FTTH規模應用的ODN設計方法研究

李陽德

(廣東省電信規劃設計院有限公司第四分公司，廣東湛江524022)

1.引言

光纖到戶即FTTH（Fiber to the Home）顧名思義就是一根光纖直接到家庭。具體說，FTTH是指將光網絡單元(ONU)安裝在住家用戶或企業用戶處，是光接入系列中除FTTD(光纖到桌面)外最靠近用戶的光接入網應用類型。

隨著IPTV、網絡游戲、網上影院等高帶寬業務的出現，用戶對接入帶寬的需求將進一步增加，現有的以ADSL為主的寬帶接入方式已經很難滿足用戶對高帶寬、雙向傳輸能力以及安全性等方面的要求。各國電信運營商把關注的目光投向了FTTH，計劃利用光纖這一迄今為止最好的傳輸媒質來突破接入的“瓶頸”。FTTH被視為未來“最后一公里”乃至“最后一百米”寬帶接入技術的代表。

一直以來人們認為大量建設FTTH的社會環境和條件尚未具備，但隨著銅材價格上漲，光纖材料的成本正逐步下降，各地接入網的光纖化進程也逐漸升溫。目前，中國電信已經確定了FTTH的技術路線，即“先使用技術成熟的EPON，繼續跟進GPON的進展”。光纖寬帶接入將成為固定寬帶接入的終極模式。

2.FTTH的建網優勢

FTTx的網絡建設過程是從FTTB(Fiber To The Build)/FTTN(Fiber To The Node)再到FTTH的。由于初期FTTH建設成本相對于其它技術來說居高不下，分攤到每個用戶的費用過于昂貴，并且沒有相應的寬帶業務進行運營支撐，所以大多數都是以FTTB或FTTN為主。

近年來，隨著市場的發展以及各大運營商的規模采購，FTTH的綜合建網成本大幅下降；有源設備OLT PON的價格下降了50%，ONU終端價格下降了40%。據統計，現有的FTTB實裝率普遍低于30%，而FTTB建設時有源設備投資是一次性的，導致建網成本居高不下。相比較而言，FTTH只需把無源網絡部分建設好后，根據用戶開通情況再采購相應數量的ONU終端，這樣在實裝率較低的情況下FTTH反而比FTTB成本低。同時FTTH是光纖寬帶網絡的終極模式，無二次改造風險。

FTTH是目前已有的固定接入技術中最能滿足未來需求的技術，是光纖寬帶網絡發展的終極模式，較FTTB更具有如下優勢：

(1)建設成本優勢：在實裝率較低時，FTTH的建設成本比FTTB低；

(2)運行維護成本優勢：FTTB需要在樓道設置有源設備，后期需要支付電費支出；

(3)帶寬優勢：FTTH能給用戶提供100Mbps及以上的接入速率，而FTTB只能給用戶提供100Mbps以下的接入速率；

(4)競爭優勢：FTTH是光纖寬帶網絡發展的終極模式，較FTTB具有更高的帶寬接入和多業務承載能力，也沒有二次改造的風險；

(5)其它優勢：FTTB從樓道至用戶均采用銅纜，而FTTH是光纖到戶，光纖與銅纜相比，具有衰減少、抗干擾性強、使用壽命長和成本低等優點。

FTTH不僅在成本上大幅下降，在需求和內容上也有了新的突破。今天，占用大量帶寬的視頻業務正越來越受到用戶的青睞，未來這一趨勢還將更加明顯，用戶對于帶寬的需求正在改變。同時國家對于三網融合的大力推進，將使得更多的電視、視頻內容進入客廳，其隨時、隨意、隨便的操作方式，將有可能改變用戶的觀看習慣，開創新的娛樂方式。為了在競爭中占得先機，各大運營商已經加大FTTH規模部署的建設力度。

3.ODN網的設計方法

FTTH網絡由局端機房設備(OLT)、用戶終端設備(ONT)、光配線網(ODN)三個部分組成。ODN作為FTTH網絡的重要組成部分，是OLT和ONU之間的光傳輸物理通道，通常由光纖光纜、光連接器、光分路器以及安裝連接這些器件的配套設備組成。ODN包括四個部分——主干光纜段、配線光纜段、引入光纜段段和入戶光纜段。ODN的定界與網絡組成如圖1所示：

有數據顯示，ODN的投資比例占到FTTH整體投資的50%-70%。因此，只有合理的ODN網絡規劃，才能有效指導ODN網絡建設，從而避免浪費大量投資。

根據接入光纜網的分層結構(主干、配線和引入層)以及OLT的位置設置，對于FTTH應用，ODN網的配線光纜段可以是2～3級配線，也可以是4級配線。配線級數多，使用的活動接頭也會多，將直接影響傳輸距離。光分路器是網絡的關鍵器件，在不同位置設置各種分路比的無源光分路器，形成不同的分光方式。分光方式決定了網絡的邏輯結構。因此，網絡設計中，對無源光分路器安放位置，采用的分路級數是非常關鍵的問題。

3.1 覆蓋方式以及光分器的設計方法

FTTH的覆蓋方式分為兩種，全覆蓋和薄覆蓋。全覆蓋就是引入光纜、光分路器端口、入戶光纜按覆蓋總家庭數一次建設到位。薄覆蓋就是引入光纜按覆蓋總家庭數一次建設到位，光分路器端口按小于覆蓋總家庭數分步建設，入戶光纜按需布放。

