FTTH工程設(shè)計要點分析

許 松

安徽省通信產(chǎn)業(yè)服務(wù)有限公司業(yè)務(wù)支撐辦，安徽合肥 230031

FTTH是近些年來世界通信界的熱門詞匯，F(xiàn)iber To The Home，直譯就是光纖到家庭，也就是我們常說的光纖入戶，經(jīng)過十多年的發(fā)展，全球FTTH技術(shù)日漸成熟。亞太、歐洲、北美各國紛紛把建立全國性光纖網(wǎng)絡(luò)作為寬帶發(fā)展的目標。市場需求驅(qū)動技術(shù)發(fā)展，在FTTH的發(fā)展上同樣也不例外。用戶對高帶寬不斷提升的需求，促進了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷演變發(fā)展，也促進了FTTH的日漸普及，更有機構(gòu)預測，2014年全球FTTH用戶將超過1億。

“寬帶中國，光網(wǎng)城市”為中國電信吹響了FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的號角。伴隨著FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模的日益擴大，需要其在規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理等環(huán)節(jié)上合理布局、規(guī)范實施、嚴格管理。只有嚴格符合工程規(guī)范及工藝要求的網(wǎng)絡(luò)，才能保證網(wǎng)絡(luò)長期穩(wěn)定、可靠的運行。

1 鏈路衰耗計算

通信設(shè)計技術(shù)人員在做實際設(shè)計時，首先需要確定OLT覆蓋的范圍，基于PON的FTTH網(wǎng)絡(luò)必須通過衰耗核算，來確定其傳輸?shù)挠行Ь嚯x，從而進一步確定OLT的覆蓋區(qū)域。同時，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中采用的不同技術(shù)、組網(wǎng)方式等做好帶寬的合理測算，以滿足不同客戶群對帶寬的差異化需求。

PON網(wǎng)絡(luò)光纖鏈路損耗包括了S/R和R/S（S：光發(fā)信參考點，R：光收信參考點）參考點之間所有光纖及無源光元件（譬如光分路器、活動連接器等）所引入的損耗。

PON系統(tǒng)的傳輸距離應(yīng)采用最壞值計算法，分別計算出OLT的PON口至ONU之間上行和下行的傳輸距離，取兩者中較小者為ONU口至PON之間的最大傳輸距離。

光鏈路傳輸示意圖

OLT至ONU的傳輸距離可按如下公式進行計算：L≤PIL-MC-β-AC×N-AWDM×M/AF。式中，P是OLT與ONU的R/S與S/R之間允許的最大通道插入損耗；IL是OLT至單個ONU鏈路的所有光分路器插入損耗，1×4典型值為7.2 dB，1×8典型值是10.5 dB；Mc是線路維護余量；β是OLT至單個ONU鏈路中模場直徑不匹配的光纖連接時等因素所引入的附加損耗；Ac是單個活接頭的損耗，每個活接頭的典型值為0.5dB；AWDM是不含連接器損耗的合波器/分波器模塊的插入損 耗；N和M分別是活接頭和合波器/分波器模塊的數(shù)量；AF表示光纖線路（含固定接頭）的衰減系數(shù)。在實際工程中，為提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，應(yīng)盡量優(yōu)化傳輸路由、提升工程施工質(zhì)量、減少光纖鏈路中活接頭的數(shù)量。

例題：某FTTH 工程采用GPON Class C+光模塊，系統(tǒng)最大通道插入損耗為30dB，采用二級分光（第一級 1×4，第二級 1×8）組網(wǎng)，全程共計9個活接頭，光分路器插入損耗為20.1dB，線路維護余量取2.5dB，光通道代價取1.3dB，工程中采用的蝶形光纜為G.657A單模光纖，損耗為0.45dB/km，請問該工程中ODN最大傳輸距離。

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2 帶寬測算

設(shè)計人員還要面對如何確定采用FTTH的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)容量的問題，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)容量設(shè)計不當，往往會造成網(wǎng)絡(luò)運行不暢或浪費投資的現(xiàn)象，這就需要在設(shè)計時對系統(tǒng)的帶寬進行準確測算?？紤]冗余和安全，現(xiàn)有的高清、標清IPTV所需帶寬分別取12M/ 路、3M/路。PON系統(tǒng)內(nèi)帶寬分配應(yīng)符合以下原則：可根據(jù)不同客戶群和不同業(yè)務(wù)的需求差異分配相應(yīng)帶寬；保證PON系統(tǒng)內(nèi)所以用戶的基本可用帶寬；優(yōu)先保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬要求；對用戶的最大可用帶寬進行限速；每個PON樹的規(guī)劃帶寬都應(yīng)考慮一定冗余，合理規(guī)劃系統(tǒng)接入的用戶總數(shù)目；對IPTV 組播業(yè)務(wù)，F(xiàn)TTH 的應(yīng)用類型應(yīng)將OLT設(shè)置為組播復制點。

