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1、一、FTTH 及 PON 基础知识1.1 PON 系统基本原理PON（无源光网络）是指 OLT（光线路终端）和 ONU（光网络单元）之间的 ODN（光分配网络）全部采用无源设备的光接入网络。PON 是一种点对多点（P2MP）的光接入系统，它能够节省光纤资源、ODN 无需供电、用户接入方便和支持多业务接入，是运营商目前大力推行的宽带光纤接入技术，主要有 EPON和 GPON 两种技术。PON 系统采用 WDM（密集波分复用）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的信号，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；每 PON 口可以实现最大
2、上行 1.25G，下行 2.5G 传输速度。1.1.1 PON 典型网络结构PON 系统主要由 OLT、ODN 和 ONU 三部分组成，其中 ODN 不包含有源设备，OLT 至 ONU之间通过光分路器连接形成 P2MP（点到多点）的结构。1.1.2 PON 系统传输方式上行方向为 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。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。1.2 PON 系统组成PON 系统的基本组成有：局端的光线路终端（OLT）设备ODN，指用于连接局端 OLT
3、设备和远端 ONU 设备之间的光分配网络，ODN 只包含无源器件或设施光网络单元（ONU/ONT）。1.2.1 OLT 设备介绍OLT 是 PON 的核心功能模块，OLT 在物理上一般以机架的形式呈现。机架式 OLT（大型）采用插板式结构，功能复杂、容量大，实现难度高。包括如下板卡:接口板（或者称为线卡）主交换板主控板（主控和主交换板可能合在一个板卡）上联板（GE/10GE）盒式 OLT（小型）：1U 高一体化小设备：24 个 PON 口，12 个上联 GE 口.功能简单，容量小，实现容易1.2.2 ONU 设备介绍ONU 位于用户终端和 ODN 之间，提供用户接口和多业务接入，ONU 上联口
4、（PON 口）为光口，用户侧接口有：以太网接口（FE GE）POTS 接口（RJ11）E1 接口CATV 接口ONU 设备框图如图所示，其中 PON 接口模块是核心部分，语音处理模块以 VoIP 的方式提供语音业务，CPU 负责整个 ONU 的控制和管理（包括与 OLT 及网管的通信）。1.2.3 FTTH ONU 设备分类ONU 设备根据用户端的应用方式不同，可分为下列几种类型：（1）SFU（单住户单元）型 ONU ：主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终端功能，具有 1 或 4 个以太网接口，提供以太网/IP 业务，可以支持 VoIP 业务（内置 IAD）或 CATV业务，主要应用于 FT
5、TH 的场合（可与家庭网关配合使用，以提供更强的业务能力）。（2）HGU（家庭网关单元）型 ONU：主要用于单独家庭用户，具有家庭网关功能，相当于带 EPON 上联接口的家庭网关，具有 4 个以太网接口、1 个 WLAN 接口和至少 1 个 USB接口，提供以太网/IP 业务，可以支持 VoIP 业务（内置 IAD）或 CATV 业务，支持 TR-069远程管理。主要应用于 FTTH 的场合。（3）SBU（单商户单元）型 ONU：主要用于单独企业用户和企业里的单个办公室，支持宽带接入终端功能，具有以太网接口和 E1 接口，提供以太网/IP 业务和 TDM 业务。主要应用于 FTTO 的场合。1
6、.3 ODN 简介ODN 位于 ONU 和 OLT 之间，为 OLT 与 ONU 提供光传输手段，完成光信号的传输和功率分配任务。ODN 通常呈树型分支结构，主要包含下列设备：局端配线设施：光配线架等。光分配点设施：光配线架、光交接箱、光分线盒、光分路器、光分歧接头盒等。光用户接入点设施：光分路器、光分线盒、光分歧接头盒等。用户端接设施：用户智能终端盒、光纤信息面板。其他基本器材：光缆、光纤连接器、尾纤等。1.4 FTTH 在 PON 中的实现根据光纤到达用户侧的位置不同,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，主要包含：（1）FTTN ：Fiber To T
7、he Node，光纤到节点（2）FTTZ ：Fiber To The Zone，光纤到小区（3）FTTCab：Fiber To The Cabinet，光纤到交接箱（4）FTTC ：Fiber To The Curb，光纤到路边（5）FTTB： Fiber To The Building，光纤到楼（6）FTTP： Fiber To The Premise，光纤到用户驻地（7）FTTH： Fiber To The Home，光纤到户（8）FTTO： Fiber To The Office，光纤到办公室其中最主要的应用方式有 FTTH、FTTB/C、FTTCab，FTTH、FTTO、FTTP 以全
