淺談住宅小區光纖到戶設計

邢 燕

(中國五洲工程設計集團有限公司，北京100053)

0 引言

當今信息技術高速發展，網路、智能、云逐漸融入人們的生活和工作中。目前信息傳送的“最后一公里”——互聯網主干網到用戶桌面，在接入時仍有瓶頸現象。而采用FTTP光纖到戶“基于PON技術實現光纖到戶”將光網絡終端(ONT)安裝在家庭中，是目前解決此現象的最佳方案。本文主要探討光纖到戶相關技術及設計方案。

1 光纖接入網技術

光纖接入是指用戶完全以光纖作為傳輸的媒質，與局端相關業務節點接口相連接；或者主干傳輸媒質采用光纖、用戶末端傳輸媒質采用金屬線或者是無線接入的承載方式。無源光網絡(PON)技術目前廣泛應用于寬帶光纖接入網，根據技術和服務對象的區別又分為以太網無源光網絡(EPON)、吉比無源光網絡(GPON)。

無源光網絡是一種純介質網絡，它的網絡信號傳輸系統是由服務提供商側的光線路終端(OLT)、用戶側的無源光分配網(ODN)、光網絡終端(ONT)組成的點到多點(P2MP)結構的無源光網絡，單纖雙向傳輸，樹型拓撲結構。樹型是從局端OLT設備的一個接入側光接口及其下帶的ODN，連接多個ONT設備，進行連接和通信的拓撲。PON參考結構見圖1所示。

圖1 PON參考結構圖

EPON、GPON采用PON樹的拓撲結構實現多點以太網的接入。二者在物理層采用PON技術，在鏈路層基于以太網協議，因此綜合了PON技術和以太網技術的低成本、高帶寬、擴展性強等優點，可以快速靈活的服務重組。與現有的以太網能夠兼容、管理方便，且沒有用電源的電子設備，避免了電磁干擾和雷電影響等。EPON的下行速率為1.25Gbps，上行速率為1.25Gbps。GPON的下行速率更高達2.5Gbps，上行速率為1.25Gbps。

2 光分配網

光分配網(ODN)是指OLT與ONT之間，由光纖、光纜及光配線產品無源光元件(如光連接器和光分路器等)組成的無源光分配網絡。下行方向為OLT到ONT，采用廣播方式，OLT發送的信息通過ODN內的無源光分路器(OBD)1:N(或2:N)送達到各個ONT。無源光分路器(OBD)是光接入的核心部分，這種無源器件可以將1路或2路光信號分成多路光信號傳至ONT，同時也可反向將多路光信號合成1路或2路光信號送至OLT。上行方向為ONT到OLT，采用時分多址方式，ONT會依據OLT指定的時間發送信息，該信息只送到OLT，而不會送到其他ONT。

3 光纖到戶通信系統

3.1 系統應用及構成

光纖到戶通信系統為用戶提供話音、數據、和視頻融合的寬帶接入系統。它將PON網絡拓撲結構運用到系統中，并具備話音、數據和視頻三種信號在同一網絡傳送的能力。其系統構成見圖2。

圖2 寬帶光纖接入到戶通信系統框圖

3.2 系統接口

業務節點接口SNI(Service Node Interfac)是寬帶光纖接入網與業務節點(SN)相連接的接口，可分別接入多個提供特定業務SN和提供綜合業務SN，或接入支持相同業務的多個SN。

用戶終端設備或者用戶網通過用戶網絡接口UNI(User Network Interface)接入寬帶光纖接入網。

光線路終端設備(OLT)是接入網的業務節點側設備，設置在服務提供商(電信業務經營者)，將各種業務信號(公用電話交換網、互聯網、網絡視頻等)匯聚后傳輸給終端用戶、并將終端用戶的信號按照業務類型分別匯聚再返回各業務網。局端設備OLT端口單根光纖通過OBD分為多根光纖引至多個用戶 ONT(如 16、32、64、128 個)。

ONT是用戶節點側設備，設置在用戶家中，安裝在用戶家居配線箱內。可直接為用戶終端提供話音、數據接口，通過銅纜配線或無線方式對連接的用戶群提供話音、數據業務，或在用戶端分別增加NT設備(如家庭網關)提供話音、數據業務。