PON系統(tǒng)內(nèi)帶寬測試公式：

單個PON數(shù)可用帶寬≥∑(業(yè)務(wù)i帶寬×業(yè)務(wù)i用戶數(shù)×業(yè)務(wù)并發(fā)比)。

單個PON口可用帶寬為：

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可見，如果，所以業(yè)務(wù)的并發(fā)比統(tǒng)一取值50%，EPON系統(tǒng)可按1×64 組網(wǎng)，戶均下行業(yè)務(wù)帶寬可以達到 30M；GPON系統(tǒng)按照1×128 組網(wǎng)，戶均下行業(yè)務(wù)帶寬可以達到34M。

假定所有業(yè)務(wù)的并發(fā)比統(tǒng)一取1/2，EPON按1×64組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達30M；GPON按1×128組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達34M。

假定直播（高清、標清用戶各占50%）業(yè)務(wù)的并發(fā)比取100%，其余業(yè)務(wù)統(tǒng)一取1/2，EPON按1×64組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達27M（開高清）/ 18M（開標清）；GPON按1×128組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達31M（開高清）/ 22M （開標清）。

3 接入光纜網(wǎng)整體規(guī)劃

FTTH 作為光纖接入網(wǎng)的發(fā)展目標，是各大運營商為客戶提供高帶寬、多業(yè)務(wù)接入的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）作為 FTTH 網(wǎng)絡(luò)最為關(guān)鍵組成部分，對其部署和將來其他業(yè)務(wù)的發(fā)展有著極為至關(guān)重要的影響和作用。所以說沒有光分配網(wǎng)，F(xiàn)TTH就無從談起。接入光纜網(wǎng)的規(guī)劃，應(yīng)綜合考慮個人、家庭、政企三大客戶群對光接入的需求，按照統(tǒng)一規(guī)劃、分期建設(shè)的原則，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和節(jié)點設(shè)置上既滿足用戶分布的多樣性、業(yè)務(wù)需求的不確定性，又能夠保持網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定?！俺休d所有業(yè)務(wù)、保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定”是接入光網(wǎng)規(guī)劃的終極目標。ODN是一種點對多點的無源光網(wǎng)絡(luò)，按照光分的連接方式可以組成各種結(jié)構(gòu)，而星形和樹形是最常用結(jié)構(gòu)。在FTTH規(guī)模建設(shè)時，接入光纜網(wǎng)樹形為主，在小區(qū)層面進行匯聚。

1）網(wǎng)絡(luò)邏輯拓撲以樹形為主，雙路由的需求仍然存在。

樹形結(jié)構(gòu)為主，出局光纜芯數(shù)需求會大幅增長，例如，在1：64分光比之下，一個10萬容量的母局接入家庭客戶所需接入光纜約在2200芯左右。在全部實現(xiàn)FTTH的情況下，未來接入光纜的出局芯數(shù)是現(xiàn)有接入光纜芯數(shù)的2～4倍。

2）小區(qū)層面匯聚可縮短小芯數(shù)光纜的長度，有利于降低系統(tǒng)總投資。

末端小芯數(shù)光纜和光交接點數(shù)量增加，幾乎每一個建筑物都至少需要一條小芯數(shù)入樓光纜，而光交接點的數(shù)量與現(xiàn)有銅纜交接箱數(shù)量相當。所以，小區(qū)層面的匯聚可縮短小芯數(shù)光纜的長度，從而降低系統(tǒng)總投資。

3）扁平結(jié)構(gòu)對于控制線路衰耗有利

ODN對光纜路由中的活動接頭數(shù)量要求很嚴格，活動接頭插入損耗對線路衰耗影響很大，活動接頭數(shù)量影響PON系統(tǒng)的傳輸距離。所以，扁平結(jié)構(gòu)有利于控制線路衰耗。

3 結(jié)論

FTTH建設(shè)熱潮正在興起，它與傳統(tǒng)的接入網(wǎng)在設(shè)計、施工等各個方面完全不同，同時大量的末端光纖網(wǎng)絡(luò)，特別是點到多點的樹型網(wǎng)絡(luò)，對于各大運營商來說在維護上普遍經(jīng)驗缺乏，這些都對設(shè)計工程人員提出了更高的要求。

[1]季偉，等.實現(xiàn)三網(wǎng)融合的FTTH工程設(shè)計[J].光通信技術(shù)，2010，34(5)：3-5.

[2]中國電信.FTTH工程設(shè)計規(guī)范[S]，2007.

[3]王慶.光纖接入網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計手冊[S].

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