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1、中国电信 FTTH网络建设与装维技能培训 第一部分 基础知识 2 目 录 n 光纤纤通信概论论 n PON技术简术简 介 光纤通信概论 光的本质 我们日常生活中可见光的波长为390nm 760nm 目前 光纤通 信所用的光波长范围在800 1600nm的近红外区 光波是一种电磁波 光是一种按照电磁定律在场内传播的电 磁扰动 振动 光纤通信系统 信号 光发 射机 光源中继器 检测器 光接 收机 信号 电E 光O转换 光纤 光O 电E转换 发送单元传输单元接收单元 连接器件 光纤通信概论 光纤的结构 光纤是由纤芯 包层 涂覆层和护套构成的一种同心圆柱体结 构 纤芯包层涂覆层 纤芯 折射率较高 用来
2、 传送光 包层 折射率较低 与纤 芯一起形成全反射 条件 护套 强度大 能承受较 大冲击 保护光纤 光纤通信概论 光纤的尺寸 12595012562 5125 光纤通信概论 光纤导光原理 纤芯n1 包层n2 n1 n2 1 2 3 入射 折射 反射 纤芯n1 包层n2 n1 n2 1 入射 折射 全反射条件 纤芯折射率n1大于包层折射率n2 入射角大于等于全反射的临界角 入射角 1 临界角 入射角 1 临界角 纤芯n1 包层n2 n1临界角 光纤通信概论 光纤的类别 目前使用最为广泛 光纤通信概论 当前运用的单模石英光纤 如G 652C G 652D已经基本消除氢 损 它们的传输带宽 可以从1
3、260nm到1675nm 共有415nm宽度 一般把这415nm宽度划分成O E S C L U六个波段 具体划 分方法如下 光纤传输波段划分 波段波长范围 初始 O 波段1260nm 1360nm 扩展 E 波段 1360nm 1460nm 短 S 波段1460nm 1530nm 常规 C 波段 1530nm 1565nm 长 L 波段 1565nm 1625nm 超常 U 波段 1625nm 1675nm 光纤通信概论 光缆的类型及碟形引入光缆的结构 分类方式类型 缆芯结构中心束管式 层绞式 骨架式 敷设方式架空 管道 直埋 水底 使用环境室内 室外 网络层次长途 中继 用户接入 特殊用途
4、电力光缆 防蚁光缆等 加强件 阻燃外护套 光纤 加强件 阻燃外护套 光纤 金属自承件 碟形引入光缆 自承式碟形引入光缆 光纤通信概论 常用光纤活动连接器类型 SC型LC型 FC型 ST型 MU型MT RJ型 光纤通信概论 机械式现场组装光纤活动连接器是一种在施工现场采用机械接续 方式直接成端的光纤活动连接器 一般用于入户光缆的施工和维护 按产品的制作原理可分为预置光纤机械接续型和直通型 非预置光纤 机械接续型 n 预置光纤机械接续型 预置光纤机械接续型是在连接器的插针体中预置一段光纤 该预置光 纤与插针体的端面在工厂经过研磨处理 需端接光缆中的光纤与预置 光纤通过V型槽和折射率匹配材料进行对准
5、和保护 折射率匹配材料 是一种可填充在光纤端面之间用以减小光纤端面间的菲涅尔反射 且 折射率大小近似于光纤折射率的材料 机械式现场组装光纤活动连接器 光纤通信概论 n 直通型 非预置光纤机械接续型 直通型 非预预置光纤纤机械接续续型 是将需端接光缆缆中的光纤纤直通到连连 接器的插针针体端面 机械式现场组装光纤活动连接器 光纤通信概论 组装成功的机械式现场组装光纤活动连接器的光学性能应达到下 表的要求 序号项 目 光学性能 dB 平均值最大值 1插入损耗 0 25 与标准插头和适配器 测试 0 5 与任意插头及适配器 测试 0 7 2回波损耗 40 UPC 55 APC 现场组装光纤活动连接器的
