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FTTH解决方案
 

目前广电运营商的主营业务既包含广播电视业务,也包含数据双向业务,因此广电的FTTH建设必然涉及到广播电视业务的FTTH建设和数据双向业务的FTTH建设。结合目前广电现有的资源,要实现FTTH主要有两种方案:单纤三波方案、双纤三波方案。

1单纤三波入户

单纤三波入户示意图如下:

                                                                                              

1单纤三波入户示意图

在单纤三波入户方案中,1550nm广播网光信号和EPON设备发送的数据双向信号(上行1310nm,下行1490nm)在分前端机房经过DWDM波分复用设备后,广播光信号和数据双向信号被合并到一条光纤物理通道,然后再经过各级ODN设备的传输和分光后最终到达用户家庭,在用户家庭内部,广播电视信号和数据双向信号经过家庭网关式ONU分离,然后再被分别送到有线电视机顶盒和计算机等网络终端设备实现业务的呈现。

单纤三波接入方案的优势如下:

1、端对端的管理:由于一纤三波的网络架构是端对端的,可以很方便的管理用户终端设备。网络管理人员可以实现远程业务开通、故障维护、业务关闭等操作。

2ODN成本低:由于广播电视信号和数据双向信号都是在同一个物理光纤上传输,所以此方案大大降低了从分前端至用户家庭之间的ODN网络分路器,纤芯资源等的建设成本。

单纤三波方案中,需要注意的是EPON传输过程中,下行1490nm的数据IDLE 码会对下行1550nmCATV信号在62.5MHz及倍频处造成单频干扰,同时下行方向1550nmCATV信号因为功率较大,还需要考虑其对1490nm数据信号的非线性干扰,因此我们应选用波长隔离度在35dB以上的波分复用器。目前单纤三波终端成本较高,对于只开通单向广播业务的用户,需提供WDM+光接收机形式的终端设备,每户需增加一个WDM的成本,因此,在WDM+ONU+光接收机的终端成本下降之前,推荐采用双纤三波的方案。

2双纤三波入户

双纤三波入户示意图如下:

 

                                                                                              

2双纤三波入户示意图

双纤三波即EPON数据光信号与CATV光信号分别在不同的纤芯中传输,各自经过不同的物理传输通道到达用户家庭,入户后,CATV光信号经过FTTH入户型光接收机接收后转变为射频电信号发送到数字机顶盒完成业务的呈现,EPON数据双向信号经过FTTH入户型ONU后再转发到计算机等网络设备实现业务的呈现。

双纤三波接入方案的优势如下:

1、无波长干扰:在双纤三波接入的FTTH方案中,广播光信号和数据双向光信号的传输通道为物理独立的光纤通道,避免了波长干扰问题。

2、用户终端成本低:相比较一纤三波方案,双纤三波可节省大量的用户终端DWDM设备成本。

3、可靠性高:完全消除了室外有源设备,可靠性高,可节省大量的运维及室外设备取电的费用。

缺点:相比较同轴+单纤及单纤三波方式,ODN建设成本最高。

总结:在一纤三波终端成本下降之前,推荐采用双纤三波的方案,虽然会带来主干光缆、配线光缆、引入光缆、分路器、人工熔接成本的增长,但户均ODN增加的成本远低于一纤三波终端高出的成本。目前,双纤三波才是一步到位,网络最先进,可靠性最高,性价比最高的FTTH解决方案。因此,新建小区推荐采用双纤三波方式实现FTTH建网。此解决方案按照双纤三波的方式阐述。

3 FTTH建网技术

3.1 ODN的覆盖

光分配网(ODN)位于OLTONU之间,由主干、配线、引入光缆、分路器和光交接、分线设备组成,其功能是将一个光线路终端(OLT)和多个光网络单元(ONU)连接起来,提供光信号的双向传输通道,是FTTH接入工程的重要基础设施。

根据OLT部署的位置,ODN的网络结构有两种方式:馈线光缆配线光缆引入光缆三层结构和配线光缆引入光缆两层结构。

ODN包含的元素:

                                                               

 

 

3ODN包含的元素

根据目前的广电现状,FTTH建设初期,ODN覆盖方式有全覆盖薄覆盖两种。

全覆盖:集中施工,将光纤一次性布放到所覆盖的每个用户室内。如下图:

 

 

                                                                                                              

4ODN覆盖方式(全覆盖)

此覆盖方式将难度较大的光缆入户施工FTTH建设的阶段集中完成,后期业务开通时不需线路人员介入,但是初期成本高,投资风险大,而且存在入户光缆在装修时被损坏的风险。

薄覆盖:分阶段施工,在集中施工阶段完成从CODP的线路施工,在业务开通阶段完成引入光缆的敷设。如下图:

 

                                                               

5ODN覆盖方式(薄覆盖)

此方案在入户引入段按业务开通情况按需敷设,分路器和PON设备端口按需投放,因此初始投资成本低,每户工程造价最低,而且在业务开通阶段敷设引入光缆可以避免光缆的损坏,也更容易得到用户的配合。

