完整FTTH宽带基础原理总结推荐文档.docx
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一、FTTH及PON基础知识
1.1PON系统基本原理
PON（无源光网络）是指OLT（光线路终端）和ONU（光网络单元）之间的ODN（光分配网络）全部采用无源设备的光接入网络。
PON是一种点对多点（P2MP的光接入系统，它能够节省光纤资源、ODN无需供电、用
户接入方便和支持多业务接入，是运营商目前大力推行的宽带光纤接入技术，主要有EPON
和GPOF两种技术。
PON系统采用WDM密集波分复用）技术，实现单纤双向传输。
为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术:
•下行数据流采用广播技术；
•上行数据流采用TDMA技术；
•每PON口可以实现最大上行1.25G,下行2.5G传输速度。
1.1.1PON典型网络结构
PON系统主要由OLTODN和ONUE部分组成，其中ODN不包含有源设备，OLT至ONU之间通过光分路器连接形成P2MP（点到多点）的结构。
1.1.2PON系统传输方式
上行方向为TDMA方式
各ONL上行数据分时发送，各ONU勺发送时间与长度由OLT集中控制。
下行方向为广播方式
下行数据广播发送，每个ONI根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他
用户的数据。
广播方式
翼霍用户,
Splitter
ONU3
1.2PON系统组成
PON系统的基本组成有：
•局端的光线路终端（OLT设备
•ODN指用于连接局端OLT设备和远端ONI设备之间的光分配网络，ODN只包含无源
器件或设施
•光网络单元（ONU/ONT。
PassiveOpticalNetwork无源光网络
pticalLinelarminal光蚁挞终瑞
无源分光器
-plicaIetworknit
光叫埔单元
i
I
V
4
1.2.1OLT设备介绍
OLT是PON勺核心功能模块，OLT在物理上一般以机架的形式呈现。
机架式OLT（大型）采用插板式结构，功能复杂、容量大，实现难度高。
包括如下板卡：
•接口板（或者称为线卡）
•主交换板
•主控板（主控和主交换板可能合在一个板卡）
•上联板（GE/10GE
盒式OLT（小型）容量小，实现容易
1U高一体化小设备：
2-4个PON口,1—2个上联GE口.功能简单,
GE/10GEX口G曰10GE洸口
L2SwitchFribriGi.Izi-hZHt）
PONPON光按I丨光按lI
3fMl（fens）™
PON
光按II
1.2.2ONU设备介绍
ONU位于用户终端和ODN之间，提供用户接口和多业务接入，ONI上联口（PON口）为
光口，用户侧接口有：
•以太网接口（FEGE）
•POTS接口（RJ11）
•E1接口
•CATV接口
ONU设备框图如图所示，其中PON接口模块是核心部分，语音处理模块以VoIP的方式
提供语音业务，CPU负责整个ONU的控制和管理（包括与OLT及网管的通信）。
123FTTHONU设备分类
ONU设备根据用户端的应用方式不同，可分为下列几种类型:
（1）SFU（单住户单元）型ONU:
主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终端功能，
具有1或4个以太网接口，提供以太网/IP业务，可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，主要应用于FTTH的场合（可与家庭网关配合使用，以提供更强的业务能力）。
（2）HGU（家庭网关单元）型ONU主要用于单独家庭用户，具有家庭网关功能，相当于带EPONk联接口的家庭网关，具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少1个USB接口，提供以太网/IP业务，可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，支持TR-069远程管理。
主要应用于FTTH的场合。
（3）SBU（单商户单元）型ONU主要用于单独企业用户和企业里的单个办公室，支持
宽带接入终端功能，具有以太网接口和E1接口，提供以太网/IP业务和TDM业务。
主要应
用于FTTO的场合。
1.3ODN简介
ODN位于ONU和OLT之间，为OLT与ONI提供光传输手段，完成光信号的传输和功率分
配任务。
ODN!