6、端头内预置光纤 需端接光缆中的 光纤与端头内预置光纤用专用熔接机进行熔接 实现接续 热熔式现场组装光纤活动连接器 光纤通信概论 预埋纤蝶形光缆熔接区 在工厂内进行成端 不采用匹配液或者熔接方式 而是直接借 鉴普通尾纤的加工方式 用研磨工艺进行加工 预端接蝶形引入光缆 光纤通信概论 23568471 1 陶瓷插针 2 外壳 3 衬套 4 弹簧 5 连接套 6 护套 7 卡扣 8 蝶形光缆 以非熔接的机械方式通过光耦合连接两根单芯光纤的的装置 主 要在光纤发生断缆故障时 可用光纤机械式接续子快速修复线路 无 需更换光缆 n 产品结构 单芯光纤机械式接续子最常使用压接式V型槽技术和折射率匹配材料 已
7、达到光纤的对准和夹持 以及补偿光纤切割端面折射率的作用 压接式V型槽技术是指光纤接续时使用上盖下压将金属V型槽闭合 利 用V型槽对准原理保证进行接续的光纤具备良好的接触和对准 同时 对光纤提供牢固且持久的夹持力 其结构原理如下图所示 单芯光纤机械式接续子 光纤通信概论 n 组装制作要求 接续成功的单芯光纤机械式接续子的光学性能应达到下表的要求 单芯光纤机械式接续子 光纤通信概论 序号项 目 光学性能 dB 平均值极限值 1插入损耗 0 15 0 3 2回波损耗 45 18 目 录 n 光纤纤通信概论论 n PON技术简术简 介 光 纤 接 入 的 概 念 19 根据光纤到达用户 侧的位置不同
8、宽带光 接入网的应用方式 建 设模式 包括以下几种 这些模式统称为FTTx FTTN Fiber To The Node 光纤到节点 FTTZ Fiber To The Zone光纤到小区 FTTCab Fiber To The Cabinet 光纤到交接箱 FTTC Fiber To The Curb光纤到路边 FTTB Fiber To The Building 光纤到楼 FTTP Fiber To The Premise 光纤到用户驻地 FTTH Fiber To The Home光纤到户 FTTO Fiber To The Office光纤到办公室 nFTTH FTTO FTTP 以全
9、程光纤的方式实现最终用户的接入 包括 家庭用户和企业用户 用户接入设备 如 ONU 由单个用户 家庭 企业或办公室 独享 PON技术简介 20 相同的拓扑 P2MP光纤 BPONEPON GPON 封装协议不同 lFSAN提出 ITU T标准化 lATM封装 l 技术成熟 l在北美有一定规模商用 lIEEE 802 3标准 l以太网封装 l技术简单 成本低 l标准完善 l技术成熟 已经规模应用 lFSAN提出 ITU T标准化 lGEM封装 l技术较复杂 成本略高 l标准已完善 l已商用 n 目前FTTH常用的PON技术为EPON和GPON 主 要 的 P O N 技 术 PON技术简介 21
10、 相同的拓扑 P2MP光纤 IEEE EPONITU T GPON 下行线路速率1 25G2 5G 上行线路速率1 25G1 25G或2 5G 线路编码8B 10BNRZ scrambling 分路比6464 128 传输距离20km20km 数据链路层协议Ethernet协议 简单 Ethernet over GEM and or ATM TDM支持能力TDM over Packet TDM over GEM 采用了 125us的帧长及定时机制 能够比较容易地支持Native TDM业务和话音业务 运行和管理Eth OAM 可选SNMP PLOAM OMCI 下行数据流加密三重搅动AES 系
11、统成本低低 主 要 的 P O N 技 术 PON技术简介 22 n上行方向为TDMA方式 各ONU上行数据分时发送 各ONU的发送时间与长度由OLT集中控 制 P O N 系 统 基 本 原 理 PON技术简介 23 n下行方向为广播方式 下行数据广播发送 每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己 的数据 丢弃其他用户的数据 PON技术简介 P O N 系 统 基 本 原 理 24 n 无源光网络 PON 是指一种点对多点的光接入技术及相应系统 n PON系统的局端设备和远端 用户端设备之间的光分配网络只包 含无源器件或设施 n PON系统的基本组成 光线路终端 OLT 局端设备 光分配
