基于PON的FTTH線(xiàn)路設(shè)計(jì)方案 - 全文

１綜述

??? PON技術(shù)已成為全球?qū)拵н\(yùn)營(yíng)商共同關(guān)注的熱點(diǎn)，被認(rèn)為是目前實(shí)現(xiàn)FTTH的最佳技術(shù)方案之一。它由OLT（OpticalLineTerminal，光網(wǎng)絡(luò)終端）、ODN（OpticalDistribution Network，光分配網(wǎng)絡(luò)）和ONU（Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元）構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。對(duì)于FTTH的商業(yè)規(guī)模部署，不論采用EPON還是GPON，運(yùn)營(yíng)商都需要了解在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中連接各網(wǎng)絡(luò)元素的線(xiàn)條上到底發(fā)生了什么，特別是在ODN部分。ODN占FTTH工程初期投資的一半以上，其規(guī)劃和建設(shè)質(zhì)量的好壞對(duì)日后網(wǎng)絡(luò)規(guī)模運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本有很大影響。ODN是目前運(yùn)營(yíng)商特別關(guān)注的部分，特別是在用戶(hù)駐地網(wǎng)，即光纖接入的最后100 m內(nèi)。

?? 3M公司是FTTH最早的倡導(dǎo)者和實(shí)施者之一，在光纖線(xiàn)路和接續(xù)方面具有全球領(lǐng)先的產(chǎn)品和豐富的經(jīng)驗(yàn)。由于到目前為止，還沒(méi)有完善的基于PON的FTTH線(xiàn)路工程設(shè)計(jì)規(guī)范，3M公司在總結(jié)國(guó)內(nèi)FTTH試點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合在其他國(guó)家的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提出了國(guó)內(nèi)基于PON的FTTH線(xiàn)路解決方案和所應(yīng)遵循的基本設(shè)計(jì)原則。

??? ２ODN的結(jié)構(gòu)

??? FTTH線(xiàn)路建設(shè)要面對(duì)各種建筑類(lèi)型：住宅小區(qū)，包括低、中、高層住宅建筑；商業(yè)樓宇，包括各種辦公和商務(wù)建筑；別墅和其他獨(dú)立房屋；工業(yè)園區(qū)，包括各種建筑。

??? 不論何種建筑類(lèi)型，基于PON的FTTH網(wǎng)絡(luò)從OLT所在的接入網(wǎng)機(jī)房到ONU所在的用戶(hù)，均可劃分為以下5部分，按照從用戶(hù)端到接入網(wǎng)機(jī)房的順序依次為：光纜終端子系統(tǒng)、引入光纜子系統(tǒng)、配線(xiàn)光纜子系統(tǒng)、主干（饋線(xiàn)）光纜子系統(tǒng)和中心機(jī)房子系統(tǒng)，如圖2所示。

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??? （a）上行

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??? （b）下行

??? 圖1PON的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

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??? 圖2PON線(xiàn)路結(jié)構(gòu)的劃分

??? ３3M公司的ODN設(shè)計(jì)方案

??? 3.1ODN設(shè)計(jì)中的核心概念

??? 3M公司通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)和部署能力的了解，確定在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，運(yùn)營(yíng)商最關(guān)注的是ODN結(jié)構(gòu)中的光纜終端子系統(tǒng)、引入光纜子系統(tǒng)和配線(xiàn)光纜子系統(tǒng)。由于國(guó)內(nèi)FTTB、FTTC的部署較多，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)積累了豐富的主干光纜子系統(tǒng)和機(jī)房子系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。

??? 3M公司針對(duì)國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商的關(guān)注點(diǎn)，結(jié)合基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等因素和3M的核心技術(shù)和產(chǎn)品，在FTTH線(xiàn)路部署中推出以下4個(gè)核心概念。

??? （1）光纖端接的概念

??? 無(wú)論光纖停在何處，都要在插座內(nèi)進(jìn)行光纖的端接和保護(hù)（如同電話(huà)線(xiàn)盒銅纜數(shù)據(jù)線(xiàn)和有線(xiàn)電視同軸電纜的端接）。

??? （2）光纖現(xiàn)場(chǎng)端接

??? 在用戶(hù)駐地網(wǎng)（樓內(nèi)）和用戶(hù)室內(nèi)，光纖插頭、插座宜采用現(xiàn)場(chǎng)制作的方式，以取代傳統(tǒng)的工廠制作的定長(zhǎng)尾纖/跳線(xiàn)。

