建立FTTH全光網(wǎng)方案的典型應用探討

梁小峰

廣東南方通信建設有限公司

建立FTTH全光網(wǎng)方案的典型應用探討

梁小峰

廣東南方通信建設有限公司

隨著電信、移動等運營商的網(wǎng)絡改造(FTTH，F(xiàn)TTB)的大力進行，對廣電的生存空間造成很大的擠壓，三網(wǎng)融合已經(jīng)到來，我們原有網(wǎng)絡構(gòu)架的千兆接入由于電纜壽命短、成本高，后續(xù)需要采用性價比較高、穩(wěn)定性較好、維護成本較低的全光網(wǎng)來升級換代。“工欲善其事，必先利其器”，在這個充滿競爭的社會中，業(yè)內(nèi)人士普遍認識到“帶寬”網(wǎng)絡的基礎，也使得擁有更高帶寬接入能力和更低維護成本的無源光纖到戶(FTTH)技術(shù)將迅速得到發(fā)展與應用。

FTTH；全光網(wǎng)；應用

1 技術(shù)應用重要性

隨著網(wǎng)絡整合工作的持續(xù)推進，有線內(nèi)、外部環(huán)境正面臨前所未有的深刻變化，面臨諸多突出問題。例如隨著縣級及以下網(wǎng)絡的并入，許多農(nóng)村的電纜接入網(wǎng)已經(jīng)沒有任何利用價值，從實現(xiàn)有線電視數(shù)字化出發(fā)，必須重新建網(wǎng)；各地接入網(wǎng)絡雙向化實現(xiàn)方式不一，需要實現(xiàn)雙向化改造的技術(shù)方式收斂和提升接入帶寬；基于同軸接入的雙向網(wǎng)絡在實現(xiàn)接入帶寬提升、高清及4K視頻業(yè)務拓展時，不斷擠壓有限的頻點資源，且頻譜分割方式在支撐上下行對稱業(yè)務時存在劣勢；HFC網(wǎng)絡光節(jié)點下沉導致有源設備不斷增多，產(chǎn)生取電難、電費高、維護成本高的問題；電信光纖到戶的規(guī)模化建設已經(jīng)影響了用戶業(yè)務使用習慣。為此，我們需要從產(chǎn)業(yè)鏈、帶寬能力、建設成本、運營維護等多方面重新審視和網(wǎng)絡雙向化改造的技術(shù)。

2 FTTH 技術(shù)

FTTH是指光纖到家庭，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡利用EPON技術(shù)組建家庭接入網(wǎng)絡，將語音業(yè)務、互聯(lián)業(yè)務、IPTV(互動電視)業(yè)務通過FTTH網(wǎng)絡接入家庭，實現(xiàn)三網(wǎng)融合。光分配網(wǎng)(簡稱ODN，光纖環(huán)路通信系統(tǒng))具體包含：光分路器、光纖光纜和光纜分線盒、光纜交接箱等一系列光無源器件。ODN網(wǎng)絡要最大限度減少活動連接器的使用。光網(wǎng)絡單元(ONU，用戶端設備)通過OLT與ONU之間通過ODN網(wǎng)絡連接。ONU可以用多種方式連接用戶，一個ONU可以連接多個用戶。FTTH是指根據(jù)ONU與用戶家庭的距離判斷，OUN直接安裝在用戶家中，光纖直接鋪設到用戶家中，所以FTTH又稱為光纖到戶或光纖到家。

FTTH是指把光網(wǎng)絡單元安裝到家庭住戶或企業(yè)用戶處。FTTH既提供更大的網(wǎng)絡帶寬，同時也增強了通信網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)格式、速率和波長以及協(xié)議的透明性，簡化供電要求，簡化了維護和安裝。當前，在FTTH工程技術(shù)應用中主要采用模式是OLT經(jīng)過光分離器直接連入ONU(俗稱光貓)。

組網(wǎng)模式一是 ONU 為家庭網(wǎng)關單元例如 F460 設備上聯(lián) OLT，下聯(lián)通過 4 個10/100Base_T 自適應以太網(wǎng)接口連接計算機或電視機實現(xiàn)上網(wǎng)或 IPTV 業(yè)務接入；2 個 RJ-11 電話接口連接電話機。