12、网 ODN 光纤环路系统 包含光分路器 光纤光缆及光缆分纤 盒 光缆交接箱等一系列无源器件 光网络单元 ONU 用户端设备 P O N 系 统 基 本 原 理 PON技术简介 25 PON技术简介 光 分 路 器 光分路器是指用于实现特定波段光信号的功率辑合及再分配 功能的光无源器件 光分路器可以是均匀分光 也可以是不均匀 分光 n 类型及基本原理 根据制作工艺 光分路器可分为熔融拉锥 FBT 光分路器和平 面光波导 PLC 光分路器两种类型 分路器有一个或两个输入端以及两个以上输出端 光功率在输出 端为永久性分配方式 光分路器按功率分配形成规格来看 可表 示为M N 也可表示为M N M表示
13、输入光纤路数 N表示输 出光纤路数 26 PON技术简介 光 分 路 器 熔融拉锥 FBT 光分路器是将两根光纤扭绞在一起 然后在 施力条件下加热并将软化的光纤拉长形成锥形 并稍加扭转 使其熔接在一起 熔融拉锥 FBT 光分路器一般能同时满足 1310nm和1490nm波长的正常分光 27 PON技术简介 光 分 路 器 平面光波导 PLC 光分路器是基于平面波导技术的一种光功 率分配器 用半导体工艺 光刻 腐蚀 显影等技术 制作的 光波导分支器件 光波导阵列位于芯片的上表面 分路功能在 芯片上完成 并在芯片两端分别耦合封装输入端和输出端多通 道光纤阵列 平面光波导 PLC 光分路器的工作波长
14、可在 1260nm 1650nm宽谱波段 28 PON技术简介 光 分 路 器 n 光学性能要求盒式光分路器 在工作温度范围内均匀分光的光分路器设备 含插头 安装前应 满足下表的光性能指标要求 规 格1 21 41 81 161 32 1 641 128 光纤类型G 657 A 工作波长1260nm 1650nm 最大插入损耗 dB 4 1 7 4 10 5 13 8 17 1 20 4 23 7 端口插损均匀性 dB 0 8 0 8 0 8 1 0 1 5 2 0 2 0 回波 损耗 dB 输出端截止 50 50 50 50 50 50 50 输出端开路 18 20 22 24 28 28
15、30 方向性 dB 55 55 55 55 55 55 55 注1 不带插头光分路器的插入损耗在上面要求的基础上减少不小于0 2dB 其它指标要求相同 注2 2 N 均匀分光的光分路器的插入损耗在上面要求的基础上增加不大于0 3dB 端口插损均匀 性是指同一个输入端口所对应的输出端口间的一致性 其它指标要求相同 注3 插入损耗在1260 1300 1600 1650nm 波长区间最大插入损耗在上面要求基础上增加0 3dB 机架式光分路器 微型光分路器 托盘式光分路器 光纤通信概论 光 分 路 器 插片式光分路器 盒式光分路器 n 产品形态及适用场合 30 PON技术简介 光 分 路 器 n 常
16、见故障处理 光分路器输出端的某个通道或者所有通道指标异常 这是最为常 见的故障 通常情况下光分件不良的可能性比较小 主要集中在 端口的连接器件上 而连接器又主要集中在插针体的端面上和适 配器接口中 一般处理方法为 带插头尾纤型端口 清洁异常通道的光纤活动连接器 清洁时应使用蘸有酒精的无脂 棉纸 擦拭时应沿着陶瓷面的角度向一个方向擦拭 不应来回擦 拭 以防止损坏端面 适配器型端口 清洁异常通道的适配器 清洁时应使用专用擦拭棒蘸酒精后将适 配器及其内部的插针体的端面进行清洁 PON技术简介 O D N 分 光 方 式 ODN 光分配网 以 树形结构为主 分光方式可 采用一级分光或二级分光 但不宜超过二级 32 n OLT与ONU之间信号传输基于IEEE 802 3以太网帧 n 采用8B 10B的线路编码 8个数据比特编成10个线路比特 数据速率 为上下行对称1Gbps 线路比特率为上下行对称1 25Gbps n 支持1 64的分光比和10或20公里的传输距离 n 采用WDM方式实现单纤双向传输 上 下行分别使用1310nm波长和 1490nm波长进行传输 n 以MAC控制子层的MPCP m