常呈树型分支结构，主要包含下列设备:
•局端配线设施：
光配线架等。
•光分配点设施：
光配线架、光交接箱、光分线盒、光分路器、光分歧接头盒等。
•光用户接入点设施：
光分路器、光分线盒、光分歧接头盒等。
•用户端接设施：
用户智能终端盒、光纤信息面板。
•其他基本器材：
光缆、光纤连接器、尾纤等。
1.4FTTH在PON中的实现
根据光纤到达用户侧的位置不同，宽带光接入网的应用方式（建设模式）包括以下几种这些模式统称为FTTx,主要包含：
（1）
FTTN:
FiberToTheNode，光纤到节点
（2）
FTTZ:
FiberToTheZone，
光纤到小区
（3）
FTTCabFiberToTheCabinet
，光纤到交接箱
（4）
FTTC:
FiberToTheCurb，
光纤到路边
（5）
FTTB:
FiberToTheBuilding
，光纤到楼
（6）
FTTP:
FiberToThePremise
，光纤到用户驻地
（7）
FTTH
FiberToTheHome，
光纤到户
（8）
FTTO
FiberToTheOffice
，光纤到办公室
其中最主要的应用方式有FTTHFTTB/C、FTTCabFTTHFTTOFTTP以全程光纤的方
式实现最终用户的接入，是最为理想的宽带光纤接入方式。
1.5FTTH典型组网结构
FTTH的典型组网结构如图所示，根据用户的不同业务需求及家庭布线情况，家庭网络
可采用不同的家庭组网方式，既可采用有线也可采用有线+无线AP的接入方式，可方便灵活
地接入语音、宽带数据、IPTV、WLAN等业务。
1.6EPON和GPON技术比较
FSANS岀‘EJ”術准化；
ATM封装:
目前淞倾感；
没有得到市场认可，
以太网封装；
国内标准已经制定完成；
产品开始在市场上迅
FSAN提出，EPT标准化G.984.X;
ATM,GEM封装；质良就；速率更快.
F图展示了EPorfngpo!
技术未来发展的方向、各自的协议栈及支持的业务类型。
I
I
宥帯P0R
PON^HY
4
申I
Ik.
Ur
GPO!
和EPON的主要技术指标对比:
CEPOWIQPON1
GEMFrame
aes（Optional|
ponnphy
IEEE6023
T^FSAM__L
flJBPON
GPON：
］-
*5训
4
GPON（ITU-TGjm）
EPON（IEEE
WJahj
下行速率
25；川\lbijv
1230Mbps
上行逋率
12S0\fbp^
1250Mbps
分光比
1:
64.可扩R^l:
12»
U
下行效率
-92%,采用二
NRZ扰码’开销
（8%）
-72%t采用：
8B/10B编码（20%）T开销及前同步码（辭讨
上行效率
3叭采用；
NRZ扰玛「开縮
（11%）
"思％.采用：
SB10B编码（20%）.开筠（12%）
实际T祐带
2300SIbps
900Mbpi
糞际上行帘
1110Mbps
85OMbp&
魁网户实际下杼带3E
■2>Djp^（l:
32）.艾Mbps（1:
64）
2SMbps（1:
32）
运营、维护（OAM&P）
E1（I必迄对ONT进行全套
FCAM（故峯配送、计费、性能、安空性丿置理
OAM可选且最低陨度地畫持：
ONT的歆障捋示、环回和征路曲测
网络棵护
?
0怦主干光纤保护
创换
未规定
IBM传輪和
内运「S^NahveTDM摸式.保澤TDM业务质量"电路仿真可选
电路仿直crro-T
Y.U13或MEF或
IETF）
时坤同步
光纤践略检测
OLSGJ84.2
无
1.710G-EPON
1.8
IEEE802.3av规定了10Gb/s下行、1Gb/s上行的非对称模式（10/1GBASE-PRX）和10Gb/s上下行对称模式（10GBASE-PR）两种速率模式。
10G-EPON标准
标准
•EEE802.3av,2009.9发布
•在1GEPON标准基础上增补
主要改进
•定义了新的PMD子层（光接口）
•对MPCP协议进行增补，扩展了ONU的发现方式，支持不同速率ONU勺共存
•采用了新的编码方式和FEC
10G-EPONT作波长
•10Gb/s下行：
1575〜1580nm（1577nm）
•10Gb/s上行：
1260〜1280nm（1270nn）
•1Gb/s上行：
1260〜1360nm（1310nm）
不同速率信号的共存（物理层）
•下行：
10G与1G信号以WDM方式共存
•上行：
10G与1G信号以TDM方式共存
Downstream今
