工程设计工程施工方法介绍兼探讨大规模FTTX无源光网络建设模式

工程设计工程施工方法介绍兼探讨大规模FTTX无源光网络建设模式

内容提要 无源光网络建设模式和关键问题分析 光纤光缆和无源光器件技术要求 光缆入户施工方法讨论 链路损耗预算和线路验收标准 线路测试解决方案 总结 7/13/2020 1 FTTx 市场规模和市场预测 7/13/2020 2 08 年中国 FTTx 市场产品结构 线路工程： FTTH 所占比例远大于 FTTB 所占比例 对于 FTTH ，这部分可能接近 50 ％ 7/13/2020 3 中国 FTTx 市场发展 固网运营商第一次 EPON 摸底测试 电信在广东、上海、湖北、北京四省市进行首次 试点 网通在湖北、北京等地实施了试商用工程 EPON 、 GPON 技术选择观望 阶段 2006 年 EPON 获得重大技术改进：实现芯片级互通 中国电信 EPON 企业标准制定 2006 年 技术选择阶段 2005 年 现场实验阶段 EPON 规模启动阶段 固网运营商组织 EPON 设备级互通测试 2007 年 规模启动阶段 网通集团 EPON 规模集采 电信集团 EPON 规模集采 2008 年 大规模商用启动阶段 中国电信 EPON 集采招标量招标 200 万线；网 通在 7 月份组织集采。 各地 FTTB 和农村信息化改造建设的需求爆炸式增长 7/13/2020 4 主流接入模式： FTTB 还是 FTTH? FTTH 中小型试点项目 FTTH 的大型商用项目 FTTB 小规模应用 FTTB 的规模建设 城市新区建设 城市老区改造 FTTC 的规模建设 城市老区改造 农村接入网改造 2008 年 2004~2007 年 2009 年 2010 年 FTTH 的小规模建设 城市高档楼盘 城市别墅小区 FTTB VS FTTH FTTB 的规模建设 城市新区建设 城市老区改造 FTTC 的规模建设 农村接入网改造 FTTH 的小规模建设 城市高档楼盘 城市别墅小区 城市新区建设 城市旧区改造 7/13/2020 5 主流接入模式： FTTB 还是 FTTH? 项目 FTTB FTTH 占优势的模式 占用安装空间 体积大，选址难，扰民 体积小，选址容易 FTTH 供电问题 需解决楼道供电问题 楼道内无需供电 FTTH 终端设备投入 终端设备一次投放到位 ( 初期端口利用率不足 20 ％，终期可能有 20 ％端口永远闲置 ) 按需投放，设备初期投资小，也不存在终端设备无效投入的问题 FTTH 配线光缆成本 使用纤芯数量较少 集中分光时，配线芯数大，管道占用多，分散分光时，成本相当 FTTH 集中分光时成本高， 二级分光时成本同 FTTB 相当 线缆入户成本 1 ）改造项目可利用原有线缆 2 ）新建项目铜缆材料费用高 1 ）光纤接续成本高 2 ）光缆入户施工难 现阶段 FTTB 更优； 但长期看， FTTH 更具优势 维护问题 终端设备电力消耗大，设备维护费用高 楼道内无电力消耗，基本免维护 FTTH 升级问题 需考虑网络改造升级 无需升级改造 FTTH FTTB 是过渡阶段的建设模式， FTTH 才是最终解决方案 7/13/2020 6 大规模 FTTH 建设的重要环节 … FTTH 设备技术 我国已进行了为期近 2 年的基于 xPON 技术的 FTTB/C 规模建设，从设备方面来看，无论是技术还是成本都达到了大规模进行 FTTH 建设的条件 FTTH 线路技术 ODN 网络是 FTTH 建设的重要一环，涉及到全新的光纤网络的组建和应用，相关线路技术及组网成本，已成为制约 FTTH 大规模应用的重要因素，直接影响到 FTTH 的综合成本、系统性能、可靠性及升级潜力 只有设备技术和线路技术都很成熟时，才能加快 FTTH 大规模建设的发展进程 7/13/2020 7 FTTH 建设的三个发展阶段 目的 OLT 覆盖范围 用户对象 施工方式 成本 第一阶段 试用阶段：小型单点部署的 FTTH 项目 完成单个小型试点项目 小 明确 集中施工 不敏感 第二阶段 推广阶段：大型 FTTH 项目 完成单个大型商用工程 适中 明确 集中施工 敏感 第三阶段 规模应用阶段：规模化 FTTH 网络建设 部署整个网络， 实现全光接入的网络建设 大 不明确 分阶段施工 十分敏感 7/13/2020 8 施工模式 采用集中施工的方式，将光纤一次布放到所覆盖的每个用户室内 施工中存在的问题 通常选用新建小区进行试验，要求工程在很短时间内完工，用户入住后许多光纤线路被用户装修等人为因素破坏 选用已入住的用户区进行试验，试验工程很难按期完工 