??? （3）光纖機(jī)械接續(xù)技術(shù)的應(yīng)用

??? 在用戶(hù)駐地網(wǎng)（樓內(nèi)）和用戶(hù)室內(nèi)，進(jìn)行光纖接續(xù)時(shí)，宜采用機(jī)械接續(xù)取代熔接。以解決對(duì)小芯數(shù)、分散多地點(diǎn)光纖接續(xù)采用傳統(tǒng)熔接帶來(lái)的高工具投資、高維護(hù)費(fèi)用、耗時(shí)長(zhǎng)、不靈活等缺點(diǎn)。

??? （4）采用專(zhuān)用入戶(hù)光纜

??? 采用FTTH專(zhuān)用的入戶(hù)光纜，以取代傳統(tǒng)的尾纖、跳線(xiàn)或鎧裝尾，保證樓內(nèi)、室內(nèi)布線(xiàn)的靈活性、安全性和可靠性。

??? 以上4個(gè)概念的宗旨是使光纖線(xiàn)路的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)、服務(wù)的開(kāi)通等和銅纜系統(tǒng)一樣方便、可靠。

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?? 3.2光纖終端子系統(tǒng)

??? 一個(gè)完整的光纖終端子系統(tǒng)應(yīng)由一個(gè)或者多個(gè)光纖端接插座、面板和連接到終端設(shè)備（ONU）的超強(qiáng)抗撓、抗壓的光纖跳線(xiàn)組成，如圖3所示。

??? 在光纖終端子系統(tǒng)中，在光纖纜線(xiàn)的基礎(chǔ)布線(xiàn)部分和活動(dòng)部分須設(shè)置明確的活動(dòng)連接端接界面，最大可能地避免對(duì)基礎(chǔ)布線(xiàn)線(xiàn)纜的損壞和光纖對(duì)人身的傷害。

??? 用戶(hù)光纖終端插座是隱裝或者明裝的，是光纜基礎(chǔ)布線(xiàn)的終點(diǎn)，是光纖鏈路基礎(chǔ)布線(xiàn)部分和用戶(hù)活動(dòng)纜線(xiàn)部分的分隔界面。該插座固定在用戶(hù)光纖終端面板上，采用活動(dòng)式連接。

??? 光纖端接插座應(yīng)能夠直接和入戶(hù)光纜相連，與標(biāo)準(zhǔn)SC插頭相兼容。插座的安裝應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)完成，無(wú)需注膠、加熱、研磨等工藝。能夠安裝在標(biāo)準(zhǔn)的86型或120型面板內(nèi)，面板可以安裝在墻面或弱電箱等固定結(jié)構(gòu)內(nèi)。光纖終端面板需帶有光纖防塵裝置。底盒內(nèi)要求能夠保存至少100cm的光纖纜線(xiàn)冗余。不容許光纖纜線(xiàn)和端接器件裸露在墻外，從而盡量保護(hù)光纜，并避免光纖和光源對(duì)人傷害的可能。

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??? 圖3用戶(hù)終端子系統(tǒng)（左圖虛線(xiàn)內(nèi)為用戶(hù)端接子系統(tǒng)，右圖為實(shí)際端接情況）

??? 圖4為3M公司2006年推出的FA光纖插座和86型標(biāo)準(zhǔn)面板實(shí)物圖。RJ45銅纜信息模塊可與FA插座同時(shí)安裝在面板上。對(duì)底盒無(wú)特別要求。

?為適應(yīng)普通個(gè)人用戶(hù)的使用狀況，建議連接ONU的光纖跳線(xiàn)采用超強(qiáng)抗撓、具有良好的抗壓能力的光纖跳線(xiàn)。3M公司獨(dú)有的GGP高強(qiáng)度光纖跳線(xiàn)技術(shù)具有優(yōu)良的抗機(jī)械外力的能力。在彎曲直徑由15mm減少到6mm的情況下，彎曲損耗幾乎沒(méi)有增加。

??? 光纖終端子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑物的不同情況采用不同的處理方式。對(duì)于出租型商業(yè)樓宇，由于其出售或租賃對(duì)象的不確定和流動(dòng)等因素，業(yè)務(wù)需求的不確定性和變更的可能性較大，宜采用開(kāi)放辦公布線(xiàn)結(jié)構(gòu)，具體設(shè)計(jì)可以參照TSB-75國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。插座建議安裝位置離地面30cm。建議保證每10～100m2至少安裝一個(gè)光纖終端插座，也可按照不同應(yīng)用場(chǎng)合調(diào)整該面積的大小。

??? 對(duì)于規(guī)劃光纖入戶(hù)的住宅用戶(hù)，應(yīng)將配線(xiàn)光纜布放到樓道配線(xiàn)箱或其他配線(xiàn)設(shè)施。在樓道配線(xiàn)箱內(nèi)可采用活動(dòng)連接或固定連接方式，將配線(xiàn)光纜與引入光纜連接。固定連接宜采用機(jī)械連接。入戶(hù)端采用現(xiàn)場(chǎng)端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結(jié)構(gòu)上，可以是用戶(hù)室內(nèi)的墻面，也可以是用戶(hù)室內(nèi)的弱電箱內(nèi)。

??? 對(duì)于規(guī)劃光纖暫不入戶(hù)的住宅用戶(hù)，則樓道配線(xiàn)箱可作為光纖施工的結(jié)束界面，也是未來(lái)業(yè)務(wù)開(kāi)通的起始界面。此界面上的光纖應(yīng)該端接于固定在樓道配線(xiàn)箱或其他配線(xiàn)設(shè)施的插座上。需要開(kāi)通業(yè)務(wù)時(shí)，將引入光纜放入室內(nèi)。引入光纜在配線(xiàn)箱端現(xiàn)場(chǎng)端接插頭，入戶(hù)端采用現(xiàn)場(chǎng)端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結(jié)構(gòu)上，可以是用戶(hù)室內(nèi)的墻面，也可以是用戶(hù)室內(nèi)的弱電箱內(nèi)。

??? 對(duì)于住宅用戶(hù)在規(guī)劃光纖暫不入戶(hù)的情況下，也可將配線(xiàn)光纜盤(pán)留在樓道配線(xiàn)箱或其他配線(xiàn)設(shè)施內(nèi)，不做任何端接。如需開(kāi)通業(yè)務(wù)時(shí)，則將引入光纜和配線(xiàn)光纜通過(guò)機(jī)械連接的固定連接方式將引入光纜放入室內(nèi)。入戶(hù)端采用現(xiàn)場(chǎng)端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結(jié)構(gòu)上，可以是用戶(hù)室內(nèi)的墻面，也可以是用戶(hù)室內(nèi)的弱電箱內(nèi)。

??? 對(duì)于別墅和其他獨(dú)立用戶(hù)接入（如網(wǎng)吧等），將配線(xiàn)光纜布放到靠近用戶(hù)的配線(xiàn)設(shè)施（可以是光纜接頭盒、光纜交接箱、配線(xiàn)箱、ODF等）內(nèi)，再和引入光纜通過(guò)固定或活動(dòng)連接方式連接到用戶(hù)室內(nèi)的終端盒中。也可將配線(xiàn)光纜直接引入室內(nèi)。在這種情況下，不再區(qū)分配線(xiàn)光纜和引入光纜。固定連接宜采用機(jī)械連接。

??? 機(jī)械連接方式不需要熔接機(jī)，而是通過(guò)簡(jiǎn)單的工具、利用機(jī)械連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)單芯或多芯光纖永久連接的方式。圖5為采用3M的FibrlokII機(jī)械光纖接續(xù)子接續(xù)光纖過(guò)程組圖，F(xiàn)ibrlokII機(jī)械光纖接續(xù)子主要指標(biāo)如表1所示。

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??? 圖5FibrlokII機(jī)械光纖接續(xù)子的接續(xù)過(guò)程示意圖

??? 剝纖、清潔、端面切割、對(duì)準(zhǔn)、壓接

3.3引入光纜子系統(tǒng)

??? 引入光纜子系統(tǒng)應(yīng)由用戶(hù)光纖終端插座至樓層配線(xiàn)設(shè)備（對(duì)于別墅和其他獨(dú)立用戶(hù)是至戶(hù)外的光纖分配箱）的光纜及配件組成。

??? 引入（戶(hù)）光纜不能選擇預(yù)制光纖插頭的固定長(zhǎng)度纜線(xiàn)，而應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和用戶(hù)要求的安裝位置現(xiàn)場(chǎng)布放相應(yīng)長(zhǎng)度的光纜，采用現(xiàn)場(chǎng)端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座上。引入（戶(hù)）光纜應(yīng)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、具有較強(qiáng)的抗拉和抗側(cè)壓性能的光纜，以便于架空、戶(hù)外管道和樓內(nèi)穿管布放。引入光纜在必要時(shí)應(yīng)具有阻燃或低煙低毒等性能。鑒于小區(qū)樓內(nèi)管道的復(fù)雜狀況，引入光纜宜采用小彎曲半徑（15mm）光纖纜線(xiàn)。引入光纜和配線(xiàn)光纜的連接可采用活動(dòng)連接或者固定連接。固定連接宜采用機(jī)械式連接。

??? 在某些別墅或獨(dú)立用戶(hù)接入中也可將配線(xiàn)光纜直接引入室內(nèi)。在這種情況下，不再區(qū)分配線(xiàn)光纜和引入光纜。

