FTTH網(wǎng)絡建設縱橫談-基礎電子

精品文檔-下載后可編輯FTTH網(wǎng)絡建設縱橫談-基礎電子1前言

FTTH（光纖到戶）在我國已開始進入市場啟動階段，在“中國光谷”和湖北省政府的大力支持下，為了增強湖北網(wǎng)通的差異化業(yè)務提供能力和改善服務質量，同時也進一步加快武漢家庭數(shù)字化建設的進程，2022年初湖北網(wǎng)通與武漢市橋建集團合作在南湖都市桃園小區(qū)進行了FTTH網(wǎng)絡建設，該工程容量713戶，建成后可為用戶綜合提供數(shù)字語音、高速上網(wǎng)、CATV、IPTV等多種服務。

鑒于EPON相對于BPON、GPON、MC（光纖收發(fā)器）在技術復雜度、設備成本上的優(yōu)勢，更重要的是與湖北網(wǎng)通武漢城域網(wǎng)的天然融合性，湖北網(wǎng)通終選擇EPON技術建設武漢南湖都市桃園FTTH項目。此項目中OLT（光線路終端）放置在小區(qū)機房，光分路器采用1:32的分路比，分支，再通過室外光纜經(jīng)光纜交接箱連接到用戶家中?？紤]整體解決方案的性價比，CATV業(yè)務采用一個獨立的EPON系統(tǒng)來實現(xiàn)。

2系統(tǒng)總體方案

本項目的EPON系統(tǒng)OLT主設備單子框具有16個線卡槽位，每個EPON卡提供2個EPON接口，故單子框滿配能夠提供32個EPON接口。武漢南湖都市桃源小區(qū)共計有用戶713戶，按照1:32的分路比計算共需23個EPON接口，因此采用1臺EPON主系統(tǒng)設備即可。在首期4棟共計192戶的情況下，只需要6個EPON接口（6×32＝192），故初期僅需在主系統(tǒng)設備上插3塊EPON接口卡。

根據(jù)CATV業(yè)務承載方式不同，有單纖和雙纖兩種方案可以滿足此項工程“三網(wǎng)合一”的業(yè)務需求，下面就兩種方式做簡單比較

單纖方案：EPON主系統(tǒng)設備通過GE、V5接口與武漢城域IP網(wǎng)和本地語音交換網(wǎng)互聯(lián)，EPON接口的光纖連接到EDFA（摻鉺光纖放大器）中的1:8分路合波器中，將1550nm的CATV信號與語音、數(shù)據(jù)業(yè)務合波到一根光纖上后，跳接到ODF架，再傳輸?shù)绞彝夤饨唤酉?，?jīng)過1:32的分路器分支后，連接終用戶。

雙纖方案：EPON主系統(tǒng)設備的EPON接口的光纖直接跳接到ODF架，傳輸?shù)绞彝夤饨唤酉渲?，?jīng)過1:32的分路器分支后，連接到終用戶。CATV信號經(jīng)過EDFA放大后，經(jīng)過1:8分路器分支，跳接到ODF架，經(jīng)光纜傳輸?shù)绞彝夤饨唤酉?，?jīng)1:32分路器分支后連接終用戶。在此方案中，用戶采用2根光纖進行連接，1根傳輸數(shù)據(jù)和語音，另1根傳輸CATV電視信號，1:32分路器的數(shù)量要加倍。

上述2種方案都能實現(xiàn)光纖入戶、三網(wǎng)融合，單纖方案能夠在一根光纖上傳送所有業(yè)務；雙纖方案減少了合波分波器件，降低了項目總體投資，且CATV信號單獨單纖傳輸，便于未來運行維護，所以本項目決定采用雙纖方案。