4 有線電視光纖到戶系統

4.1 系統構成及應用

光纖到戶有線電視系統是應用PON網絡拓撲結構，其系統構成見圖3。

有線電視網絡承載的業務類型可包括三大類。

(1)應用類業務:包括有線電視廣播類和互動電視類業務。

(2)傳輸類業務:包括基于有線電視網絡的網絡服務、安防服務、多媒體通信、互聯網接入、互聯網數據傳送增值、多媒體通信、媒體內容中心服務和信息中心業務。

圖3 有線電視光纖到戶系統框圖

(3)信息服務類業務:可包括家庭遠程教育、家庭跨屏分享娛樂、電視信息服務業務、電視支付業務、家庭購物、電視電話社區服務、家庭安防服務、家庭遠程醫療、家庭遠程控制以及基于廣電網的物聯網業務。

4.2 系統組網及接口

FTTP接入分配網采用EPON、GPON組網，同時還需適應時代，關注下一代EPON、GPON技術的標準發展和設備商用進程。

FTTP由OLT、ODN和ONT組成，通過網管系統實現對三部分的統一管理。OLT布置在分前端、接入節點機房。ONT設置于用戶家中。EPON的ODN一般采用32路分光，GPON采用64路分光。

FTTP支持IP數據、POTS或VoIP語音業務、廣播式和交互式視頻業務。

SNI應支持 GbE，可支持10GbE、10/100 Base-t接口；以太網接口應配置至少2個，且支持鏈路匯聚功能。SN1可支持 E1、CATV RF和 V5.2接口。UNI應支持10/100 Base-T接口，可支持 E1、CATV RF和普通電話Z接口。

5 住宅小區光纖到戶系統設計要點

(1)住宅設計標準

光纖到戶系統設計應以現行國標GB 50846-2012《住宅區和住宅建筑內光纖到戶通信設施工程設計規范》(以下簡稱《住宅光纖到戶規范》)及GB/T 50200-2018《有線電視網絡工程設計標準》為設計依據。規范中關于設計光纖到戶系統的強制性條文設計時要嚴格執行。

在已實現光纖傳輸的地區，通信應采用光纖到戶方式。多家電信運營商平等接入、住戶自由選擇。室外的地下通信管道、有線廣播電視管道、人(手)孔井、設備間、光纜交接箱等基礎設施，須與小區同步建設。

(2)用戶光纜配置

設計時根據住戶對通信業務的需求及當地的狀況配置用戶光纜。高配置方案，為用戶提供入戶光纖為2根2芯光纜，一根為寬帶光纖接入、一根為有線電視網絡接入，其中1芯可根據住戶通信業務要求接入不同的電信業務經營者網絡或各預留1芯作為備份。低配置方案，入戶光纜為每家2根1芯光纜，一根為寬帶光纖接入、一根為有線電視網絡接入。

(3)用戶接入點及用戶接入點位置的確定

用戶接入點為多家(一般按3家)電信運營商共同接入的場所。用戶接入點的位置設計應依據建筑形成的配線區以及所轄的用戶數量來確定，宜按下列原則設置。

單棟高層住宅宜設置在本建筑物的電信間內；多棟住宅宜設置在共用的電信間內；別墅區宜設置在室外光纜交接箱或設備間內。

住戶數量＜300戶的小區，可只設置一個配線區，設置在較中心位置，由設備間(用戶接入點)直接布放光纜至每棟住宅樓。

住戶＜120戶的別墅小區，可只設置一個配線區，設置在較中心位置，由光纜交接箱或設備間(用戶接入點)直接布放光纜至每棟別墅。光纜交接箱宜安裝在安全隱蔽、不影響環境美觀、不易受外界損傷的位置。

(4)設備間設計

設備間是住宅小區內安裝運營商通信配線設備的場所，也是配線光纜的匯聚點。每個住宅小區應設置1個設備間。設備間考慮靠近物業管理中心機房，且宜設置在小區中心位置。

電信間是放置配線設備并進行室內外線纜交換的場所。一般住宅小區可根據需要設置多個電信間，電信間宜設置在首層或地下一層。

電信間、設備間內應設置1個住宅建設方機柜和3家電信運營商機柜，共4個機柜。機房內采用600 mm(寬)×600mm(深)小機柜時，面積為 10m2，尺寸為4m×2.5m。采用800 mm(寬)×800mm(深)大機柜時，面積為15m2，尺寸為5m×3m。

(5)家居配線箱

家居配線箱安裝于用戶室內，是完成信息互通與通信業務接入的多功能配線箱體。箱體滿足家庭內部的各種弱電智能設備集中布放，并對弱電信號線統一布放管理。考慮長遠發展，由電信間至少引入2根暗管至每戶箱體。