組網(wǎng)模式二是ONU為單住戶單元例如F401設備上聯(lián)OLT，下聯(lián)通過1個10/100/1000Base_T自適應以太網(wǎng)接口與以太網(wǎng)上行家庭網(wǎng)關(H618C)連接，再連接電話機、計算機、電視機，實現(xiàn)“三網(wǎng)融合”業(yè)務的家庭接入。組網(wǎng)模式三是采用簡化型家庭網(wǎng)關例如F420設備上聯(lián)OLT，下聯(lián)家庭接入終端，并設置外置AP。家庭網(wǎng)關型和單住戶型業(yè)務接入主要區(qū)別是家庭網(wǎng)關型支持路由功能。以上三種主要的家庭業(yè)務接入模式供用戶根據(jù)自己的業(yè)務需求以及家庭網(wǎng)絡布線綜合考慮選擇。

3 技術(shù)應用要點

3.1 技術(shù)路線選擇

廣播電視信號繼續(xù)采用射頻傳輸方式。數(shù)據(jù)業(yè)務可采用基于xPON協(xié)議或基于DOCSIS協(xié)議的FTTH技術(shù)。基于DOCSIS協(xié)議的FTTH技術(shù)借助RFoG技術(shù)實現(xiàn)上行射頻信號在全光網(wǎng)上的傳輸，存在光相干干擾(OBI)問題，需保持對解決方案的跟蹤和驗證。考慮到EPON產(chǎn)業(yè)鏈非常成熟，與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性好，相比GPON擁有更長的產(chǎn)業(yè)鏈支撐，后續(xù)演進技術(shù)lOGEPON能夠向后兼容EPON，現(xiàn)階段數(shù)據(jù)業(yè)務選擇EPON技術(shù)。

3.2 FTTH組網(wǎng)方式設計

可選的三種方式包括：光纖疊加同軸、雙纖三波和單纖三波。目前單纖三波網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜、終端開通成本高，推薦采用光纖疊加同軸和雙纖三波。光纖疊加同軸方式采用雙芯光纜、同軸電纜雙線人戶，適合于多層住宅為主的集中居住區(qū)場景。雙纖三波方式采用全光纖雙芯接人，適用于農(nóng)村自然村落為主的分散居住區(qū)場景。

3.3 傳輸材料的布局

1)分路器要求：規(guī)格1*2，4，8，16，32平面波導型，CATV接頭為SC/APC(綠色)，數(shù)據(jù)接頭為SC/PC(藍色)。

2)如果在10km～20km范圍內(nèi)：光芯資源需求：72/64；相當于二個20dbm光放模塊(總計3芯，2路32分，1路8分)，PON口情況按20%的接入率計算的話，預計接入15戶(初期只需要1個16分就能滿足用戶接入要求，只需要一芯，考慮后續(xù)無縫擴容備用1芯或直接前端切割成32分路就行，初期只需要占用二分之一個PON口資源)，這樣計算總需要5芯，考慮冗余機制和數(shù)據(jù)接入實際放總線為8芯；確保數(shù)據(jù)信號和數(shù)字電視信號的運行。光纜要求：總線采用野外型(原采用型號G652)光纜；光交箱至樓到用戶配線箱采用(戶數(shù)*2芯)鎧裝光纜(防水，防鼠咬)或防水光纜(有鼠患處禁用)，入戶采用2芯皮線光纜。如果分路器放置到用戶配線箱，則每樓梯放置4芯防水光纜，各用戶配線箱內(nèi)放置16分路，一般不推薦該方式。

3)如果在10km范圍內(nèi)：光芯資源需求：72/128需要一個20dBm光放大模塊一個(2路32分，一路8分，需要3芯)，按初期20%接入算只需要占用1/2個PON口；考慮接入用戶增加可能采用添加16分或者直接更換32分的機制(實際考慮1芯加1芯擴展)，總需要5芯，考慮冗余機制采用總線8芯。

綜上所述，“三網(wǎng)融合”業(yè)務的發(fā)展使電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡技術(shù)演進過程中，技術(shù)和業(yè)務范圍趨于一致，實現(xiàn)網(wǎng)絡間互聯(lián)互通和資源共享，為用戶提供集語音、數(shù)據(jù)和廣播電視于一體的多種信息業(yè)務服務。“三網(wǎng)融合”可以實現(xiàn)網(wǎng)絡資共享，避免重復建設，形成適應性廣、容易維護和成本較低的的多媒體基礎平臺。

[1]何月春.三網(wǎng)融合中的FTTH網(wǎng)絡設計與實踐[D].湖南大學，2013.