EPON主系統(tǒng)設備采用V5接口連接到CC08程控交換機，由于用戶數(shù)為713戶，按照1:4的集線比，故僅需要6個E1接口上連即可。EPON主系統(tǒng)設備網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)接口提供4個GE接口（光/電可選），且該設備支持級聯(lián)、端口匯聚和STP（生成樹協(xié)議）?？紤]到FTTH應用的帶寬以及網(wǎng)絡安全，本次工程采用2個GE接口匯聚連接到網(wǎng)通武漢城域網(wǎng)。網(wǎng)管信息采用帶外傳輸（經(jīng)過協(xié)議轉換器轉換為G.703接口通過SDH上傳）到湖北網(wǎng)通省網(wǎng)管中心，由省網(wǎng)管中心進行統(tǒng)一管理。

3光功率預算

3.1語音數(shù)據(jù)光通道損耗預算

光通道的損耗計算方法有壞值法、統(tǒng)計法和聯(lián)合設計法。鑒于接入網(wǎng)環(huán)境傳輸距離很短，通常無須使用聯(lián)合設計法,本項目采用壞值法進行計算。壞值法是將所有光通道中的光元件損耗值迭加起來即為ODN光通道的光損耗，這些損耗值都應該是系統(tǒng)壽命終了前處于允許工作范圍內任意點的數(shù)值。這樣設計的系統(tǒng)顯然是十分安全的。

對于FTTH工程,可根據(jù)下列光接入網(wǎng)常用的工程數(shù)據(jù)估算本工程ODN的傳輸損耗：

·OLT光發(fā)送電平：－4～2dBm(1550nm)；

·OLT光接收電平：－30~－8dBm(1310nm)；

·ONU光發(fā)送電平：－4~2dBm（1310nm）；

·ONU光接收電平：－30~－8dBm（1550nm）；

·建議的ODN衰耗：10～26dB，取22dB；

·G.652單模光纖衰耗：≤0.34dB/km（1310nm）；

·光纖跳纖、尾纖插入損耗：0.1~0.3dB；

·法蘭盤插入損耗：≤0.4dB；：

·1:4雙窗口單模光纖樹型耦合器的插入衰耗：≤7dB；

·1:8雙窗口單模光纖樹型耦合器的插入衰耗：≤10dB；

·1:32雙窗口單模光纖樹型耦合器的插入衰耗：≤16.5dB。

本工程用壞值法在G.652光纖衰耗較大的1310nm窗口估算光通道損耗：長片區(qū)主干光纜按照0.5km計算，從室外光交接箱到用戶長配線光纜按照0.5km計算；從OLT的EPON口到ONU的EPON口，光通道經(jīng)過一個1:32光分路器、5個法蘭盤，涉及的損耗如表1所示。

表1光通道損耗

將表1所列損耗累計起來可得到光通道的損耗為18.94dB,在建議的ODN衰耗范圍之內，可以保證數(shù)據(jù)和語音光信號可靠傳輸。

3.2CATV信號光功率預算

EDFA的發(fā)射光功率22dBm，經(jīng)過1:8分路合波器和ODN網(wǎng)絡后，接收光功率為22－10－18.94＝－6.94dBm，ONU的CATV光信號接收范圍是－5～－10dBm，可以保證可靠接收。

需要注意的是，由于EDFA的光信號接收范圍為0～10dBm，建議取3dBm，1:4光分路器的衰耗為7dB，因此小區(qū)機房接收的1550nm光信號功率要求在10dBm左右。

4與計費

由于湖北網(wǎng)通武漢城域網(wǎng)目前與計費系統(tǒng)采用PPPoE方式，故本次FTTH工程的數(shù)據(jù)業(yè)務仍采用PPPoE方式，以便利用湖北網(wǎng)通現(xiàn)有資源，減少設備投資；電話業(yè)務由程控交換機計費，與現(xiàn)有窄帶接入網(wǎng)相同。

5線路總體方案

根據(jù)FTTH網(wǎng)絡系統(tǒng)方案,本工程ODN是由46個分光器、局端ODF、主干光纜、室外光配線箱和配線光纜組成。本次工程為雙纖網(wǎng)絡，每個用戶均有2根光纖引入，一根光纖傳輸數(shù)據(jù)與語音，一根光纖傳輸CATV電視信號。中心通信機房設于13號樓1單元。所有光通信設備均集中在機房內統(tǒng)一管理。

按照小區(qū)內17棟住宅樓的具體地理位置分布及住戶數(shù)量，以一個室外光纖交接箱(室外ODF箱)引出的配線光纜接通的住宅樓為一個配線片區(qū),可將南湖都市桃源小區(qū)劃分為8個片區(qū)。1～7片區(qū)各設室外光纖交接箱一個，各用一根主干光纜由中心通信機房ODF分別接至相應片區(qū)的室外光纖交接箱再由各光纖交接箱引出28芯分支光纜至各樓棟單元。第8分區(qū)則直接由中心通信機房引出28芯單模分支光纜至13號樓和14號樓。具體情況如表2所示。

表2各區(qū)光纜分布

對于用戶數(shù)量為10～12戶的樓幢單元，引入1根28芯分支光纜。對于用戶數(shù)量多為22戶的單元，引入2根28芯分支光纜。單元內每2層或3層安裝光纜分纖盒1個。由于尾纖進入戶內易受損壞，故而在每個光纜分纖盒內預留2芯備用，可在故障發(fā)生時節(jié)約搶修時間，同時可在排除障礙時對比測試纖路。

主干光纜的機房側成端方式：以12芯帶狀光纖為單位熔接成端在設備間的ODF架上；46個1:32分光器的出纖數(shù)量為32×46＝1472條。帶接頭的尾纖在小區(qū)機房內的ODF架成端，兩者互相連接。

6小區(qū)布線

FTTP/FTTH光纖布線系統(tǒng)目前尚無設計和施工標準，大體上可沿用綜合布線系統(tǒng)幾個子系統(tǒng)規(guī)范來進行設計，具體如下。

6.1工作區(qū)子系統(tǒng)

工作區(qū)子系統(tǒng)是一個從信息插座延伸至終端設備的區(qū)域。工作區(qū)布線要求相對簡單，這樣就容易移動、添加和變更設備。該子系統(tǒng)包括水平配線系統(tǒng)的信息插座、連接信息插座和終端設備的跳線以及適配器。

（1）FTTH智能終端盒

當前我國新住宅流行住戶購毛坯房自主裝修,為適應這種情況,新住宅小區(qū)FTTH的設計一般應在用戶大門內或大門外設置壁掛式或墻內嵌入式家庭FTTH智能終端盒（見圖1）。FTTH智能終端盒具有多種型號，根據(jù)南湖都市桃源小區(qū)的建筑條件，本次項目選擇嵌入式終端盒。該智能終端箱作為光纖到戶和家庭室內綜合布線的界面,可端接FTTH的光纖和容納用戶ONU,并可安裝電視、數(shù)據(jù)、語音接線模塊和RJ45插座。

圖1FTTH智能終端盒的構造

（2）ONU用戶終端設備

本項目采用的是一款小型的全業(yè)務家用型ONU用戶終端設備，安裝在FTTH智能終端盒中，具有1個EPON接口、2個FE接口、2個POTS接口和1個CATV射頻接口（RF）。ONU通過外置電源模塊供電，并配備后備電源。其外置電源、后備電源模塊和蓄電池均安裝在FTTH智能終端盒內。由用戶室內引入市電220V，經(jīng)過電源模塊轉換為直流12V給ONU供電，后備電源模塊和蓄電池可在室內斷電的情況下，保證電話3h的正常使用。

6.2配線子系統(tǒng)

配線子系統(tǒng)由光纖插座(或ONU光口插座)、配線光纜、光配線設備和光跳線等組成，處于相當于管理子系統(tǒng)的光纜交接箱和工作區(qū)之間，一端端接在ONU光口插座或光纖插座上，另一端端接在光纜交接箱內光配線架或分支器件及設備上,將干線子系統(tǒng)線路延伸到用戶工作區(qū)。

對于綜合布線系統(tǒng),配線子系統(tǒng)通常處于同一樓層,因其布線基本上是水平走向而稱為水平子系統(tǒng)。但對于FTTH，配線子系統(tǒng)并不局限在同一樓層，有時一幢住宅大樓或其中的一個門棟單元可同屬于由一個光纜交接箱或無源分光器分出的配線子系統(tǒng)，甚至幾幢小住宅樓同屬一個配線子系統(tǒng)，這主要取決于光纜交接箱或分支器件的規(guī)格、用戶數(shù)量、位置分布及布線環(huán)境等因素。

配線光纜可為單芯或雙芯光纜(取決于FTTH方案)，其用量(長度)應根據(jù)建筑平面圖和信息點(一戶為一個信息點)數(shù)量及分布，并充分考慮端接余量及富余量,按下列公式估算：

平均每戶配線光纜長度（m）＝（長度＋長度）/2＋6（端接余量）＋10％余量

因為光纖分纖盒處于用戶中間位置，長度為光纜交接箱距離該光纖分纖盒下轄遠距離用戶的長度，長度為光纜交接箱距離該光纖分纖盒下轄近距離用戶的長度。

配線光纜總長度＝信息點數(shù)×平均每點線纜長度

本工程將南湖桃源小區(qū)分為8個片區(qū)，配線系統(tǒng)為從片區(qū)的壁掛式288芯或144芯光交接箱光纜分出的多根28芯室外單模光纜以星型拓撲延伸到所轄住宅樓各單元，再由光纜分纖盒分出與所服務用戶相當?shù)碾p芯單模光纜引入用戶室內，連接ONU。

根據(jù)小區(qū)建筑平面圖和配線光纜用量估算公式，本工程配線系統(tǒng)共需28芯室外單模光纜5500m，室內雙芯單模光纜713條，每條平均長度15m，室內單模光纜一頭端接SC/APC接頭。

6.3干線子系統(tǒng)

干線子系統(tǒng)由光配線設備、干線光纜、光跳線等組成，它連接設備間(通信室)或入口設備，是建筑物或小區(qū)內光網(wǎng)絡系統(tǒng)的中樞。主干光纜的一端端接于設備機房的主配線架上，另一端通常端接位于分支點的光纜交接箱內光纖配線架或無源分光器。

對于綜合布線系統(tǒng)，干線子系統(tǒng)連接各樓層配線設備，其布線基本上是垂直走向而被稱為垂直子系統(tǒng)。但對于FTTH，干線子系統(tǒng)并不局限在一幢大樓內，也可包括樓群間的干線光纜，其布線走向就不總是垂直的了。

（1）主干光纜用量計算

主干光纜長度應根據(jù)小區(qū)平面圖和光纜路由估算，并留15%~20%的余量。本工程從設于13號樓一層的設備間(網(wǎng)通機房)引出7條主干光纜分別到1～7區(qū)的室外光纜交接箱，其中6條為288芯室外單模光纜，共計總長度為1500m，1條為144芯室外單模光纜,長度為200m。

（2）主干光纜選型

主干光纜通常選用單模室外或室內光纜(取決于線段的位置在室外還是室內)，距離在2km以內，也可用多模光纜，芯數(shù)應按分支數(shù)確定并有余量。本工程選用GYDTA288芯層絞式光纖帶纜和GYDXTW144芯光纖帶纜。

6.4管理子系統(tǒng)

對于綜合布線系統(tǒng)，鑒于雙絞線傳輸距離受到不得超過100m的限制，管理子系統(tǒng)通常設在樓層配線間內，并由交接、互連和配線架以及相關跳線組成。管理點為連接其它子系統(tǒng)提供連接手段，交接和互連允許將通信線路定位或重新定位到建筑物或小區(qū)的不同部分，以便能更容易地管理通信線路。

對于FTTH，光纖的傳輸距離以公里計，管理子系統(tǒng)的設置