8、程光纤的方式实现最终用户的接入，是最为理想的宽带光纤接入方式。1.5 FTTH 典型组网结构FTTH 的典型组网结构如图所示，根据用户的不同业务需求及家庭布线情况，家庭网络可采用不同的家庭组网方式，既可采用有线也可采用有线+无线 AP 的接入方式，可方便灵活地接入语音、宽带数据、IPTV、WLAN 等业务。1.6 EPON 和 GPON 技术比较下图展示了 EPON 和 GPON 技术未来发展的方向、各自的协议栈及支持的业务类型。GPON 和 EPON 的主要技术指标对比：1.7 10G-EPONIEEE 802.3 av 规定了 10Gb/s 下行、1Gb / s 上行的非对称模式(10/1
9、GBASE -PRX )和 10Gb/s 上下行对称模式(10 GBASE - PR ) 两种速率模式。10G-EPON 标准标准EEE802.3av，2009.9 发布在 1G EPON 标准基础上增补主要改进定义了新的 PMD 子层（光接口）对 MPCP 协议进行增补，扩展了 ONU 的发现方式，支持不同速率 ONU 的共存采用了新的编码方式和 FEC10G-EPON 工作波长10Gb/s 下行：15751580nm（1577nm）10Gb/s 上行：12601280nm（1270nm）1Gb/s 上行： 12601360nm（1310nm）不同速率信号的共存（物理层）下行：10G 与 1
10、G 信号以 WDM 方式共存上行： 10G 与 1G 信号以 TDM 方式共存多点控制协议增补（数据链路层）OLT 为不同类型的 ONU 打开不同的发现窗口10G、1G 注册采用不同的广播 LLID2、FTTH 线路要求及 传输指标2.1 PON 系统光链路 损耗计算光路损耗=所有分光器插损值之和+光纤长度（KM）*0.4+熔纤点数目*0.1+法兰盘个数*0.5ONU 接收侧光功率 OLT 发射光功率- 光路损耗只有当 ONU 接收侧光功率 ONU 最小接收光功率时，ONU 才能正常工作。光链路中还要有一定的富余度：当传输距离5 公里时，光纤富余度不少于 1dB；当传输距离10 公里时，光纤富
11、余度不少于 2dB；当传输距离10 公里时，光纤富余度不少于 3dB。2.2 影响光通道衰耗的几个因素以上图为例进行全径路光功率计算，红色点表示法兰盘，光通道全长 3KM，光缆共有4 个熔接点。2.3 各种分光器衰耗情况（实测）2.4 两种分光比的对 比2.5 盒式分光器采用小盒子封装，可根据需求引出 SCFCLC 等不同的尾纤。2.6 分光器的选择目前 FTTH 小区一级分光一般采用 1：32 的分光器，二级分光一般采用1：2+1：32/1：4+1：16/1：8+1：8 的分光器组合方式。在机房机柜中，为了便于固定，选用机架式分光器。在 FTTH 光交箱、光分线箱内，为了节约托盘的位置，一般
12、选用盒式分光器。对于新建小区，在计算分光器端口时，要有一定的余量，1 个 1：64 的分光器只能覆盖 6062 户，1：32 的分光器只能覆盖 30 户。3、FTTH 装维标准3.1 FTTH 开通必备工具FTTH 装机必备工具：1、设备类：ONT（光猫）、FTTH 光缆热熔机、光源光功率计、红光笔、手电筒、电钻、插排2、线路类：皮线光缆（根据装机环境不同携带室内或室外皮线光缆）、尾纤（FC-FCFC-SC）、法兰（适配器）3、工具类：光缆切割刀、螺丝刀（一字/十字）、斜口钳、米勒钳子、皮线光缆开拨器、酒精、脱脂棉、热缩管、扎带、魔术粘扣、钢丝（穿线使用）、开孔器、锤子、梯子4、标记类：圆珠笔
13、（非水性/油性笔）、标签纸3.2 FTTH 一级分光组网FTTH 一级分光：用户与汇聚设备 OLT 之间只有 1 个分光器的组网方式被称为一级分光。一般将大分光比分光器（1：32/1：64）安装于 FTTH 覆盖区域光缆交接箱中，通过束状尾纤（光缆）延伸至用户楼宇安装的光纤分线箱中。至用户家中的皮线光缆通过与束状尾纤连接（法兰盘），再通过安装于光交箱中的分光器汇聚后上联至机房 OLT 设备。FTTH 一级分光组网方式光衰耗相对较小，一般用于密集覆盖区域，该分光方式网络节点较少易于维护，用户端口受限于光交箱至楼宇光缆数量。机房-光交箱（分光器）-楼宇分线箱-用户一级分光方式示意图:3.3 FTT
14、H 二级分光组网FTTH 二级分光：用户与汇聚设备 OLT 之间存在 2 个及以上（非特殊情况下不建议存在两个以上分光器）分光器的组网方式被称为二级分光。一般将小分光比分光器（1：2/1：4/1：8）安装于 FTTH 覆盖区域光缆交接箱中，通过光缆延伸至用户楼宇安装的光纤分线箱中，于光纤分线箱中安装级联分光器（1：32/1：16）。至用户家中的皮线光缆通过与二级分光器相连，再通过安装于光交箱中的一级分光器汇聚后上联至机房 OLT 设备。FTTH 二级分光组网方式光衰耗相对较大，一般用于全光覆盖小区，该分光方式光缆敷设少，易于扩容，用户端口受限于楼宇内分光器分光比。机房-光交箱（分光器）-楼宇分线箱（分光器）-用户二级分光方式示意图:
