FTTH的组网模式及应用

摘要 ：21世纪以来，光通信技术取得了长足的进步，但这些进步的取得，是包括光传输媒质、光电器件、光通信系统，以及网络应用等多方面技术共同进步的结果。随着光通信技术进一步发展，FTTH成为光通信接入领域的热点。这一方面是与FTTH相关的技术已经成熟，能够为用户提供合理资费下的高质量接入；另一方面也是宽带接入领域内业务种类和数量快速增加的推动的结果。

文章主要介绍了FTTH的发展历程、典型组网结构，常见问题的解决和处理方法，同时还介绍了FTTH组网模式及FTTH发展的紧迫性与发展前景，重点阐述了FTTH的组网模式，包括组网原则和不同建筑场景的组网模式的介绍。此外，通过对FTTH发展必需性的分析，以及国内外发展状况的举例，引出目前FTTH发展的困难。同时我们应该注意到而FTTH的建设是一个渐进的过程。FTTH在中国的发展是大势所趋，在未来一定有着广阔的前景。

关键词：FTTH；PON;一级分光； 二级分光；光纤通信；宽带接入；光接入网

中图分类号：C35文献标识码： A

前 言

在宽带接入领域，我国大多数家庭，都是使用ADSL(非对称数字用户线路)技术来实现，用户的各种业务通过接入网进入到核心网来实现。但随着互联网的持续快速发展，各种新业务层出不穷，特别是近年来持续流行的网络大型3D互动游戏、视频电话和高清IPTV等视频业务的应用，使得人们对网络接入带宽的需求不断升高。普通的ADSL技术已经无法支持长距离及高速宽带所需求的一系列服务，已经制约了固网运营商新的服务项目的推出，无法满足用户需求。因此，可提供多业务、高带宽的FTTH光接入网就成为了宽带接入网的最有效的解决方案。FTTH是多年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向，但由于成本、技术、需求等方面的障碍，至今还没有得到大规模推广与发展。然而，这种局面最近有了很大的改观，由于政策上的扶持和技术本身的发展，在沉寂多年后，FTTH网再次成为热点，步入快速发展期。新技术、新设备、新的网络建设计划不断推出，引起了业界的关注。很多有识之士把FTTH网视为光通信市场复苏的重要转折点。预计今后几年，FTTH网将会有更大的发展。

1FTTH的发展历程与典型组网结构

1.1 FTTH的发展历程

光纤接入网(统称FTTx)，分为光纤到户（FTTH）、光纤到大楼(FTTB)、光纤到驻地(FTTP)和光纤到路边(FTTC)等几种情况。用光纤连接用户，主要有两种方式：一种是用光纤直接连接每个家庭或大楼；另一种是采用无源光网络(PON)技术，用分光器把光信号进行分支，一根光纤为多个用户提供服务。

2007-2008年在中国FTTH已开始推广。广播商为加快发展数字电视的进程，发展VOD点播电视，需要对电缆电视网双向改造，如果采用光纤网，可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。FTTH可向用户提供极丰富的带宽，所以一直被认为是理想的接入方式。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2-3倍。过去由于FTTH成本高，缺少宽带视频业务和宽带内容等原因，使FTTH还未能提到日程上来，只有少量的试验。近来，由于光电子器件的进步，光收发模块和光纤的价格大大降低，加上宽带内容有所缓解，都加速了FTTH的实用化进程。

1.2 FTTH的典型组网结构

FTTH是中国通信行业目前大力推行的宽带接入方式，可以为家庭和企业客户提供语音、数据、CATV和IPTV等宽带业务，FTTH通常在PON系统实现，通过PON系统的动态带宽分配(DBA)功能，FTTH能够为用户带来更优质的宽带体验和服务。

FTTH网络由局端机房设备(OLT)、用户终端设备(ONU)、光配线网(ODN)3个部分组成。ODN作为FTTH网络的重要组成部分，是OLT和ONU之间的光传输物理通道，通常由光纤光缆、光连接器、光分路器以及安装连接这些器件的配套设备组成。ODN包括五个部分：馈线段、光缆分配点、配线段、光缆接入点和入户段。ODN作为FTTH规模部署的重点和难点，直接影响到的综合成本、系统性能和可靠性。

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、宽带上网、IPTV、WLAN等业务。

2FTTH组网常遇问题及处理方法

2.1传输距离的太长引起衰减变大

在ODN组网时候，因为传输的距离太长，会导致最后链路衰减的增加，此时可以采用以下的解决办法：

（1）、严格控制活动连接器的数量，采用一级分光，减少二级分光增加的插损，充分利用光缆的分支接头，尽量采用热熔，减少活接头数量。

（2）合理的调整光分路器的分光比，虽然大的分光比可以减少光纤的使用数量，但是大的光分路器因为制造工艺的原因，本身的插损也大，为了保证最后链路衰减在合理的范围，在传输距离不变的情况下，可以采用降低分光比来提高传输距离。

2.2光分路器的放置原则

（1）、光放路器应根据地形和用户规模进行配置，以现在需求为基础，兼顾长期发展，并预留扩容空间。

（2）、为节省投资，光分路器原则尽量靠近用户侧，相对集中安装。当用户较多，并且集中时，要尽量靠近用户端；用户分散，较少，应选择适当位置相对集中安装，总之光分路器应尽量避免安装在OLT设备端。

（3）光分路器应相对集中安装，以便于维护和日后的优化和升级扩容。

3 FTTH组网的模式

3.1 FTTH的组网原则

FFTTH的网络架构一般采用一级或二级分光方式，总体原则建议如下：

(1)、 对于用户密度较高且比较集中的区域宜采用一级分光方式；对于用户密度不高且比较分散、覆盖范围较大的区域宜采用二级分光方式，同时对管道等基础资源比较缺乏的区域也宜采用二级分光方式。

(2)、光分路器的级联不应超过二级，级联后总的光分路比不得大于PON 系统最大光分路比（一般为1:64）的要求。

(3)、入户光缆一般采用星形结构敷设入户，一般客户宜按每户1 芯配置,对于重要用户或有特殊需求的客户可按每户2 芯配置。

综合比较，采用一级分光方式的FTTH网络，结构简单，故障点少，易于维护，相比二级分光方式可节省插入损耗，链路衰耗低，但组网需占用较多的光缆芯数，需敷设多条光缆，从而对管道等基础设施的压力较大，建设成本也相对较高，此方式通常将光分路器设置在住宅小区或商务楼内的光缆汇聚点，光分路器端口利用率高，对PON口、主干光缆的占用低。

二级分光方式适用于用户较为分散的场合，同时对用户在一定区域内集中且用户需求较为明确的场合也可采用二级分光方式，以减少对光缆的占用，节省管道等基础资源，投资相对较省，此方式通常将第一级光分路器设置在住宅小区或商务楼内的光缆汇聚点，第二级光分路器设置于楼道内，端口利用率低；PON口、主干光缆的占用稍高。

在用户规模较大，但光缆长度超出控制范围的情况下可以考虑将OLT 下移，在需要提供高带宽业务的情况下采用缩小光分路比的方法来提高接入带宽。

3.2 不同建筑场景的组网模式

3.2.1老小区、多层住宅的组网模式

老小区主要为3-6层，多为一梯2户或者3户两种情况，每单元人数在6-18户之间，其用户密度低，环境复杂，改造措施多样。主要有：

（1） 一级分光模式

通常在一楼或二楼的单元楼道内设置光分线箱，光分线箱与住户之间通过开发商预埋的暗管穿放皮线光缆。室外光缆的建设可以采用接头盒的分纤形势，也可采用分别单独敷设室外光缆的形势。

（2）二级分光模式

当用户规模小于200户，在小区单独设置光配线箱投资较大时，可采用二级分光模式，从小区外的光配线箱直接布放光缆至楼道光分线箱。一级光分路器布放在小区光交或者ODF内，二级光分路器设置在单元楼道内。

3.2.2小高层住宅的组网模式

小高层（7-12层）主要有一梯两户、一梯三户和两梯四户等情况，每单元住户在14-48户之间。其用户较为密集，组网模式主要有：

（1）一级分光模式

在每单元的中间楼层设置光分线箱，光分线箱与住户之间通过弱电井内的走线架布放皮线光缆。此方案适用于每单元用户人数小于24户的情况。

（2）二级分光模式

在每单元人数大于24户时，可以采用二级分光模式。

3.2.3高层住宅的组网模式

高层住宅（13层以上）楼层数多，用户密集，通常每单元需设置多个光分线箱，每个光分线箱覆盖24户-48户，光分线箱与住户之间通过弱电井内的走线架布放皮线光缆。可以在机房或小区光交内设置光分路器，在引光缆至楼层的分纤箱，组成一级分光模式。也可以在机房或小区光交内设置一级光分路器，在引光缆至楼层的分光分纤箱，在楼层的分光分纤箱设置二级光分路器组成二级分光模式。

