浅析FTTH技术的发展及应用

2019-09-18 版权声明 举报文章

浅析FTTH技术的发展及应用

摘 要 FTTH(光纤到户)是公认的最佳宽带接入方式。随着光接入技术的不断发展,建设成本的减低以及政策的大力扶持,使FTTH大规模建设成为了可能。文章综述了FTTH的发展及现状,并阐述了FTTH的实际应用,在施工中应遵循的原则与施工流程。

关键词 光纤接入 FTTH OLT EPON

1 FTTH的概念

FTTH(Fiber To The Home)光纤到户,简单的说,就是将光网络终端ONT安装在住家用户或企业用户处。在光纤接入家族中,还有FTTB(Fiber To The Building)光纤到大楼,FTTC(Fiber To The Curb)光纤到路边,FTTO(Fiber To The Office)光纤到办公室等等。光纤接入是有线接入网的方式之一,也是最有潜力的接入方式。FTTH是基于PON(无源光网络)技术的一种布线方式,一般采用EPON或GPON。

FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽,增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性,而且放宽了对环境条件和供电等要求,简化了维护和安装。FTTH的魅力是由于它的高带宽是互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。

2 FTTH的发展及现状

FTTH这项技术的提出已有三十年左右了,所以它并不是一个新概念,早在1978年时法国、加拿大、日本就开始研究具体实施光纤到户的实施工作,1995年美国也加入研究,但最终由于成本太高,缺乏市场需求而夭折。随着技术的不断进步,各国对信息社会发展的需求以及各种电信政策的驱动,从2004年开始,FTTH技术的应用进入了大跨步时代。其中日本是世界上对FTTH最热衷的国家,在FTTH上的发展一直处于领先地位,截至2007年,日本FTTH用户已超过1000万户,到2010年有望达到2000万户。在美国,Verizon是推展FTTH业务最积极的服务业者,并已开始提供HD Digital TV服务,截至2005年已经涵盖用户300万户。欧洲FTTH发展较慢,直到2002年底,欧洲的2个FTTH运营商——瑞典的B2公司和意大利的e.biscom公司共拥有16万FTTH用户。

在我国2004年到2007年是FTTH技术试商用阶段,从2008年开始,各大运营商开始了大规模FTTx网络部署,FTTB/C作为了FTTx建设的首选模式。但由于FTTB模式存在着很大的局限性,如:设备在楼道内的安装受到局限,并且需要供电等问题,所以在2009年,许多地区已考虑选择FTTH作为首选模式。FTTB只是过渡阶段的建设模式,光纤到户才是最终发展的方向。2009年6月,中国电信上海公司正式启动上海“城市光网”行动计划,宣布在两年内要投入60个亿用于上海“城市光网”建设,三年达到“百兆到户、千兆进楼、T级出口”的网络覆盖能力。这已成为中国电信在光接入方面的典型试点项目,从2010年底将在我国大范围普及。

3 FTTH的应用

3.1 FTTH比FTTB存在的优势

FTTH与FTTB的网络结构如图1所示。

图中明显的可以看到FTTB在入户是采用的是铜缆,而FTTH这直接将光缆接入到用户家中。FTTB在网络部署上分路器采用集中分光的方案,提高了网络改造的灵活性,并且适当的降低光分路比,提高用户共享带宽,根据用户的带宽需要,考虑未来新业务的开展,建议1个PON口覆盖256左右的宽带用户。FTTH在网络部署上分路器采用分布式分光的方案,网络规划时无需考虑将来改造和升级,主干和配线部分可一次覆盖到位,光分路器可以尽可能的靠近ONU的节点上。分布式分光的优势在于馈线光缆和配线光缆均为小芯数光缆,可以用最小成本,最快速度实现最大范围的FTTH光纤用户的覆盖,适合大规模FTTH网络建设。简单的说,就是光纤的用量少,大幅减少光缆交接箱的使用,并且施工速度快。在施工中,接入点和用户终端均可采用冷接技术,提高用户响应速度,减少施工成本。

FTTH比FTTB存在的优势如下:

优势一:用户接入带宽远大于FTTB接入方式,理论能达到1Gbps/s。更有利于高清视频等大带宽业务的开展。

优势二:减少接入站点数量,部署小区内可做到无源部署,降低网络运营成本。

优势三:网络部署简单高效,需维护设备数量大幅降低,业务可直接推送到户,极大提高运维效率。

3.2 FTTH典型组网(如图2所示)

FTTH采用点到多点(P2MP)结构的单纤双向光接入网,拓扑结构为树型或星型,由网络侧的OLT、光分配网ODN和用户侧的ONU(ONT)组成。其中OLT(光缆终端设备)是重要的局端设备,连接一个或多个ODN,向上提供广域网接口,一般连接到汇接交换机或直连BRAS。向下对ODN提供2.5G的光接口,具有集中带宽分配,控制光分配网络,实时监控,运行维护管理无源光网络系统的功能。国内常用的OLT厂家有华为、中兴、烽火。

3.3 FTTH入户光缆施工

1、建设原则

基于EPON的FTTH住宅建筑及住宅小区内光分配网ODN建设应综合考虑建筑物的类型、环境条件和近、远期用户需求。光分配网结构以树型或星型拓扑结构,原则上别墅类住宅小区采用一级分光方式,其他类型住宅建筑和住宅小区均采用二级分光方式。建议采用1:64分光系统,光分配网的光通道衰减值应符合《EPON网络光接口测试指标暂行规定(试行)》。为节省工程投资,光分路器和OLT的PON口根据用户发展的需要分2至3吃逐步配置到位(薄覆盖),但光缆容量按终期需求一次配置到位。

在具体施工过程中,要针对不同类型建筑采取不同施工方案。比如对新建小区可优先采用FTTH接入方式,若开发商建有入户五类线的情况,可采用FTTB接入方式;对已建小区,优先采用FTTH改造方案,对已建有入户五类线的住宅小区,可采用FTTB改造方式。

2、建设中的重点和难点

ODN网络是FTTH建设的重点和难点。光接入网络是城市信息化发展的基础,将直接影响到该地区未来20年乃至更长时间的信息化发展水平,而其中ODN网络是FTTH建设的重点,也是难点。涉及ODN网络建设和运维的问题比较多,但从技术角度来说,主要是以下几个方面:(1)统一的建设标准和产品标准;(2)老区的光缆入户难题;(3)家庭布线和终端选择;(4)ODN网络故障定位和自动开通系统;(5)综合资源管理。

3、FTTH入户光缆施工

FTTH用户引入段光缆需根据系统的实际情况,综合考虑光纤的种类、参数以及适用范围来选择合适的光纤和光缆结构。除通过管道和直埋方式敷设入户的光缆,一般FTTH入户段光缆应采用蝶形引入光缆,其性能应满足YD/T 1997-2009《接入网用蝶形引入光缆》的要求。在室内环境下,通过垂直竖井、楼内暗管、室内明管、线槽或室内钉固方式敷设的光缆,建议采用白色护套的蝶形引入光缆,以提高用户对施工的满意度;在室外环境下,通过架空、沿建筑物外墙、室外钉固方式敷设的光缆,建议采用黑色护套的自承式蝶形引入光缆,以满足抗紫外线和增加光缆机械强度的要求。

施工人员的组织是按照施工作业计划,对人员、设备进行有效的组织,以保障施工安全、控制施工质量与进度、降低施工成本。

与铜质引入线相比较,蝶形引入光缆质量轻、能给施工带来便利,但由于光纤直径小、韧性差,因此又对施工工具、仪表和施工技术提出了更高的要求,增加了施工难度。因此,FTTH用户引入段光缆的施工及管理人员需要注入新的线路施工与管理理念,掌握先进的光缆线路施工及维护技术和先进的管理方法,重新组织、安排施工作业小组。为确保FTTH入户光缆敷设的安全并提高施工效率,一般每个施工小组至少应由2人组成,并且每个人都应掌握入户光缆装维的基本技术要领和施工操作方法。

为在入户光缆施工中提高施工质量、保障施工人员人身安全、缩短施工作业时间、减少维护工作量,建议各施工小组配备以下常用施工工具:

光缆敷设一般规定:(1)入户光缆敷设前应考虑用户住宅建筑物的类型、环境条件和已有线缆的敷设路由,同时需要对施工的经济性、安全性以及将来维护的便捷性和用户满意度进行综合判断;(2)应尽量利用已有的入户暗管敷设入户光缆,对无暗管入户或入户暗管不可利用的住宅楼宜通过在楼内布放波纹管方式敷设蝶形引入光缆;(3)对于建有垂直布线桥架的住宅楼,宜在桥架内安装波纹管和楼层过路盒,用于穿放蝶形引入光缆。如桥架内无空间安装波纹管,则应采用缠绕管对敷设在内的蝶形引入光缆进行包扎,以起到对光缆的保护作用;(4)由于蝶形引入光缆不能长期浸泡在水中,因此一般不适宜直接在地下管道中敷设;(5)敷设蝶形引入光缆的最小弯曲半径应符合:敷设过程中不应小于30mm;固定后不应小于15mm;(6)一般情况下,蝶形引入光缆敷设时的牵引力不宜超过光缆允许张力的80%;瞬间最大牵引力不得超过光缆允许张力的100%,且主要牵引力应加在光缆的加强构件上;(7)应使用光缆盘携带蝶形引入光缆,并在敷设光缆时使用放缆托架,使光缆盘能自动转动,以防止光缆被缠绕;(8)在光缆敷设过程中,应严格注意光纤的拉伸强度、弯曲半径,避免光纤被缠绕、扭转、损伤和踩踏;(9)在入户光缆敷设过程中,如发现可疑情况,应及时对光缆进行检测,确认光纤是否良好;(10)蝶形引入光缆敷设入户后,为制作光纤机械接续连接插头预留的长度宜为:光缆分纤箱或光分路箱一侧预留1.0m,住户家庭信息配线箱或光纤面板插座一侧预留0.5m;(11)应尽量在干净的环境中制作光纤机械接续连接插头,并保持手指的清洁;(12)入户光缆敷设完毕后应使用光源、光功率计对其进行测试,入户光缆段在1310nm、1490nm波长的光衰减值均应小于1.5dB,如入户光缆段光衰减值大于1.5dB,应对其进行修补,修补后还未得到改善的,需重新制作光纤机械接续连接插头或者重新敷设光缆;(13)入户光缆施工结束后,需用户签署完工确认单,并在确认单上记录入户光缆段的光衰减测定值,供日后维护参考。

FTTH入户光缆施工,一般分为:准备、施工(包括敷设、接续)和完工测试3个阶段,工序流程如图3所示:

注意事项:

FTTH用户引入段光缆施工前应与用户确定施工日期,并严格遵守时间,到达用户处后,先与用户打招呼,注意礼仪规范。

为把握整体的施工内容,在光缆敷设前需先确认光缆分纤箱或光分路箱以及光缆入户后终结点的位置,并根据其位置选择合适的施工方法,住宅单元内的光缆布放方法需经用户确认后方可施工。

光缆如需开孔引入住宅单元内或户内光缆布放时需要开墙孔,应征得用户的同意,并确保墙孔两端的安全和美观。

当入户光缆段测试衰减值大于规定值(1.5dB)时,应先清洁光纤机械接续连接插头端面和检查光缆,并进行二次测试。如果第二次测试值没有得到改善,则需重新制作光纤机械接续连接插头或者重新敷设光缆。

4 结束语

FTTH是公认的最理想的光接入方式,在低价位、先进的技术支持和政策的牵引下, FTTH将成为宽带接入网的主流。从目前ADSL的发展来看,这种接入方式确实很好地解决了大众的宽带上网问题。然而,在宽带接入层面,下一代的网络必然是光纤到户。FTTH的发展能很好的促进三网融合的发展演进,它们之间是一种良性的互动,互为补充,互为发展的。FTTH强大的优势使之即将迅速的在我国各地区实现。

参 考 文 献

[1] 信产部通信行业标准《接入网技术要求—基于以太网方式的无源光网络》

[2] 祝军生,陈胜权. FTTH进展、应用及其发展趋势. 发展论坛

[3] 董孝义,王延尧. 新一代光纤通信与同步网原理与发展. 天津科学技术出版社

The Brief Analysis of FTTH Development and Application

Lei Lei

(Shaanxi province Xianyang City Lin Road in the middle,Xianyang 712000,China)

Abstract FTTH (FTTH) is recognized as the best broadband access way. With optical access technology unceasing development, the construction cost reduction and policy of strongly support, make FTTH large-scale construction possible. This paper reviews the present situation and development of FTTH, and expounds the practical application of FTTH, in construction should follow the principles and construction process.

Key words Fiber-optic access,FTTH,OLT,EPON

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