多点控制协议增补（数据链路层）
•OLT为不同类型的ONI打开不同的发现窗口
•10G1G注册采用不同的广播LLID
FTTH线路要求及传输指标
2.1PON系统光链路损耗计算
•光路损耗=所有分光器插损值之和+光纤长度（KM）*0.4+熔纤点数目*0.1+法兰盘个数*0.5
•ONU接收侧光功率=OLT发射光功率-光路损耗
只有当ONU接收侧光功率＞ONU最小接收光功率时，ONU才能正常工作。
•光链路中还要有一定的富余度：
当传输距离W5公里时，光纤富余度不少于1dB;
当传输距离w10公里时，光纤富余度不少于2dB;
当传输距离〉10公里时，光纤富余度不少于3dB。
2.2影响光通道衰耗的几个因素
ONT
-73^LJ'EE
光通道代价
（3KM）
書裕度
活接头擂损（法兰
盘）
光通道固定宴托
1:
128分光
1:
4+1:
32
28.2
15
2dB
8*05=4
35J
］倒分光
1:
2+1:
32
2L2
1S
2dB
8*05-4
29.5
1：
丈分光
1:
32
17.8
1.5
2dB
6*05=3
24.3
以上图为例进行全径路光功率计算，红色点表示法兰盘，光通道全长3KM光缆共有4
个熔接点。
2.3各种分光器衰耗情况（实测）
端口间最大差值
测试工具
1:
2
3.4dB
0.4dB
光源光功率
1:
4
7.2dB
0,8dB
光源光功率
1:
8
10.7dB
L6dB
光源光功率
1:
16
14.8dB
2.1dB
光源光功率
1:
32
17.8dB
2.4dB
光源光功率
1;64
21.0dB
27dB
理论值
2.4两种分光比的对比
1:
32
2.5盒式分光器
采用小盒子封装，可根据需求引出SC\FC\LC等不同的尾纤。
2.6分光器的选择
•目前FTTH小区一级分光一般采用1：
32的分光器，二级分光一般采用1：
2+1：
32/1:
4+1:
16/1:
8+1:
8的分光器组合方式。
•在机房机柜中，为了便于固定，选用机架式分光器。
•在FTTH光交箱、光分线箱内，为了节约托盘的位置，一般选用盒式分光器。
•对于新建小区，在计算分光器端口时，要有一定的余量，1个1：
64的分光器只能覆
盖60〜62户，1：
32的分光器只能覆盖30户。
三、FTTH装维标准
3.1FTTH开通必备工具
FTTH装机必备工具：
1、设备类：
ONT（光猫）、FTTH光缆热熔机、光源光功率计、红光笔、手电筒、电钻、插排
2、线路类：
皮线光缆（根据装机环境不同携带室内或室外皮线光缆）、尾纤
（FC-FC\FC-SC）、法兰（适配器）
3、工具类：
光缆切割刀、螺丝刀（一字/十字）、斜口钳、米勒钳子、皮线光缆开拨器、酒精、脱脂棉、热缩管、扎带、魔术粘扣、钢丝（穿线使用）、开孔器、锤子、梯子
4、标记类：
圆珠笔（非水性/油性笔）、标签纸
3.2FTTH—级分光组网
FTTH一级分光：
用户与汇聚设备OLT之间只有1个分光器的组网方式被称为一级分光。
一般将大分光比分光器（1：
32/1:
64）安装于FTTH覆盖区域光缆交接箱中，通过束状尾纤（光缆）延伸至用户楼宇安装的光纤分线箱中。
至用户家中的皮线光缆通过与束状尾纤连接
（法兰盘），再通过安装于光交箱中的分光器汇聚后上联至机房OLT设备。
FTTH一级分光组网方式光衰耗相对较小，一般用于密集覆盖区域，该分光方式网络节点较少易于维护，用户端口受限于光交箱至楼宇光缆数量。
机房---光交箱（分光器）---楼宇分线箱---用户
一级分光方式示意图：
3.3FTTH二级分光组网
FTTH二级分光：
用户与汇聚设备OLT之间存在2个及以上（非特殊情况下不建议存在
两个以上分光器）分光器的组网方式被称为二级分光。
一般将小分光比分光器（1:
2/1:
4/1:
8）安装于FTTH覆盖区域光缆交接箱中，通过光缆延伸至用户楼宇安装的光纤分线箱中，于
光纤分线箱中安装级联分光器（1:
32/1:
16）。
至用户家中的皮线光缆通过与二级分光器相连，再通过安装于光交箱中的一级分光器汇聚后上联至机房OLT设备。
FTTH二级分光组网方式光衰耗相对较大，一般用于全光覆盖小区，该分光方式光缆敷设少，易于扩容，用户端口受限于楼宇内分光器分光比。
机房--光交箱（分光器）--楼宇分线箱（分光器）--用户
二级分光方式示意图
二圾分北分光
■（1：
32/1：
16}
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