施工需要用户配合 需要与开发商、物业公司反复协调 用户报装问题 工程勘察难 产品不确定 没有管道敷设入户光缆，布线施工很困难 初期阶段的常见问题 7/13/2020 9 FTTH 规模化建设的基本条件 7/13/2020 10 大规模 FTTH 建设应解决的问题 7/13/2020 11 优化的网络架构 确定工程界面 革新的施工技术 制定标准和规范 大量训练有素的专业人员 怎样维护和运营 营销和推广策略 FTTH 、 FTTB 和 FTTC 网络结构 馈线光缆 配线铜缆 入户铜缆 馈线光缆 配线光缆 入户铜缆 馈线光缆 配线光缆 入户光缆 FTTH 接入 FTTB 接入 FTTC 接入 CO LCP DP Home 配线光缆 7/13/2020 12 典型的 PON 网络架构 分布式分光 汇聚式分光 集中分光 7/13/2020 13 FTTB 网络部署的讨论 OLT 局端 CO 用户汇聚点 LCP 用户接入点 DP 用户 方案二： LCP 点1× 16 1 ~ 16 1 ~ 32 方案三： LCP 点1× 32 方案一： LCP 点1× 8 1 ~ 8 FTTB 接入需要将分路器设置在靠近 OLT 侧的节点上 7/13/2020 14 分路器部署 ： 采用集中分光的方案，提高网络改造灵活性 适当降低光分路比，提高用户共享带宽 根据用户的带宽需求，考虑未来新业务开展，建议 1 个 PON 口覆盖 256 个左右的宽带用户。当 ONU 宽带端口（如 FE 、 VDSL2 ）数为 “ 16 ” 时，建议使用 1:16 光分路器，当 ONU 宽带端口（如 FE 、 VDSL2 ）数为 “ 24 ” 时，建议使用 1:8 或 1:16 光分路器；当 ONU 端口数为 “ 8 ” 时，建议使用 1:32 光分路器，此时，用户接入带宽可达 20Mbs 左右 网络升级方案 ： 方案一：减小分光比，提高用户共享带宽 方案二：更换高速率楼道 ONU ，实现带宽平滑升级 方案三：改造楼道 ONU 箱体，在 DP 点设置二级光分路器，入户铜缆改入户光缆 纤芯配置 ： 在规划初期，将主干光纤资源备有冗余，可为将来升级带来便利 FTTB 网络部署的方案 7/13/2020 15 FTTC 网络部署的方案 OLT 局端 CO 用户汇聚点 LCP 用户接入点 DP 用户 方案一： LCP 点1× 4 1 ~4 1 ~8 方案二： LCP 点1× 8 方案三： 分路器设置在 CO FTTC 接入需要将分路器设置在靠近 OLT 侧的节点上 7/13/2020 16 分路器部署 ： 采用一级分光的方案，提高网络改造灵活性 适当降低光分路比，提高用户共享带宽 根据现有网络和业务规划， 1 个 PON 口可覆盖 512 个宽带用户（语音用户可达 1024 甚至更多）。当 ONU 宽带端口（如 ADSL2 ＋）数为 64 时，建议使用 1:8 光分路器，当 ONU 宽带端口（如 ADSL2 ＋）数为 128 时，建议使用 1:4 光分路器。此时，用户接入带宽可达８ Mb/s 以上 宽带升级的方案 ： 方案一：减小分光比，提高用户共享带宽 方案二：改造 ONU 箱体，在此设置二级光分路器，改造配线、 DP 节点和入户线 纤芯配置 ： 在规划初期，将主干光纤资源备有冗余，可为将来升级带来便利 FTTC 网络部署的方案 7/13/2020 17 大规模 FTTH 网络分路器部署的建议方案 方案1：1 × 4 和 1 × 8 方案2：1 × 2 和 1 × 16 方案 4 ： 1 × 8 和 1 × 4 方案 5 ： LCP 点1 ×32 1 ~ 2 1 ~ 4 1 ~ 8 1 ~ 4 1 ~ 8 1 ~ 32 1 ~ 16 1 ~ 32 方案 3 ： DP 点1 ×32 OLT 局端 CO 用户汇聚点 LCP 用户接入点 DP 用户 FTTH 接入可更多采用分布式分光方案，尽量将分路器设置在靠近 ONU 的节点上！ 7/13/2020 18 分路器部署 ： 网络规划时无需考虑将来改造和升级，主干和配线部分可一次覆盖到位 FTTH 可主要选用分布式分光的方案，尽可能将光分路器下沉到靠近 ONU 的节点上 分布式分光的优势 ： 馈线光缆和配线光缆均为小芯数光缆，可以用最小成本、最快速度实现最大范围的 FTTH 光纤用户覆盖，适合大规模 FTTH 网络建设 光纤用量少 大幅减少光缆交接箱的使用 施工速度快 施工技术 ： 在接入点和用户终端均可采用冷接技术，提高开户响应速度、减少施工成本 FTTH 网络部署的讨论 7/13/2020 19 大规模 FTTH 网络建设需要确定一个工程界面 CO LCP DP Home 工程界面 7/13/2020 20 工程界面 FTTH 接入 FTTB 接入 馈线光缆 配线光缆 入户光缆 施工阶段 业务开通阶段 馈线光缆 配线光缆 施工阶段 入户铜缆 业务开通阶段 可分阶段施工的 OSP 网络结构模型 7/13/2020 21 高效率的施工技术 两大革新的光纤施工技术 低弯曲损耗敏感光纤 新型的光纤连接技术 光缆施工将象铜缆一样方便！ Rmin=30mm Rmin=15mm Rmin=7.5mm G.652 G.657A G.657B 7/13/2020 22 训练有素的专业人员 7/13/2020 23 PON 建设规范进展 行业标准 YD/T 1636-2007 ： FTTH 体系架构及总体要求 YD/T 1619-2007 ：宽带光接入网总貌 … FTTH 产品标准 FTTx 接入网用光纤标准 FTTx 接入网用光缆系列标准 平面波导光分路器的行业标准 … 运营商 PON 建设规范 中国电信、中国联通、中国移动和国家电网等都起草了相应的企业标准 大多数规范只适合近期 FTTB 建设，但不是 FTTH 建设的理想模式 对设备技术规范研究很重视，对无源光网络建设标准研究滞后 FTTH 的建设标准还需细化和完善！ 7/13/2020 24 内容提要 无源光网络建设模式和关键问题分析 光纤光缆和无源光器件技术要求 光缆入户施工方法讨论 链路损耗预算和线路验收标准 线路测试解决方案 总结 7/13/2020 25 FTTx 网络结构 7/13/2020 26 G.652 光纤系列 (A/B/C/D) PON 系统指定用 G.652 非色散位移单模光纤 G.657 光纤系列 (A/B) 针对 FTTH 应用诞生了新的光纤标准： ITU-T G.657 建议 用于接入网的低弯曲损耗敏感单模光纤 我国标准 YD/T 19549《 接入网用弯曲损耗不敏感单模光纤特性 》 已作为国标 GB/T 9771《 通信用单模光纤系列 》 的第 7 部分报批 FTTH 系统中的光纤 7/13/2020 27 G.657 光纤简介 G.657 A 光纤 与熟知的 G.652D 建议全面兼容 具备了很低的宏弯曲损耗。用于弯曲半径为 10mm 和 15mm 的应用场合。 G.657 B 光纤 模场直径和色散方面与传统的 G.652D 建议明显不同 具备了更低的宏弯曲损耗。用于距离受限的楼内、弯曲半径为 7.5mm 和 10mm 的应用场合。 熔接与连接特性与 G.652 光纤不同 G.657 光纤的应用 用户室内布线 弯曲不敏感跳线 对光纤弯曲性能要求更高的其它场合 Rmin=30mm Rmin=15mm Rmin=7.5mm G.652 G.657A G.657B 7/13/2020 28 ITU-T G.657 光纤标准的作用 优化了光纤的弯曲损耗性能，降低安装成本，减少用户室内光缆故障率 可以象安装铜缆一样，光缆沿着建筑物内很小的拐角安装 允许把光纤用于体积较小的接线盒、配线箱以及其它线路设施内。 光缆的安装更为便捷，对 FTTH 施工和维护带来的便利 7/13/2020 29 还有其它新型的抗弯曲光纤，解决光纤在极端弯曲状况下容易断裂的问题！ 室内光缆相关标准 YD/T 1258.1-2003 室内光缆系列 第1部分：总则 YD/T 1258.2-2003 室内光缆系列 第2部分：单芯光缆 YD/T 1258.3-2003 室内光缆系列 第3部分：双芯光缆 YD/T 1258.4-2005 室内光缆系列 第4部分：多芯光缆 GB/T 13993.3-2001 通信光缆系列 第3部分：综合布线用室内光缆的要求 FTTH 光缆相关标准 YD/T 1770-2008 《 接入网用室内外光缆 》 YD/T xxxx-200x《 接入网用蝶形引入光缆 》 ，已报批 FTTH 应用相关标准 YD/T 1636-2007 《FTTH 体系架构及总体要求 》 FTTH 系统中的光缆 7/13/2020 30 FTTH 系统中的入户线光缆 独立住宅 ONU 公寓 ODF OLT CO ODF 商务大楼 ONU 7/13/2020 31 用于楼内布线的入户光缆 光缆类型 “ 8 ”字型室内入户光缆 特点 G.657 光纤 LSZH 外护套，室内应用 金属或非金属加强件 尺寸： 2.0×3.1mm 可以同一些现场连接器匹配 光缆最小拉力： 100N 1 ～ 2 芯 Indoor drop 7/13/2020 32 金属加强件的光缆更适合在楼内复杂的应用环境 管道入户的光缆 方案一：管道“ 