FTTH工程設計要點分析

許 松

安徽省通信產業服務有限公司業務支撐辦，安徽合肥 230031

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

“寬帶中國，光網城市”為中國電信吹響了FTTH網絡建設的號角。伴隨著FTTH網絡建設規模的日益擴大，需要其在規劃、設計、施工和管理等環節上合理布局、規范實施、嚴格管理。只有嚴格符合工程規范及工藝要求的網絡，才能保證網絡長期穩定、可靠的運行。

1 鏈路衰耗計算

通信設計技術人員在做實際設計時，首先需要確定OLT覆蓋的范圍，基于PON的FTTH網絡必須通過衰耗核算，來確定其傳輸的有效距離，從而進一步確定OLT的覆蓋區域。同時，應根據網絡建設中采用的不同技術、組網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網絡光纖鏈路損耗包括了S/R和R/S（S：光發信參考點，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系統的傳輸距離應采用最壞值計算法，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/分波器模塊的數量；AF表示光纖線路（含固定接頭）的衰減系數。在實際工程中，為提高網絡的傳輸距離，應盡量優化傳輸路由、提升工程施工質量、減少光纖鏈路中活接頭的數量。

例題：某FTTH 工程采用GPON Class C+光模塊，系統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，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

設計人員還要面對如何確定采用FTTH的網絡規模和網絡容量的問題，網絡規模和網絡容量設計不當，往往會造成網絡運行不暢或浪費投資的現象，這就需要在設計時對系統的帶寬進行準確測算。考慮冗余和安全，現有的高清、標清IPTV所需帶寬分別取12M/ 路、3M/路。PON系統內帶寬分配應符合以下原則：可根據不同客戶群和不同業務的需求差異分配相應帶寬；保證PON系統內所以用戶的基本可用帶寬；優先保證高優先級業務的帶寬要求；對用戶的最大可用帶寬進行限速；每個PON樹的規劃帶寬都應考慮一定冗余，合理規劃系統接入的用戶總數目；對IPTV 組播業務，FTTH 的應用類型應將OLT設置為組播復制點。

PON系統內帶寬測試公式：

單個PON數可用帶寬≥∑(業務i帶寬×業務i用戶數×業務并發比)。

單個PON口可用帶寬為：

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可見，如果，所以業務的并發比統一取值50%，EPON系統可按1×64 組網，戶均下行業務帶寬可以達到 30M；GPON系統按照1×128 組網，戶均下行業務帶寬可以達到34M。

假定所有業務的并發比統一取1/2，EPON按1×64組網，戶均業務帶寬可達30M；GPON按1×128組網，戶均業務帶寬可達34M。

假定直播（高清、標清用戶各占50%）業務的并發比取100%，其余業務統一取1/2，EPON按1×64組網，戶均業務帶寬可達27M（開高清）/ 18M（開標清）；GPON按1×128組網，戶均業務帶寬可達31M（開高清）/ 22M （開標清）。

3 接入光纜網整體規劃

FTTH 作為光纖接入網的發展目標，是各大運營商為客戶提供高帶寬、多業務接入的基礎網絡設施。ODN（光分配網絡）作為 FTTH 網絡最為關鍵組成部分，對其部署和將來其他業務的發展有著極為至關重要的影響和作用。所以說沒有光分配網，FTTH就無從談起。接入光纜網的規劃，應綜合考慮個人、家庭、政企三大客戶群對光接入的需求，按照統一規劃、分期建設的原則，在網絡結構和節點設置上既滿足用戶分布的多樣性、業務需求的不確定性，又能夠保持網絡結構的長期穩定。“承載所有業務、保持結構穩定”是接入光網規劃的終極目標。ODN是一種點對多點的無源光網絡，按照光分的連接方式可以組成各種結構，而星形和樹形是最常用結構。在FTTH規模建設時，接入光纜網樹形為主，在小區層面進行匯聚。

1）網絡邏輯拓撲以樹形為主，雙路由的需求仍然存在。

樹形結構為主，出局光纜芯數需求會大幅增長，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FTTH的情況下，未來接入光纜的出局芯數是現有接入光纜芯數的2～4倍。

2）小區層面匯聚可縮短小芯數光纜的長度，有利于降低系統總投資。

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

3）扁平結構對于控制線路衰耗有利

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

3 結論

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

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