家居箱內安裝有光網絡終端(ONT)，并根據用戶需要選擇安裝各種智能弱電系統設備，且箱體內部應安裝AC220V單相交流電源插座，并采取強弱電安全隔離措施。

家居配線箱根據用戶業務需求、信息點及引入線纜、戶內線纜的數量來確定箱體規格。家居配線箱所占用空間參照尺寸為400mm(高)×300mm(寬)×120 mm(深)。設計家居配線箱時，建議安裝在便于維護的地方，例如暗裝在門廳、客廳或壁柜墻內等。

(6)地下通信管道

地下通信管道的管孔、電信間及設備間面積，均應滿足至少3家電信運營商業務接入。地下通信管道的總容量應根據線纜的終期容量確定，并應符合規定:地下通信管道的管孔可選用單孔管、單孔管內穿放子管或多孔管。每條光纜應單獨占用多孔管的一個管孔或單孔管內的一個子管。同時地下通信管道應預留一個到兩個備用管孔。

(7)配線光纜及配線設備的容量

用戶光纜、配線設備及配線光纜的容量應滿足遠期通信業務的需求，并應預留10%的維修余量。

6 住宅小區光纖到戶設計工程案例

(1)工程概況

某住宅小區共1 620戶，由18棟多層住宅樓組成。每棟住宅樓共90戶、住宅樓高為6層、5個樓宇單元、每層3個住戶。下面以光纖到戶通信系統為例探討住宅小區光纖到戶設計。

(2)用戶接入點和用戶光纜配置

本項目接入點按引出1芯光纖至每戶家居配線箱標準設計，按低配置用戶光纜標準設計。3棟多層住宅樓組成1個配線區，設置1個接入點。每個配線區管轄住戶數量均為270戶。

3家電信業務經營者各配置5個1:64光分路器，并從設備間引來1根8芯配線光纜。每家電信業務經營者各配置一個機柜，每個機柜內需滿足安裝24個12端口的光纖配線架和5個1:64光分器及278芯光纖(8芯備用)的接續及盤留的空間。

住宅建設方配置一個機柜，機柜需滿足408芯光纖的引出、成端及盤留，其中本住宅樓5根24芯光纖，另兩棟住宅樓各一根144芯光纜，并滿足35個12端口的光纖配線架的安裝及至少278根光纖跳線引入。

(3)電信間

電信間設置在本配線區某一多層住宅樓內，每3棟住宅樓設一個機柜，機柜規格選用600 mm(寬)×600mm(深)小機柜，共需放置4個機柜。電信間面積均為10m2。

(4)住宅樓配線設計

未設置電信間的住宅樓，在三單元的一層設置144芯總光纖配線箱為本樓服務。在其他單元一層分別設置24芯單元光纖配線箱。從電信間引來一根144芯用戶光纜經總光纖配線箱分配至各單元配線箱1根24芯光纜，從單元配線箱再分別引出18根1芯光纜至各住戶室內的家居配線箱。

(5)設備間

本小區共設6個配線區，6個配線區的配線光纜匯聚于設備間。每家電信業務經營者需從公用電信網引入1根48芯的光纜。每家電信運營商還要從設備間引出6根8芯光纜至各個用戶接入點，每個配線區1根8芯光纜，總芯數為48芯。

每家電信業務經營者配置1個機柜，機柜滿足8個12端口光纖配線架的安裝及96芯光纖的出入、盤留。

設備間面積為10m2，在設備間內設置3個600 mm(寬)×600mm(深)的小機柜，且機柜在設備間內按列布置。

(6)設計總結

住宅小區用戶數量多、容量大。一般采用集中分光模式。設計時，首先確認用戶光纜配置、統計用戶接入點。再確定小區設備間、電信間的位置和面積。最后確定小區地下通信管道的管孔容量、預留的配線設備安裝空間。將多家電信業務經營者的市政主光纖引入小區的機房，通過無源光傳輸網路引至家居配線箱。家居配線箱箱內安裝光網絡終端(ONT)等設備。ONT設備通過室內的電纜、數據線或無線接入連接至戶內的電視機和計算機，即可同時接收電視與數據信號，實現光纖到戶設計要求。

7 結束語

國家大力發展有線電視及寬帶網絡。設計時需采用成熟、先進的國內、國際通信和網絡技術，具有承載雙向、交互式多業務的能力滿足電信網、廣播電視網、互聯網三網融合的技術要求。設計住宅小區光纖到戶系統時，設計人員應根據規范確定用戶光纜容量，規劃用戶接入點、配線區、設備間和電信間，并根據計算所得數據，做好配線設備和光纜選型。滿足居民對通信業務的需求，推進“寬帶中國”的戰略實施。