潘璐
【摘要】 在三網(wǎng)融合、光進銅退的大背景下,F(xiàn)TTH已成為接入網(wǎng)發(fā)展的大勢所趨。本文先就三網(wǎng)融合的FTTH工程的主要技術(shù)進行介紹,然后就上海某小區(qū)設(shè)計實例進行了詳細分析,希望能為相關(guān)人員提供參考。
【關(guān)鍵詞】 三網(wǎng)融合 FTTH EPON/GPON
隨著《通信業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)布,三網(wǎng)融合已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。FTTH作為一種能高效承載語音、數(shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務(wù)、具有超高帶寬的網(wǎng)絡(luò)解決方案,滿足三網(wǎng)融合的特點和發(fā)展趨勢,被公認為是接入網(wǎng)發(fā)展的最終目標(biāo)。
一、三網(wǎng)融合概述
三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)在向?qū)拵ㄐ啪W(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)演進過程中,三大網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造,其技術(shù)功能趨于一致,業(yè)務(wù)范圍趨于相同,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、資源共享,能為用戶提供語音、數(shù)據(jù)和廣播電視等多種服務(wù)。
三網(wǎng)融合的優(yōu)點在于信息服務(wù)將由單一業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向文字、話音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)。有利于極大地減少基礎(chǔ)建設(shè)投入,并簡化網(wǎng)絡(luò)管理,降低維護成本。將使網(wǎng)絡(luò)從各自獨立的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)向綜合性網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變,網(wǎng)絡(luò)性能得以提升,資源利用水平進一步提高。
目前,“三網(wǎng)融合”已經(jīng)成為一個國際趨勢,在美國、英國、法國、日本等很多發(fā)達國家都在大力促進了網(wǎng)絡(luò)融合的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國三網(wǎng)融合也有了具體的階段性目標(biāo)。2013-2015年,在前期實驗試點基礎(chǔ)上,全面開展三網(wǎng)融合,進一步普及融合業(yè)務(wù)。
二、三網(wǎng)融合的FTTH工程的主要技術(shù)
光纖到戶(FTTH)作為一種接入技術(shù),是目前實現(xiàn)三網(wǎng)融合的最佳解決方案,其中基于無源光網(wǎng)絡(luò)的EPON/GPON技術(shù)是最新一代寬帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn),具有高帶寬、高效率、大覆蓋范圍、用戶接口豐富等眾多優(yōu)點,成為為用戶提供優(yōu)質(zhì)、可靠及安全的語音、數(shù)據(jù)、視頻三網(wǎng)融合的業(yè)務(wù)接入主流。
2.1 EPON技術(shù)
一個完整的EPON系統(tǒng)主要由光線路終端(OLT)、光分布網(wǎng)(ODN)、光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)和網(wǎng)元管理系統(tǒng)(EMS)組成。EPON采用點到多點(P2MP)結(jié)構(gòu),在以太網(wǎng)上提供各種業(yè)務(wù)。EPON接入方式屬無源光纖接入,是一種多用戶共享系統(tǒng),同有源光網(wǎng)絡(luò)相比,安裝、維護、運營成本也大大降低,系統(tǒng)也穩(wěn)定可靠。EPON將消除WLAN/LAN中ATM與IP協(xié)議間的連接轉(zhuǎn)換的必要性。EPON的光路結(jié)構(gòu)與APON相類似,它憑較低的價格、更高的帶寬和更強的服務(wù)能力取代APON。EPON目前可以提供上下行對稱的1.25Gb/s的帶寬,并且隨著以太技術(shù)的發(fā)展可以升級到10Gb/s。EPON也具有一定的運行維護和管理(OAM)功能和現(xiàn)有的設(shè)備具有很好的兼容性。EPON系統(tǒng)通過采用WDM技術(shù)實現(xiàn)單纖雙向通信傳輸,滿足順應(yīng)了下一代IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展形勢。結(jié)合以IP為核心特點的“三網(wǎng)融合”網(wǎng)絡(luò),EPON被認為實現(xiàn)FTTH最佳解決方案。
