單芯光纖機械式接續(xù)子最常使用壓接式V型槽技術(shù)和折射率匹配材料，已達到光纖的對準和夾持，以及補償光纖切割端面折射率的作用。壓接式V型槽技術(shù)是指光纖接續(xù)時使用上蓋下壓將金屬V型槽閉合，利用V型槽對準原理保證進行接續(xù)的光纖具備良好的接觸和對準，同時對光纖提供牢固且持久的夾持力，其結(jié)構(gòu)原理如下圖所示：16單芯光纖機械式接續(xù)子光纖通信概論n 組裝制作要求組裝制作要求接續(xù)成功的單芯光纖機械式接續(xù)子的光學(xué)性能應(yīng)達到下表的要求。17單芯光纖機械式接續(xù)子光纖通信

8、概論序號項 目光學(xué)性能（dB）平均值極限值1插入損耗0.150.32回波損耗4518目目 錄錄n 光纖通信概論光纖通信概論n PON PON技術(shù)簡介技術(shù)簡介光纖接入的概念19根據(jù)光纖到達用戶側(cè)的位置不同，寬帶光接入網(wǎng)的應(yīng)用方式（建設(shè)模式）包括以下幾種,這些模式統(tǒng)稱為FTTxFTTN Fiber To The Node 光纖到節(jié)點FTTZ Fiber To The Zone光纖到小區(qū)FTTCab Fiber To The Cabinet 光纖到交接箱FTTC Fiber To The Curb光纖到路邊FTTB Fiber To The Building 光纖到樓FTTP Fiber To Th

9、e Premise 光纖到用戶駐地FTTH Fiber To The FTTH Fiber To The HomeHome光纖到戶光纖到戶FTTO Fiber To The Office光纖到辦公室nFTTHFTTH、FTTOFTTO、FTTPFTTP 以全程光纖的方式實現(xiàn)最終用戶的接入，包括家庭用戶和企業(yè)用戶，用戶接入設(shè)備（如ONU）由單個用戶（家庭、企業(yè)或辦公室）獨享PON技術(shù)簡介20相同的拓撲P2MP光纖BPONEPONGPON封裝協(xié)議不同lFSAN提出，ITU-T標準化lATM封裝l 技術(shù)成熟l在北美有一定規(guī)模商用lIEEE 802.3標準l以太網(wǎng)封裝l技術(shù)簡單、成本低l標準完善l技術(shù)

10、成熟，已經(jīng)規(guī)模應(yīng)用lFSAN提出，ITU-T標準化lGEM封裝l技術(shù)較復(fù)雜，成本略高l標準已完善l已商用n 目前目前FTTHFTTH常用的常用的PONPON技術(shù)為技術(shù)為EPONEPON和和GPONGPON主要的PON技術(shù)PON技術(shù)簡介21相同的拓撲相同的拓撲P2MP光纖光纖IEEE EPONITU-T GPON下行線路速率1.25G2.5G上行線路速率1.25G1.25G或2.5G線路編碼8B/10BNRZ(+scrambling)分路比6464/128傳輸距離20km20km數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議Ethernet協(xié)議 簡單Ethernet over GEM and/or ATMTDM支持能力TDM

11、over PacketTDM over GEM，采用了125us的幀長及定時機制，能夠比較容易地支持Native TDM業(yè)務(wù)和話音業(yè)務(wù)運行和管理Eth OAM(可選SNMP)PLOAM+OMCI下行數(shù)據(jù)流加密三重攪動AES系統(tǒng)成本低低主要的PON技術(shù)PON技術(shù)簡介22n上行方向為上行方向為TDMATDMA方式方式各ONU上行數(shù)據(jù)分時發(fā)送，各ONU的發(fā)送時間與長度由OLT集中控制。PON系統(tǒng)基本原理PON技術(shù)簡介23n下行方向為廣播方式下行方向為廣播方式下行數(shù)據(jù)廣播發(fā)送，每個ONU根據(jù)下行數(shù)據(jù)的標識信息接收屬于自己的數(shù)據(jù)，丟棄其他用戶的數(shù)據(jù)。PON技術(shù)簡介PON系統(tǒng)基本原理24n 無源光網(wǎng)絡(luò)（無

12、源光網(wǎng)絡(luò)（PONPON）是指一種點對多點的光接入技術(shù)及相應(yīng)系統(tǒng)）是指一種點對多點的光接入技術(shù)及相應(yīng)系統(tǒng)n PONPON系統(tǒng)的局端設(shè)備和遠端系統(tǒng)的局端設(shè)備和遠端/ /用戶端設(shè)備之間的光分配網(wǎng)絡(luò)只包用戶端設(shè)備之間的光分配網(wǎng)絡(luò)只包含無源器件或設(shè)施含無源器件或設(shè)施n PONPON系統(tǒng)的基本組成：系統(tǒng)的基本組成：光線路終端（OLT，局端設(shè)備）光分配網(wǎng)（ODN，光纖環(huán)路系統(tǒng)，包含光分路器、光纖光纜及光纜分纖盒、光纜交接箱等一系列無源器件）光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU，用戶端設(shè)備）業(yè)務(wù)節(jié)點功能接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能NMIOLTODNONTUNIS/RONTSNIR/SPON系統(tǒng)基本原理PON技術(shù)簡介25PON技術(shù)簡介光分