覆蓋方式選擇需根據市場預測情況進行選擇。新建小區的FTTH建設，寬帶或語音市場預測滲透率一年內超過60%時采用全覆蓋方式。而新建區域的市場預測滲透率不高以及改造的區域即采用薄覆蓋的方式。

在大規模推進FTTH的情況下，為了節省光纜的投資以及提高分光器端口的利用率，分光方式務必以二級分光為主，一級分光僅適用于用戶密度大、需求不明確或帶寬需求高等情況?？偡止獗纫话銘獮?：64。在光功率受限或需提供高帶寬業務時，總分光比可采用1：32或以下。在同一PON口下，如采用二級分光方式，第一級光分路器不可直掛用戶，第二級光分路器應采用相同分光比。采用二級分光且總分光比為1：64時，光分路器宜選用1：4+1：16或1：8+1：8組合。光分路器應靠近用戶側設置。用戶規模較明確且分布密度相對較高時，采用分散分光方式；用戶規模不明確或分布密度較低時，采用集中分光方式。

ODN網建設中，光分路器的配置也是非常關鍵的一環，合理的配置是節省投資提高利用率的關鍵。全覆蓋時光分路器端口按覆蓋總家庭數一次建設到位，光分路器端口可適當考慮冗余。薄覆蓋時光分路器槽位及機架位按總家庭數用戶容量配置，光分路器端口按需分步配置：

(1)新建小區：一級分光時，一級光分路器端口初期按覆蓋總家庭數×一年內市場預測滲透率配置；二級分光時，第二級光分路器端口初期按覆蓋總家庭數×一年內市場預測滲透率配置，第一級光分路器端口初期按第二級光分路器端口/收斂比配置。

(2)現有小區改造：一級分光時，一級光分路器端口初期按覆蓋總家庭數×當前寬帶滲透率×25%配置；二級分光時，第二級光分路器端口初期按覆蓋總家庭數×當前寬帶滲透率×25%配置，第一級光分路器端口初期按第二級光分路器端口/收斂比配置。

3.2 光節點以及光纜的設計方法

(1)引入光節點的設置

引入光節點的設置關系到組網的穩定以及投資的合理。引入光節點的分光/分纖結構宜控制在3次以內。為節約上行光纜，在保證光分路器分支利用率的情況下，光分路器應靠近用戶建設，原則上光分路器應設置在小區內部。

二級分光方式下，第一級光分路器應靠近第二級光分路器，并設置在便于匯聚第二級光分路器的位置。末梢光節點設置宜靠近用戶側，以縮短入戶光纜布放距離。二級分光時，為減少光分路箱數量，提高光分路器端口利用率，第二級光分路器應適當集中設置，樓層光分路箱覆蓋樓層范圍宜為上下各1～3層，原則上各不超過5層。一級分光時，為便于匯聚入戶光纜，縮短入戶光纜距離，可在樓層設置光纜分纖箱，覆蓋樓層范圍宜為上下各1～3層，原則上各不超過5層。

光分路箱應適合安裝插片式封裝的光分路器，以4個安裝槽位為主，可靈活組合便于光分路器擴容。應采用無跳纖結構，入戶光纜直接成端與光分路器端口對接，主纜與入戶光纜宜分層管理，可適當預留儲纖用停泊位，要求尺寸小、結構緊湊、防潮、防腐蝕及密封性較好，應具有方便光纜掏接的U型進出線口。箱體材料宜采用工程塑料材質。

(2)引入光纜配置

引入光纜應建設到小區或樓宇，光纜芯數按滿足覆蓋小區或樓宇內總家庭數一次建設到位，光纜芯數按（覆蓋總家庭數/總分光比）配置，并應預留維護及非PON業務使用的纖芯。工程建設中，宜選用6芯、12芯、24芯等光纜。

(3)樓內垂直光纜

樓內垂直光纜芯數按滿足覆蓋樓內總家庭數一次建設到位。樓層分光時，垂直光纜芯數按光分路箱終期光分路器數量配置，每個光分路箱預留1～2芯；樓層分纖時，垂直光纜芯數按光分纖箱覆蓋總家庭數數量配置，每個光纜分纖箱預留10%（不低于2芯）的纖芯。13層及以上的高層樓宇，可每條樓內垂直光纜另預留2芯備用。同一光纜路由上需進行多次分纖時，宜采用光纜掏接方式。為降低施工難度、提高安全性，每條光纜掏接次數宜不超過4次。

4.結束語

隨著三網融合的快速推進，新業務和新技術的不斷出現，大大加快了FTTH的發展進程。FTTH開始迅速進入到規模建設階段，FTTH建設模式、ODN工程部署、業務快速發放和自動運維、智能家庭網絡以及未來FTTH技術演進都是必須考慮的關鍵因素。

[1]陳靜棠.FTTH規模應用的探討[J].企業科技與發展，2010，(16)：84～87.

[2]謝桂月.用PON實現FTTH的設計要點[J].廣東通信技術，2006，(8)：22～27.

[3]中國電信廣東公司FTTH工程建設原則[R].2011.