2.2 GPON技術(shù)
GPON是ITU-T在A/BPON之后推出的最新的光接入技術(shù)。從技術(shù)角度來看,GPON是APON/BPON的繼承和發(fā)展,但與ATM不同的是,GPON采用全新的GEM適配協(xié)議對數(shù)據(jù)進行封裝,實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的綜合化。相對于其它PON技術(shù)而言,GPON標(biāo)準(zhǔn)提供了前所未有的高帶寬,下行速率高達2.5Gb/s,其非對稱性更能適應(yīng)寬帶業(yè)務(wù)市場。在GPON標(biāo)準(zhǔn)中,明確規(guī)定需要支持的業(yè)務(wù)類型包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、PSTN業(yè)務(wù)、專用線和視頻業(yè)務(wù)。GPON中的多業(yè)務(wù)映射到ATM信元或GEM幀中進行傳送,對各種業(yè)務(wù)類型都能提供相應(yīng)的QoS保證。GPON除了支持更高的速率,還要以很高的效率支持多種業(yè)務(wù),提供了豐富的OAM&P功能的良好的擴展性。
2.3 GPON比EPON的優(yōu)勢總結(jié)
GPON與EPON都是千兆比特級的無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),EPON技術(shù)簡單成熟,又繼承了以太網(wǎng)技術(shù)的大量優(yōu)點,成為當(dāng)前發(fā)展熱點,但是其效率低并且難以支持以太網(wǎng)以外的業(yè)務(wù)。而GPON作為一種靈活的吉比特光纖接入網(wǎng)技術(shù),支持更高的和對稱/非對稱傳輸速率,具有良好的操作管理與維護(OAM)能力。隨著技術(shù)成本不斷下降,從長遠看,GPON將占據(jù)FTTH的主導(dǎo)地位。
三、小區(qū)三網(wǎng)融合FTTH設(shè)計實例
3.1三網(wǎng)融合的FTTH設(shè)計要點
在FTTH建設(shè)中建議堅持以下原則:
(1)FTTH建設(shè)應(yīng)兼顧市場需求、網(wǎng)絡(luò)演進和投資效益;
(2)分光產(chǎn)品選用應(yīng)向集成化、小型化、模塊化發(fā)展,光纜材料應(yīng)向預(yù)端接、纖芯細(如微纜)的方向發(fā)展,便于現(xiàn)場安裝及線纜布放,利于工程快速實施;
(3)OLT宜集中設(shè)置在現(xiàn)有局點,對于FTTH用戶密集大的區(qū)域,OLT可設(shè)置在現(xiàn)有主干光節(jié)點,少量可下移至小區(qū);
(4)覆蓋方式可采用全覆蓋或薄覆蓋之一,需求明確的區(qū)域宜采用全覆蓋,需求不明確或放號率逐步增加的區(qū)域宜采用薄覆蓋;
(5)總分光比采用1:64以上,以提高OLT設(shè)備的PON口利用率;
(6)引入光纜、垂直光纜應(yīng)建設(shè)到小區(qū)或樓宇,光纜芯數(shù)按滿足覆蓋家庭總數(shù)一次建設(shè)到位。
3.2 上海某小區(qū)FTTH設(shè)計實例
上海某小區(qū),共有8棟小高層,每棟樓3個單元15層,每層有住戶4戶,住戶數(shù)量1440戶?;贔TTH網(wǎng)絡(luò),為整個社區(qū)提供數(shù)據(jù)、語音、CATV視頻業(yè)務(wù)、高清互動點播和時移業(yè)務(wù),實現(xiàn)三網(wǎng)融合和全業(yè)務(wù)高速接入。
根據(jù)小區(qū)的規(guī)模在中心機房中配置一個電信級OLT設(shè)備,設(shè)備配置24個GPON接口。每個PON口通過1:64分光,完成64個ONU用戶的業(yè)務(wù)承載。前端機房到小區(qū)的傳輸距離為5Km內(nèi)。OLT設(shè)備外接48V通信直流電源,通過千兆上聯(lián)口連接至計算機通信網(wǎng)絡(luò)等外網(wǎng),完成數(shù)據(jù)、視頻和語音業(yè)務(wù)的接入。OLT的24個PON接口通過24根光纖輸出至EDFA系統(tǒng)。EDFA系統(tǒng)中完成1:3的光分路、放大、通過3個1:8的光分路復(fù)用器,與24個GPON口的光信號完成波分復(fù)用,以24條光纖輸出。最終通過24芯的主干光纜傳輸?shù)叫^(qū)的各個單元。
