建立FTTH全光網方案的典型應用探討

梁小峰

廣東南方通信建設有限公司

建立FTTH全光網方案的典型應用探討

梁小峰

廣東南方通信建設有限公司

隨著電信、移動等運營商的網絡改造(FTTH，FTTB)的大力進行，對廣電的生存空間造成很大的擠壓，三網融合已經到來，我們原有網絡構架的千兆接入由于電纜壽命短、成本高，后續需要采用性價比較高、穩定性較好、維護成本較低的全光網來升級換代。“工欲善其事，必先利其器”，在這個充滿競爭的社會中，業內人士普遍認識到“帶寬”網絡的基礎，也使得擁有更高帶寬接入能力和更低維護成本的無源光纖到戶(FTTH)技術將迅速得到發展與應用。

FTTH；全光網；應用

1 技術應用重要性

隨著網絡整合工作的持續推進，有線內、外部環境正面臨前所未有的深刻變化，面臨諸多突出問題。例如隨著縣級及以下網絡的并入，許多農村的電纜接入網已經沒有任何利用價值，從實現有線電視數字化出發，必須重新建網；各地接入網絡雙向化實現方式不一，需要實現雙向化改造的技術方式收斂和提升接入帶寬；基于同軸接入的雙向網絡在實現接入帶寬提升、高清及4K視頻業務拓展時，不斷擠壓有限的頻點資源，且頻譜分割方式在支撐上下行對稱業務時存在劣勢；HFC網絡光節點下沉導致有源設備不斷增多，產生取電難、電費高、維護成本高的問題；電信光纖到戶的規模化建設已經影響了用戶業務使用習慣。為此，我們需要從產業鏈、帶寬能力、建設成本、運營維護等多方面重新審視和網絡雙向化改造的技術。

2 FTTH 技術

FTTH是指光纖到家庭，FTTH網絡利用EPON技術組建家庭接入網絡，將語音業務、互聯業務、IPTV(互動電視)業務通過FTTH網絡接入家庭，實現三網融合。光分配網(簡稱ODN，光纖環路通信系統)具體包含：光分路器、光纖光纜和光纜分線盒、光纜交接箱等一系列光無源器件。ODN網絡要最大限度減少活動連接器的使用。光網絡單元(ONU，用戶端設備)通過OLT與ONU之間通過ODN網絡連接。ONU可以用多種方式連接用戶，一個ONU可以連接多個用戶。FTTH是指根據ONU與用戶家庭的距離判斷，OUN直接安裝在用戶家中，光纖直接鋪設到用戶家中，所以FTTH又稱為光纖到戶或光纖到家。

FTTH是指把光網絡單元安裝到家庭住戶或企業用戶處。FTTH既提供更大的網絡帶寬，同時也增強了通信網絡對數據格式、速率和波長以及協議的透明性，簡化供電要求，簡化了維護和安裝。當前，在FTTH工程技術應用中主要采用模式是OLT經過光分離器直接連入ONU(俗稱光貓)。

組網模式一是 ONU 為家庭網關單元例如 F460 設備上聯 OLT，下聯通過 4 個10/100Base_T 自適應以太網接口連接計算機或電視機實現上網或 IPTV 業務接入；2 個 RJ-11 電話接口連接電話機。

組網模式二是ONU為單住戶單元例如F401設備上聯OLT，下聯通過1個10/100/1000Base_T自適應以太網接口與以太網上行家庭網關(H618C)連接，再連接電話機、計算機、電視機，實現“三網融合”業務的家庭接入。組網模式三是采用簡化型家庭網關例如F420設備上聯OLT，下聯家庭接入終端，并設置外置AP。家庭網關型和單住戶型業務接入主要區別是家庭網關型支持路由功能。以上三種主要的家庭業務接入模式供用戶根據自己的業務需求以及家庭網絡布線綜合考慮選擇。

3 技術應用要點

3.1 技術路線選擇

廣播電視信號繼續采用射頻傳輸方式。數據業務可采用基于xPON協議或基于DOCSIS協議的FTTH技術。基于DOCSIS協議的FTTH技術借助RFoG技術實現上行射頻信號在全光網上的傳輸，存在光相干干擾(OBI)問題，需保持對解決方案的跟蹤和驗證。考慮到EPON產業鏈非常成熟，與現有以太網的兼容性好，相比GPON擁有更長的產業鏈支撐，后續演進技術lOGEPON能夠向后兼容EPON，現階段數據業務選擇EPON技術。

3.2 FTTH組網方式設計

可選的三種方式包括：光纖疊加同軸、雙纖三波和單纖三波。目前單纖三波網絡結構復雜、終端開通成本高，推薦采用光纖疊加同軸和雙纖三波。光纖疊加同軸方式采用雙芯光纜、同軸電纜雙線人戶，適合于多層住宅為主的集中居住區場景。雙纖三波方式采用全光纖雙芯接人，適用于農村自然村落為主的分散居住區場景。

3.3 傳輸材料的布局

1)分路器要求：規格1*2，4，8，16，32平面波導型，CATV接頭為SC/APC(綠色)，數據接頭為SC/PC(藍色)。

2)如果在10km～20km范圍內：光芯資源需求：72/64；相當于二個20dbm光放模塊(總計3芯，2路32分，1路8分)，PON口情況按20%的接入率計算的話，預計接入15戶(初期只需要1個16分就能滿足用戶接入要求，只需要一芯，考慮后續無縫擴容備用1芯或直接前端切割成32分路就行，初期只需要占用二分之一個PON口資源)，這樣計算總需要5芯，考慮冗余機制和數據接入實際放總線為8芯；確保數據信號和數字電視信號的運行。光纜要求：總線采用野外型(原采用型號G652)光纜；光交箱至樓到用戶配線箱采用(戶數*2芯)鎧裝光纜(防水，防鼠咬)或防水光纜(有鼠患處禁用)，入戶采用2芯皮線光纜。如果分路器放置到用戶配線箱，則每樓梯放置4芯防水光纜，各用戶配線箱內放置16分路，一般不推薦該方式。

3)如果在10km范圍內：光芯資源需求：72/128需要一個20dBm光放大模塊一個(2路32分，一路8分，需要3芯)，按初期20%接入算只需要占用1/2個PON口；考慮接入用戶增加可能采用添加16分或者直接更換32分的機制(實際考慮1芯加1芯擴展)，總需要5芯，考慮冗余機制采用總線8芯。

綜上所述，“三網融合”業務的發展使電信網、廣播電視網和互聯網在網絡技術演進過程中，技術和業務范圍趨于一致，實現網絡間互聯互通和資源共享，為用戶提供集語音、數據和廣播電視于一體的多種信息業務服務。“三網融合”可以實現網絡資共享，避免重復建設，形成適應性廣、容易維護和成本較低的的多媒體基礎平臺。

[1]何月春.三網融合中的FTTH網絡設計與實踐[D].湖南大學，2013.