13、路器光分路器是指用于實現(xiàn)特定波段光信號的功率輯合及再分配功能的光無源器件，光分路器可以是均勻分光，也可以是不均勻分光。n 類型及基本原理類型及基本原理根據(jù)制作工藝，光分路器可分為熔融拉錐（FBT）光分路器和平面光波導(dǎo)（PLC）光分路器兩種類型。分路器有一個或兩個輸入端以及兩個以上輸出端，光功率在輸出端為永久性分配方式。光分路器按功率分配形成規(guī)格來看，可表示為MN，也可表示為M ： N。M表示輸入光纖路數(shù)，N表示輸出光纖路數(shù)。26PON技術(shù)簡介光分路器 熔融拉錐（FBT）光分路器是將兩根光纖扭絞在一起，然后在施力條件下加熱并將軟化的光纖拉長形成錐形，并稍加扭轉(zhuǎn)，使其熔接在一起。熔融拉錐（FBT）

14、光分路器一般能同時滿足1310nm和1490nm波長的正常分光。27PON技術(shù)簡介光分路器 平面光波導(dǎo)（PLC）光分路器是基于平面波導(dǎo)技術(shù)的一種光功率分配器，用半導(dǎo)體工藝（光刻、腐蝕、顯影等技術(shù)）制作的光波導(dǎo)分支器件，光波導(dǎo)陣列位于芯片的上表面，分路功能在芯片上完成，并在芯片兩端分別耦合封裝輸入端和輸出端多通道光纖陣列。平面光波導(dǎo)（PLC）光分路器的工作波長可在1260nm1650nm寬譜波段。28PON技術(shù)簡介光分路器n 光學(xué)性能要求盒式光分路器光學(xué)性能要求盒式光分路器在工作溫度范圍內(nèi)均勻分光的光分路器設(shè)備（含插頭）安裝前應(yīng)滿足下表的光性能指標要求。規(guī) 格121418116132 16411

15、28光纖類型G.657.A工作波長1260nm1650nm最大插入損耗(dB)4.17.410.513.817.120.423.7端口插損均勻性(dB)0.80.80.81.01.52.02.0回波損耗(dB) 輸出端截止50505050505050輸出端開路18202224282830方向性(dB)55555555555555注1：不帶插頭光分路器的插入損耗在上面要求的基礎(chǔ)上減少不小于0.2dB，其它指標要求相同；注2：2N 均勻分光的光分路器的插入損耗在上面要求的基礎(chǔ)上增加不大于0.3dB，端口插損均勻性是指同一個輸入端口所對應(yīng)的輸出端口間的一致性，其它指標要求相同；注3：插入損耗在126

16、01300,16001650nm 波長區(qū)間最大插入損耗在上面要求基礎(chǔ)上增加0.3dB。29機架式光分路器機架式光分路器微型光分路器微型光分路器托盤式光分路器托盤式光分路器光纖通信概論光分路器插片式光分路器插片式光分路器盒式光分路器盒式光分路器n 產(chǎn)品形態(tài)及適用場合產(chǎn)品形態(tài)及適用場合30PON技術(shù)簡介光分路器n 常見故障處理常見故障處理光分路器輸出端的某個通道或者所有通道指標異常，這是最為常見的故障，通常情況下光分件不良的可能性比較小，主要集中在端口的連接器件上，而連接器又主要集中在插針體的端面上和適配器接口中，一般處理方法為： 帶插頭尾纖型端口清潔異常通道的光纖活動連接器，清潔時應(yīng)使用蘸有酒精

17、的無脂棉紙，擦拭時應(yīng)沿著陶瓷面的角度向一個方向擦拭，不應(yīng)來回擦拭，以防止損壞端面。 適配器型端口清潔異常通道的適配器，清潔時應(yīng)使用專用擦拭棒蘸酒精后將適配器及其內(nèi)部的插針體的端面進行清潔。PON技術(shù)簡介ODN分光方式ODN（光分配網(wǎng)）以樹形結(jié)構(gòu)為主，分光方式可采用一級分光或二級分光，但不宜超過二級。32n OLT與ONU之間信號傳輸基于IEEE 802.3以太網(wǎng)幀n 采用8B/10B的線路編碼（8個數(shù)據(jù)比特編成10個線路比特），數(shù)據(jù)速率為上下行對稱1Gbps，線路比特率為上下行對稱1.25Gbpsn 支持1 ： 64的分光比和10或20公里的傳輸距離n 采用WDM方式實現(xiàn)單纖雙向傳輸，上、下行

18、分別使用1310nm波長和1490nm波長進行傳輸n 以MAC控制子層的MPCP（multi point control protocol）機制為基礎(chǔ)，MPCP通過消息、狀態(tài)機和定時器來控制訪問P2MP的拓撲結(jié)構(gòu)n P2P仿真子層是EPON/MPCP協(xié)議中的關(guān)鍵組件n 提供了一種專門的運行管理和維護（OAM）機制，實現(xiàn)對鏈路監(jiān)控、遠端環(huán)回，并可以進行擴展以實現(xiàn)業(yè)務(wù)層管理功能EPON技術(shù)特點PON技術(shù)簡介33n GPON系統(tǒng)的速率包括下行2.5Gbit/s、上行1.25Gbit/s非對稱和上下行2.5Gbit/s對稱兩種，目前的設(shè)備通常實現(xiàn)非對稱速率n GPON物理層傳輸距離20km（10km可選），可支持1 ： 64的分光比n