在具体的应用场景上,在新建小区建议采用全覆盖方式实现所有用户的光纤接入,而在旧小区改造中建议采用薄覆盖方式逐步提高光纤接入。

3.2  OLT位置选择

OLT设备尽量集中部署,首选分前端机房,在机房条件确实紧张或管道资源确实不能满足出局光缆需求时,可将OLT局点下移到小区。

1)在机房条件确实紧张或纤芯资源确实不能满足出局光缆需求时,可以将OLT下移到小区。

2)而在接入距离不能满足全程光衰减要求时,采取下述前三种方案不能满足要求时,也可考虑将OLT下移到小区。

a.选择支持更大光功率预算的模块,光分路比不变;

b.光模块不变,降低分路比;

c.选择支持更大光功率的模块,同时降低分路比。

3.3分光方式

按照光分路器是否集中放置区分,FTTH分光方式有两种:集中分光,分散分光。

1)集中分光:光分路器放置于小区机房、光缆交接箱中、局端机房(OLT机房)。

集中分光维护相对方便,在前期业务未全部开通的情况下可节省设备的投资。

2)分散分光:光分路器放置于楼内、楼外、挂杆安装的分纤箱中。

分散放置的光分路器更靠近ONU和接收机,能节约更多的光缆资源、城市管道资源。

但是无论集中分光还是分散分光,数据双向平台的分光不宜超过2级,广播平台的分光不宜超过3级。

此外在分光设计的时候还要同事考虑到下述的三个原则:

1)尽量采用一级均匀分光,以简化网络结构,方便故障排查;

2)分光器尽量靠近用户,以节省光缆和管道资源;

3)分光器宜集中放置,以方便维护。

3.4连接技术选择

目前光纤连接有两种方式:热熔接,冷接续。

传统的光缆接续采用光纤熔接机,利用热缩套管对光纤进行保护,接续损耗小,这种接续方式称为热熔接。多年来户外光纤接续作业都是采用的这种方式。热熔接光纤接续是两根光纤的对接,是一种固定连接方式;损耗低,可靠性高,每个热熔节点光损耗为0.01-0.03dB/节点;但仪器价格昂贵、接续需要用电、操作需要培训、维护费用较高、操作场地受限,针对FTTH多点零散接续耗时较长。

冷接技术是指不需要熔接机,只通过简单的接续工具、利用机械连接技术实现光缆固定或活动连接的方式。常用的冷接设备有冷接子,快速连接器。冷接技术操作简单,对操作环境无特殊要求,无源施工,操作工具简单易携带,可重复性高。但冷接属于非固定连接,容易出现松动,冷接后的插入损耗比较大。

现在热熔是大势所趋,冷接虽然方便,但返修率和损耗较大。热熔的综合成本更低些,就是熔接机的一次性投入比较大,现在的FTTH熔接机已经做很小巧了,且价格低廉,主流的方式都是热熔。

3.5光通道损耗

光通道损耗是ODN最重要的网络性能指标。ODN的光路是否合适、是否满足传输要求,最重要的一条规则就是实际工程结束后,能够符合光功率预算要求。光功率衰减的主要影响因素有:分路器的插入损耗;光缆本身的损耗;光缆熔接点损耗;尾纤/跳纤通过适配器端口连接的插入损耗。光通道损耗为以上因素引起的损耗总和。在工程设计时,必须控制ODN中最大的衰减值,建议EPON的衰减控制在26dB以内,CATV广播光信号的衰减控制在31dB以内。在工程设计中,对光通道损耗的估算可采用如下的光损耗参数表:

名称

平均损耗(dB

连接点

连接器

0.3

机械接续

0.2

熔接

0.1

光分路器

164

20.5

132

17

116

13.8

18

10.5

14

7.5

12

3.8

光纤

(G.652

1310nm (1 km

0.35

1490nm (1 km

0.25

1550nm (1km

0.2

光通道损耗=L×an1×bn2×cn3×def dB

a表示光纤每公里平均损耗(dB/km),L为光纤总长度,单位Km。工程中使用的光纤跳线,尾纤等,一般长度较短,可以忽略。

b表示光纤熔接点损耗(dB),n1表示熔接点的数目。

c表示光纤机械接续点损耗(dB),n2表示机械接续点的数目。

d表示连接器损耗(dB),n3表示连接器数目。

e表示光分路器损耗(dB),这里只考虑一级分光。如果是二级分光,则要分别考虑二个光分路器造成的损耗。

f表示工程余量,一般取1~3dB

设计中应对网络中最远用户的光通道衰减进行核算,采用最坏值法进行ODN 光通道衰减核算,检查全网的光通道损耗是否满足要求,并根据需要对网络设计方案做适当调整。

4总结

FTTH双纤三波解决方案适用于新建小区,特别是农村边远地区,城乡结合部,别墅区。农网是空白,成本可接受;可靠性高,解决了室外有源设备易遭雷击,同轴电缆故障率高的问题,大大节省维护成本;不用室外采电,解决了农网光节点取电难的问题,节省高额电费。新建地区是空白,不存在同轴电缆资源,与其敷设昂贵的同轴电缆,不如直接敷设价格低廉的皮线光缆,且所建成的网络最先进、可靠性最高、一劳永逸。不可否认,FTTH是接入网最后一公里殊途同归的解决方案。