8 ”字光缆 弯曲不敏感光纤 全干式，全非金属结构 LSZH 外护套，室内室外两用 可以同多种现场连接器匹配 外径： 6.5mm 光缆允许拉力： 440N 1 ～ 2 芯 方案二： Unitube 室内室外光缆 半干式光缆 全非金属结构 LSZH 外护套，室内室外两用 通常熔接成端 外径： 5.2mm 光缆允许拉力： 440N 2 芯 7/13/2020 33 架空入户的光缆 “ 8 ”字型自承式入户光缆 特点 弯曲不敏感光纤 LSZH 外护套，室内室外两用 光纤单元为全非金属结构 满足 50 米跨距自承式安装要求 可以同多种现场连接器匹配 尺寸： 2.0*5.3mm 光缆允许拉力： 660N 1 ～ 2 芯 7/13/2020 34 FTTH 系统中的配线光缆 从 LCP 到 DP 的那一段光缆 室外光缆 室内室外型光缆 ( 通常是竖井光缆 ) 室内光缆 ( 通常是竖井光缆 ) 7/13/2020 35 FTTH 系统中的配线光缆 独立住宅 ONU 公寓 ODF OLT CO ODF 商务大楼 ONU 7/13/2020 36 楼内竖井光缆 光缆类型 分支型室内垂直布线光缆 特点 单芯子单元光缆结构 全介质，优良的阻燃性能 适合分散分光应用 光缆允许拉力： 660N ( ≤ 12 芯 ) 1320N (>12 芯 ) 分支型室内垂直布线光缆 大楼内垂直布线 的理想光缆 。特别适合用于在竖井 内 分散分光 的 应用 场合 。 7/13/2020 37 楼内竖井光缆 光缆类型 束状室内垂直布线光缆 特点 0.9mm 或 0.5mm 紧套光纤 全介质，优良的阻燃性能 适合集中分光应用 光缆允许拉力： 660N ( ≤ 12 芯 ) 1320N (>12 芯 ) 束状室内垂直 布线光缆 大楼内垂直布线的理想光缆。特别适合用于在竖井 内 集中分光 的 应用 场合 。 7/13/2020 38 室内室外竖井光缆 光缆类型 微束管室内室外光缆 特点 干式缆芯结构 非金属加强件 阻燃性能符合室内光缆标准要求 防水性能满足室外光缆的标准要求 柔软，容易穿管敷设 可根据分歧需要灵活设计套管数量 光缆允许拉力： 1320N 12~144 芯 MGFZA-(12~144)B1 微束管室内室外光缆 7/13/2020 39 FTTB 用室内室外光缆 光缆类型 全非金属室内室外光缆 特点 半干式光缆 全非金属结构 LSZH 外护套，室内室外两用 外径： 5.2~6.8mm 光缆允许拉力： 440N 2 ～ 12 芯 GJFXZY-(2~12)B1 7/13/2020 40 FTTH 光分路器 独立住宅 ONU 公寓 ODF OLT CO ODF 商务大楼 ONU 7/13/2020 41 FTTH 光分路器 工作波长要求 EPON/GPON 工作波长： 1310/1490/1550nm 维护用波长： 1625/1650nm 参见 10G EPON 的工作波长： 封装要求 小型化和超小型化 要求带尾纤或法兰 多种封装结构，分别适合标准机架、各种箱体、光缆接头盒内安装 在 ODF 和光缆交接箱等大型无源设备内，应考虑光分路器的可插拔和可扩展性，在光配线箱、光缆接头盒等小型接入点无源设备内，应考虑光分路器与安装设施一体化设计 7/13/2020 42 平面波导型光分路器 低插入损耗 (IL) 低偏振相关损耗（ PDL ） 高通道指标均匀性 宽的波长工作范围 优良的低温性能 结构紧凑，体积小 7/13/2020 43 中国电信集团已要求 FTTx 应用需全部采用 PLC 型光分路器 盒式封装的光分路器： 盒式封装，引出 ø2.0mm 或 ø3.0mm 的尾纤端子，特殊情况下也可能引出 ø0.9mm 的尾纤端子 用于各种标准或非标准的机架或箱体内 在光缆交接箱内安装时，需提供宽度可调节的安装托盘 1U 机架式封装的光分路器： 1U 机架式封装，出法兰 用于安装在标准 19 英寸机架或 ODF 内 微型封装 小盒封装，引出 ø0.9mm 的尾纤端子 一般用于不常开启的接头盒或其它小型终端盒内，特殊情况下可不带端子，同光纤直熔 托盘式光分路器 光交托盘式结构设计，出法兰 因各厂家光交托盘尺寸没有统一标准，托盘式分路器只有宽度可调节时，才能同所有光缆交接箱兼容 常用的光分路器的封装形式 7/13/2020 44 光纤现场连接器 独立住宅 ONU 公寓 ODF OLT CO ODF 商务大楼 ONU 7/13/2020 45 传统光纤连接施工方式成本高 相对铜缆来说，光纤光缆材料很便宜，但光纤的连接成本却远比铜缆连接成本高 需要成本很高的有源熔接设备 连接时需要电源，在楼道或用户家里施工不便 光纤连接点需要体积较大的冗余光纤保护盒 连接点对冗余光纤处理的工序耗时长 降低光纤连接成本，提高安装效率的两大方案 光缆预成端的技术 在现场即插即用的光缆预成端方案 光纤冷接技术 光纤连接只需无源的施工工具 有机械连接器和端接用现场连接器两种产品 光纤接续技术比较 7/13/2020 46 入户缆施工和维护的理想方式 施工阶段，入户光缆可用现场连接器端接 当入户光缆发生断缆故障时，可用现场连接器快速恢复连接，无需更换光缆 光纤现场连接器是 FTTH 接入的最佳选择 此处固定了一个 SC 适配器 每一侧的连接器可以自由插拔 接头保护盒可以和光缆线槽连接在一起 7/13/2020 47 光纤现场连接器的技术要求 现场连接器的设计要求 与入户光缆结构匹配 连接器陶瓷插芯应预埋光纤，连接器的端头应在工厂预先抛光 适合 250um 或 9 00um 光纤成端 一次施工合格率达到 95% 以上 能重复开启使用 光纤现场连接器的指标要求 工作温度范围 : -40℃ to 70℃ 插入损耗 : ≤0.5dB 反射损耗 : ≤ -45dB （ 室温下） 抗拉强度≥ 20N 7/13/2020 48 光纤机械连接器的技术要求 光纤机械连接器的设计要求 适合 250um 或 9 00um 光纤互连 提供专用工具，确保光纤精确定位 尺寸小巧 光纤现场连接器的指标要求 工作温度范围 : -40℃ to 70℃ 连接损耗 : ≤0.1dB 反射损耗 : ≤ -45dB （ 室温下） 抗拉强度 ≥ 4N 7/13/2020 49 内容提要 无源光网络建设经验分析 光纤光缆和无源光器件技术要求 光缆入户施工方法讨论 链路损耗预算和线路验收标准 线路测试解决方案 总结 7/13/2020 50 FTTH 的施工流程 大规模 FTTH 网络建设不能沿用早期试用工程阶段的施工模式 施工阶段完成从 CO 到 DP 的线路施工，并对工程进行测试和验收 对于新建楼房，可将入户光缆在楼房建设阶段敷设到用户室内，但暂不成端，在开通业务时，只需在分线盒内和用户室内将入户光缆成端，测试并判断线路合格，安装和开通 ONU 如前期光缆未入户，可在业务开通阶段将光缆入户，并在 DP 盒内和用户室内将入户光缆成端，测试并判断线路合格，安装和开通 ONU 7/13/2020 51 CO LCP DP Home 馈线光缆 配线光缆 入户光缆 施工阶段 业务开通阶段 工程界面 新建楼房 通常在集中施工阶段将光缆入户，条件允许的话，在楼房建设阶段就将光缆入户 常见问题：如果在用户入住前完成光缆端到端的连接，用户入住后光缆容易被用户损坏 解决方案：（ 1 ）光缆引入到嵌入式终端盒内；（ 2 ）在用户室内安装光缆储存盘，预留足够长度的入户光缆 旧区改造工程 通常在业务开通阶段将光缆入户 常见问题：楼内没有专门的光缆入户通道，施工困难 解决方案：（ 1 ）在已有线缆的管道中敷设光缆；（ 2 ）用线槽明敷光缆 楼内入户施工方法 Indoor drop 7/13/2020 52 特殊应用环境的楼内光缆施工 在旧区改造项目中，在已有线缆的楼内管道怎样敷设新的光缆？ 利用原有 管道敷设新 光缆 的传统方法 已敷设的缆线 已敷设的管道 新放入的内衬管 新敷设的光缆 利用低摩擦系数光缆在已有线缆的管道内可轻松地增加新的光缆 低摩擦系数光缆 容易在现有管道敷设光缆 无需牵引线，可将光缆轻松地送达目的地 7/13/2020 53 架空入户施工方法 配线光缆 DP 盒 入户光缆 将入户光缆金属加强件与光缆剥离、剪断，金属加强件通过收紧器固定在入户光缆挂钩（墙面用）上， 剩余光缆剥离金属吊线 后 ，非金属光缆单元部分引 入室内 将入户光缆金属加强件与光缆剥离、剪断，金属加强件通过收紧器固定入户光缆挂钩（电杆用） 上 DP 盒内入户光缆 使用现场连接器成端，连接到 DP 盒内的 分路器端口上 入户光缆引入室内的部分 使用现场连接器成 端于光纤信息面 板内 此过程通常在业务开通阶段完成 7/13/2020 54 管道入户施工方法 新建别墅或独立住宅 通常在集中施工阶段将光缆入户，条件允许的话，在别墅建设阶段就将光缆入户，此类住宅通常有足够空间储存光缆 常见问题：如果在用户入住前完成光缆端到端的连接，用户入住后光缆容易被用户损坏 解决方案：（ 1 ）光缆引入到嵌入式终端盒内；（ 2 ）在用户室内安装光缆储存盘，预留足够长度的入户光缆 旧区改造工程 不适合在业务开通阶段敷设光缆，零星的入户施工难度大，通常需要集中改造 常见问题：没有专门的光缆入户通道，施工困难 