3.2.4别墅的组网模式

一般采用一级分光模式，光分路器集中设置于室外光交，在从室外光交敷设光缆或者皮线光缆入户。

3.2.5旧区平房及农村住宅的组网模式

优先采用二级分光，一级光分路器集中放置、二级光分路器分散放置的组网模式。通过架空或沿建筑物外墙敷设入户光缆进户，根据用户数量和分布情况，将居住区域划分为若干个片区。光分路箱可就近安装在电杆、房屋外墙上。

3.2.6商务楼宇的组网模式

商务楼内考虑多业务，多接入方式的需求，一般采取一级分光方式，即将光分路器集中安装楼内设备间或者光交箱内，并通过楼内光缆和引入光缆接入用户。一般从光缆交接/配纤设备通过垂直竖井或管孔敷设光缆至楼层，并安装光缆分纤盒。为了便于引入光缆的敷设，聚类型商务楼每楼层安装一只光缆分纤盒；楼层型商务楼每间隔2-3 个楼层安装一只光缆分纤盒，各光缆分纤盒的配纤容量为可预估业务终期时的需求配置。

对已完成光缆网覆盖的商务楼宇，如果已建光缆纤芯数过少，不能满足用户接入需求时，也可采用二级分光方式，将第二级光分路器安装在楼层内。商务楼内光分路器的分光比一般不大于1∶32，以满足高带宽的接入。

4 光纤入户的必需性及FTTH国内外发展现状

4.1 光纤入户的必需性

从现实看，我国光宽带的建设任务仍很紧迫。国务院去年的《“宽带中国”战略及实施方案》要求，到2015年要基本实现城市光纤到楼入户；今年的《“宽带中国”2014专项行动指导意见》又提出，2014年全国计划新增光纤覆盖家庭3000万户，鼓励有条件的地区推广50M、100M等高带宽接入服务。

按照“宽带中国”战略制定的发展目标，到2015年，城市光纤入户家庭要达到7000万户；到2020年，城市和农村家庭宽带接入能力分别达到50M和12M，50%的城市家庭用户达到100M，发达城市部分家庭用户可达1G。

不仅仅是中国，全球的光纤宽带也发展迅猛。据美国研究公司ABIResearch最新的宽带用户市场研究报告显示，全球光纤宽带业务用户总数已达到1.266亿，收入达到460亿美元，同比增长超过15%；预计到2019年，光纤宽带用户将突破2.65亿户，年复合增长率将达到11.7%。

4.2 FTTH的发展困难

北京市相关单位对FTTH平移工作的支持从另一个层面反映出FTTH发展的困难。

小区物业管理的干预直接影响平移的效能。比如，不得进场、限制布线施工方式(如明管明线、明管暗线、暗管暗线等)、限制施工时间(如中午和晚上不允许布放光皮线)。

布线难度大。越规范的小区平移工作越困难。规范意味着整齐干净。新增光皮线尽量埋入墙壁，这带来穿入竖向管道和横向管道，以及入户时穿墙打洞补墙漆的工作。

装维人员数量和技能不足。在保证原铜缆业务正常运作前提下快速发展FTTH业务，需要另有一批人员投入装维。光缆与铜缆相比，其装维过程中的熔接、成端等工作专业性更强，对仪表、工具、人员技能的要求都更高，比如要求装维人员有综合能力调测宽带、语音和IPTV多项业务，简单判断错纤现象，查修属于用户侧异常的故障。

终端费用高。目前市面的光终端因为能承载语音、宽带和IPTV业务，成本较铜缆终端高。对于新建小区，光皮线是小区建设之初埋入墙体的，布线不是困难，但不能平移。FTTH业务的初装费也因此较ADSL高，三网合一的终端若要语音业务正常使用，需保证给终端供电。这对传统的语音业务使用习惯形成挑战。

结 论

基于我国目前的条件，FTTH不能采取一步到位的方案，必须结合业务的需求及运营商的资源拥有情况采用合适的技术推进光纤到户的进程。PON技术在中国发展刚刚起步，其应用前景非常广，FTTH与PON技术的完美结合是中国宽带发展的必然之路。

参考文献

[1] 王秉钧等. 接入网技术. 北京：机械工业出版社, 2005

[2] 魏小康等. 通信行业求职宝典：猎头视角. 北京：电子工业出版社, 2009

[3] 中国电信光接入网工程建设服务人员资格认证考试培训教材

[4] 3M光纤到户解决方案

[5] ODN网络组织和FTTH建设规范

[6] ODN组网模式、 器件使用及造价分析

[7]《“宽带中国”2014专项行动指导意见》