而在網(wǎng)絡(luò)融合的要求下,由于有線電視用戶的廣泛性與電視信號的特殊性,GPON系統(tǒng)利用1550nm傳輸有線電視(CATV)信號,這樣的波長安排使得在不破壞有線電視信號原有的格式下,采用波分復(fù)用的方式,為其信號專門開辟了一條“綠色通道”,用于有線電視信號的傳播,包括模擬的和數(shù)字的。
樓棟單元設(shè)計主要考慮單元接入和用戶接入兩部分??紤]到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的靈活性、穩(wěn)定性、可維護性以及成本等因素,單元設(shè)計方面考慮采用1:4和1:16的光分路器結(jié)合的二級分光結(jié)構(gòu)方式。根據(jù)具體樓層結(jié)構(gòu),根據(jù)用戶數(shù)量在各單元布置1個1:4光分路器,每一個1:4光分路器再連接4個1:16的光分路器,滿足用戶的接入需求。根據(jù)具體的施工環(huán)境,每棟樓放置4個ODN設(shè)備(2層,完成1-4層用戶的光纖接入;6層,完成5-8層用戶的光纖接入;10層,完成9-12層用戶的光纖接入;14層,完成13-15層用戶的光纖接入),主干光纜到樓,通過1:4光分路器,完成4個1:16的ODN設(shè)備的連接。
1:16的ODN光纖輸出接到用戶家中的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU設(shè)備上,最終實現(xiàn)光纖的入戶。外界送來的信號經(jīng)ONU轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)、語音、IPTV等輸出口,ONU的下行輸出接口包括以太網(wǎng)接口、POTS語音接口和有線電視射頻接口,從而實現(xiàn)電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計算機通信網(wǎng)絡(luò)的“三網(wǎng)融合”。
3.3 FTTH工程的光纖鏈路衰減指標(biāo)計算
FTTH工程中OLT至ONU使用1490nm波長,ONU至OLT使用1310nm波長。由于ONU的上行波長為1310nm,與下行1490nm相比,在光纖中傳輸損耗較大,而光分路器損耗、連接器件損耗、熔接損耗與波長關(guān)系不大,所以,在計算每個ONU光鏈路衰減時,可以按照1310nm來計算整個鏈路,以此確定設(shè)計是否合理。
ODN光鏈路衰減= A+B+C+D+G (dB)
ODN光鏈路衰減<系統(tǒng)允許的衰減
式中:A:為光通道全程n段光纖衰減總和;
B:為m個光活動連接器插入衰減總和;
C:為f個光纖熔接接頭衰減總和;
D:為h個光分路器插入衰減總和;
G:光纖富余度。
相關(guān)參數(shù)取定:
1)光纖衰減取定:1310 nm波長時,取0.36dB/km;1490 nm波長時,取0.22dB/km;
2)光活動連接器插入衰減取定:0.5dB/個;
3)光纖熔接接頭衰減取定:
分立式光纜光纖接頭衰減取雙向平均值為:0.08dB/每接頭;
冷接子雙向平均值0.15dB/每個接頭;
4)光分路器插入衰減參數(shù)取定:
本例中1:4光分器≤7.3dB;1:16光分器≤14.0dB
5)光纖富余度
當(dāng)光纜傳輸距離<5公里時,光纖富余度不少于1dB;
光通道全程衰減當(dāng)采用GPON 系統(tǒng)(ClassB+)時取定28dB。
本例中光鏈路衰減=0.36dB/km*2.2km+0.5dB*6+0.08dB*5+0.15dB*2+7.3dB+14.0dB+1dB=26.792dB≤28dB。
四、結(jié)論
GPON作為目前較先進、應(yīng)用較廣的光纖接入技術(shù),在實現(xiàn)光纖到戶后,可以方便開展原有的數(shù)字電視、互動點播的業(yè)務(wù)以及語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù),實現(xiàn)“三網(wǎng)融合”和全業(yè)務(wù)的高速接入。本文給出了基于GPON技術(shù)實現(xiàn)FTTH的實例設(shè)計要點,實例方案和衰減計算,為開展基于光纖到戶的接入網(wǎng)工程建設(shè)提供設(shè)計參考和理論依據(jù)。參 考 文 獻
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