解决方案：在已有线缆的管道中敷设光缆 7/13/2020 55 光缆入户途径 … 走雨水管道 走空调排水管 走室内 踢脚线 墙面钻孔 地下管道 7/13/2020 56 集中入户施工时 可用传统熔接方式端接，需克服楼道施工的一系列困难 也可用冷接方式端接，可能需要边接续边测试，确保每个接续是成功的 零星的入户施工 最理想的方式是采用现场连接器端接 由于 OLT 是工作状态，在光功率计的实时监测下，可确保冷接一次成功 入户光缆端接方案 7/13/2020 57 内容提要 无源光网络建设经验分析 FTTx 网络规划、设计和施工 光纤光缆和无源光器件技术要求 光缆入户施工方法讨论 链路损耗预算和线路验收标准 FTTx 线路测试解决方案 总结 7/13/2020 58 FTTH 线路系统的光通道损耗包括了 S/R 和 R/S(S ：光发信号参考点； R ：光收信号参考点 ) 参考点之间所有光纤和无源光元件（例如光分路器、活动连接器和光接头等）所引入的损耗。   光通道的损耗计算可采用最坏值法，该方法是将所有光通道中的光元件损耗值迭加起来即为光通道总的损耗。 端到端光纤链路损耗预算方法 7/13/2020 59 对于 EPON ，光纤链路光通道损耗技术指标要求如下 ( 基于 IEEE 802.3-2005 和 YD/T 1475-2006 标准） Link loss budget for EPON 7/13/2020 60 Link loss budget for GPON 对于 GPON ，光纤链路光通道损耗技术指标要求如下 ( 基于 ITU G.983.1 建议 ) PON Class Loss budget Class A 5~20 Class B 10~25 Class B+ 13~28 Class C 15~30 7/13/2020 61 端到端光纤链路损耗要求 Location 链路损耗要求 (1310nm 和 1550nm) 端到端的验收测试 EPON GPON 从 CO 到 DP ≤ 预设门限值 ≤ 预设门限值 从 CO 到 ONU ≤ 标准值 ≤ 标准值 7/13/2020 62 OLT CO 光源 DP LCP 光功率计 OLT CO 光源 DP LCP 光功率计 Home ON U 对于 PON 的上下行信号 ，可采用光纤衰减较大的 1310nm 波长进行光纤链路损耗预算。预算可采用下列工程参数： G.652 单模光纤衰减：≤ 0.36 dB/km （ 1310nm ）； 光纤熔接损耗： 0.02dB~0.05dB ； 光纤跳纤、尾纤插入损耗： 0.2dB~0.3dB ； 光纤现场连接器损耗： 0.5dB ； 光纤在寿命期的老化损耗： 0.05dB/km 光分路器插入损耗采用典型的光分路器的指标参数： 链路损耗预算实例 7/13/2020 63 案例：某工程计划采用 1000BASE-PX20 光模块的 EPON 设备，线路设计中光纤长度和各元器件的使用数量、光纤链路损耗计算如下表： 链路损耗预算实例 链路损耗预算结果为 22.72dB ，满足 ODN 1000BASE-PX20 标准要求， 线路设计合格 7/13/2020 64 关于光纤链路的回程反射 ORL Standard Description Limit Telecordia GR-1312-CORE Generic requirements for Optical Fiber Amplifiers (OFAs) and proprietary DWDM systems (Section 7.9.3:Discrete Reflectance) 27 dB IEC 61300-3-6 Fiber optic interconnecting devices and passive components; Basic test and measurement procedures (Part 3-7: Examinations and Measurements – Wavelength Dependence of Attenuation and Return Loss) Test procedure ITU-T G.691 (Chapter 6.3.4 and Tables 2 and 4) Optical interfaces for single channel STM-64 systems, STM-256 systems, and other SDH systems with optical amplifiers 27 dB ITU-T G.692 (Chapter 6.4.3) Optical interfaces for multichannel systems with optical amplifiers See G.957 ITU-T G.957 (Chapter 6.3.3 and Tables 2 and 4) Optical interfaces for equipment and systems relating to synchronous digital hierarchy 27 dB ITU-T G.959 (Chapter 6.2.3.5) Optical transport network physical layer interfaces 27 dB ITU-T G.984.2 Chapter 8.2.6 and Table 2) Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification 32dB 7/13/2020 65 下行 ORL ：容易满足链路 ORL 不小于 32dB 的要求 上行 ORL ：由于 ONU 距离光分路器比较近，且初期光分路器通常有大量闲置端口，上行反射信号通常较强， ORL 比较低，这就要求终端无源器件有良好的反射特性。 链路反射很高时，可能会带来传输误码，即使短期内对数据业务没有很大干扰，但长期使用，也会影响设备使用寿命 实际 PON 光纤链路的反射特性 端到端损耗测量要求 满足光通道损耗要求 目前 EPON 基本上采用了 20KM 的光模块， IEEE 802.3-2005 和 YD/T 1475-2006 标准 要求链路端到端损耗不大于 24dB 由于目前 EPON 厂家模块光功率指标远优于 IEEE 802.3-2005 和 YD/T 1475-2006 的标准要求，而过低 ODN 指标要求限制了 EPON 实际传输距离，建议用户可根据 EPON 设备技术现状制定自己的企标，将对 ODN 光通道损耗指标要求放宽 , 并以放宽后的指标作为 ODN 链路损耗的验收标准 光反射损耗测量要求 端到端总回损应大于 32dB 含 CATV 业务时，光纤链路上每一个反射事件的回波损耗应大于 55 dB 线路验收测试要求 7/13/2020 67 内容提要 无源光网络建设模式和关键问题分析 光纤光缆和无源光器件技术要求和新技术 光缆入户施工方法讨论 链路损耗预算和线路验收标准 FTTx 线路测试解决方案 总结 7/13/2020 68 分三个阶段的 FTTH 线路测试 安装施工阶段测试 ： 测量光纤、接头、连接器、光分路器等损耗大小 确认施工工艺是否合格，线路是否可通过验收检验 由施工人员测试 开通阶段测试 ： 确认已安装的线路损耗是否在合格范围内 确认 ONU 的输出光功率是否正常 由业务开通人员测试 运营维护阶段测试 ： 线路故障判断和故障定位 由维护人员测试 7/13/2020 69 安装测试阶段新的要求 安装施工阶段测试的新要求 ： 新的传输波长： 1310nm/1490nm/1550nm ； 单纤双向系统：一些链路特性如回损( ORL)、 损耗的双向测试 光分路器的穿透测试 验收测试内容 ： 端到端链路损耗大小 端到端光回损 链路长度和链路 OTDR 曲线 常用测试仪表或工具 ： 光源和光功率计 PON OTDR 回损测试仪 可视化故障定位仪 7/13/2020 70 OTDR 曲线测量－－ PON OTDR Blind after the splitter Standard OTDR: PON -O ptimized OTDR: 7/13/2020 71 实际 FTTH 工程的 OTDR 测试 1 x 32 Leg 4 Leg 1 0.422km Leg 2 0.534km Leg 3 0.627km Leg 32 1.801km 案例一： 1 x 32 PON 7/13/2020 72 实际 FTTH 工程的 OTDR 测试 案例一： 1 x 32 PON 下行 OTDR 曲线 (1550nm) 7/13/2020 73 实际 FTTH 工程的 OTDR 测试 案例一： 1 x 32 PON 7/13/2020 74 实际 FTTH 工程的 OTDR 测试 案例一： 1 x 32 PON 上行 OTDR 曲线 (1550nm) 7/13/2020 75 实际 FTTH 工程的 OTDR 测试 案例一： 1 x 32 PON 7/13/2020 76 实际 FTTH 工程的 OTDR 测试 案例二： 1 x 64 PON 1 x 8 1 x 8 Leg 1 Leg 7 Leg 8 1.413km Leg 1 0.409km Leg 2 0.522km Leg 3 0.632km Leg 4 Leg 8 1 x 8 1 x 8 1.366km 7/13/2020 77 实际 FTTH 工程的 OTDR 测试 案例二： 1 x 64 PON 下行 OTDR 曲线 (1550nm) 7/13/2020 78 实际 FTTH 工程的 OTDR 测试 案例二： 1 x 64 PON 7/13/2020 79 实际 FTTH 工程的 OTDR 测试 案例二： 1 x 64 PON 上行 OTDR 曲线 (1550nm) 7/13/2020 80 实际 FTTH 工程的 OTDR 测试 案例二： 1 x 64 PON 7/13/2020 81 工程验收的链路测试 OLT CO 光源 DP LCP 光功率计 OLT CO DP LCP Home ON U PON OTDR 7/13/2020 82 业务开通阶段测试新的要求 业务开通阶段测试的新要求 ： ONU 必须接收到 OLT 方向的光后， 才可以发出 1310nm 波长的光并开始正常工作，同时 OLT 给每一个 ONU 分配了不同的时隙，在大部分时间里， ONU 是不发光的。如果使用常规的功率计，则无法完成对 ONU 光功率的测试 测试内容 ： CO 到 ONU 下行信号大小 ONU 的上行信号大小 常用测试仪表和工具 ： PON 光功率计 7/13/2020 83 业务开通阶段的测试－－ PON 光功率计 OLT CO DP ONU FDH Parking 1310nm 1490nm 1550nm 测试点：在 ONU 处测试（需要带业务穿透测试） 下行 1550nm 信号功率 下行 1490nm 输出功率 上行 1310nm 输出功率 7/13/2020 84 维护阶段测试新的要求 维护阶段测试的新要求 ： 当 PON 网络在工作时，处理某一用户的故障应不影响其它用户的正常使用。使用常规的 OTDR 可能会对其它用户或 OLT 造成干扰， OTDR 本身也无法正常工作 。 维护用 OTDR 需要能对正在运行的 PON 网络进行在线测试，同时不影响对其它用户的正常服务 在光纤交叉分配设施内，可能出现光纤标识不清甚至标识遗失的情况，在查找故障时，无法判断哪一条链路需要断开检测 测试内容和要求 ： 要求判断和定位故障时不中断其它用户的业务 要求查找故障时不中断正常工作业务 常用测试仪表 ： 带外 PON OTDR 光纤信号识别器 光纤端面检测器 7/13/2020 85 维护阶段的线路测试－－ PON OTDR 用 OTDR 从 ONU 端向 CO 端测试 7/13/2020 86 PON 链路承载着信号，但只有一条光纤需要断开进行维护检测 维护阶段的光纤管理－－光纤信号识别器 需要维护的光纤 Tx 端 Rx 端 哪条光纤 ??? 7/13/2020 87 光纤信号识别器 在不中断业务的情况下，识别下行信号及方向 在不中断业务的情况下，进行纤序查找 维护阶段的光纤管理－－光纤信号识别器 7/13/2020 88 PON 线路自动监测系统 O D F WDM O L T 。 。 WDM WDM WDM WDM WDM WDM WDM … LASER APD OSW 1x32 ODN ODN 。 。 。 。 ODN ODN ODN ONU ONU ONU ONU ONU ONU Mirror PON OTDR 7/13/2020 89 PON 线路监测系统工作过程 7/13/2020 90 监测系统如何区分不同用户 7/13/2020 91 监测系统如何判断光网络劣化 7/13/2020 92 内容提要 无源光网络建设模式和关键问题分析 光纤光缆和无源光器件技术要求和新技术 光缆入户施工方法讨论 链路损耗预算和线路验收标准 FTTx 线路测试解决方案 总结 7/13/2020 93 经过 5 年多的 FTTx 技术储备，无论从技术、成本还是建设经验，我国均具备了大规模进行 FTTH 网络建设的条件。 FTTB 是过渡阶段的建设模式，光纤到户才是最终发展方向。对于规模化的 FTTH 接入方式，通过合理规划，可以用最小成本实现最大范围光纤覆盖，降低初始投资成本和减少盲目投资费用，提高用户业务待装效率 光纤到户施工最大难点在入户段，而降低施工成本的最大难点是光纤接续技术的革新。如果这些问题都得到解决，大规模的光纤到户的建设指日可待。 总结 7/13/2020 94 有问题吗？ 7/13/2020 95 谢 谢 ！ 7/13/2020 96