??? 在國(guó)內(nèi)主要光纜廠商的推動(dòng)下，2005年中國(guó)實(shí)施FTTH的城市普遍采用了一種叫做“皮線(xiàn)光纜”的新型光纜，其橫截面結(jié)構(gòu)如圖6所示。

??? 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，皮線(xiàn)光纜可以分為自帶鋼芯結(jié)構(gòu)的自承式光纜和不帶鋼芯的皮線(xiàn)光纜。從纖芯數(shù)量的角度，包括單芯、2芯、4芯、8芯纜，其中2芯、4芯或者8芯光纜中，纖芯用不同顏色的涂敷層進(jìn)行區(qū)分?？箯澞芰Ψ矫妫ㄐ澢霃嚼w芯光纜和普通纖芯光纜。其中小彎曲半徑的光纜，位于兩個(gè)FRP中的纖芯是R15纖芯。無(wú)論哪種類(lèi)型的光纜，都可以在不需要工具的情況下，通過(guò)撕掉外皮徒手剝纖到250μm涂敷層，為光纜的施工帶來(lái)很大的便利性，大大減少光纜布線(xiàn)的施工過(guò)程中光纜的處理時(shí)間和對(duì)施工人員的要求。在性能方面，其抗壓和抗拉強(qiáng)度都優(yōu)于目前在綜合布線(xiàn)領(lǐng)域廣泛使用的松套或緊套光纜。

??? 3.4配線(xiàn)光纜子系統(tǒng)

??? 配線(xiàn)子系統(tǒng)由樓道配線(xiàn)箱(對(duì)于別墅和其他獨(dú)立用戶(hù)可能是其他形式的光纖分配設(shè)施)、連接樓道配線(xiàn)箱和光分配點(diǎn)的光纜、光分路器及光纜連接配件組成。其他形式的光纖分配設(shè)施可以是光纜接頭盒、光纜交接箱、ODF等。

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??? 圖6? 新型皮線(xiàn)光纜截面

??? 光分路器所在的位置即為光分配點(diǎn)。在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中，可采用集中分光和二次分光兩種方式。在進(jìn)行二次分光時(shí)，配線(xiàn)光纜子系統(tǒng)可劃分為兩級(jí)。按照光信號(hào)下行方向，第一個(gè)分光器的起點(diǎn)至第二個(gè)分光器的起點(diǎn)為一級(jí)配線(xiàn)子系統(tǒng)，從第二個(gè)分光器至樓道配線(xiàn)箱為二級(jí)配線(xiàn)子系統(tǒng)。由于分光方式的選擇、分光器位置、分光比選擇是線(xiàn)路設(shè)計(jì)中最為復(fù)雜和繁瑣的部分，本文不再詳細(xì)展開(kāi)。總的原則為：光分路器的分光比和布局應(yīng)綜合平衡初期投資和運(yùn)維成本等多項(xiàng)因素，本著易于集中施工和測(cè)試、節(jié)約光纜資源、節(jié)省放號(hào)和銷(xiāo)號(hào)工作量和時(shí)間、易于維護(hù)接入和故障檢測(cè)等原則合理規(guī)劃設(shè)計(jì)。無(wú)論采用集中分光還是二次分光，最終分光比要達(dá)到系統(tǒng)允許的最大分光比，以便充分利用設(shè)備端口。如在網(wǎng)絡(luò)中采用兩級(jí)分光，應(yīng)盡量采用統(tǒng)一分光比的光分路器。建議光分路器要盡量靠近用戶(hù)。

??? 根據(jù)實(shí)際情況，光分路器可能位于光纜接頭盒、光纜交接箱、配線(xiàn)箱、ODF等設(shè)施中，并在其中進(jìn)行光纜的端接和分配。光分路器應(yīng)采用活動(dòng)連接方式與配線(xiàn)光纜相連接。

??? 樓道配線(xiàn)箱等各種形式的光纖分配設(shè)施應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)合理規(guī)劃位置和容量。光纖纜線(xiàn)在其中進(jìn)行活動(dòng)連接或者固定連接。固定連接包括熔接和機(jī)械式連接。由于光分路器也可以位于光纜接頭盒、光纜交接箱、配線(xiàn)箱或ODF等設(shè)施內(nèi)，此時(shí)應(yīng)采用活動(dòng)連接，以方便測(cè)試和管理。

??? 3.5饋線(xiàn)光纜子系統(tǒng)

??? 饋線(xiàn)光纜子系統(tǒng)包括連接光分路器和中心機(jī)房的光纖纜線(xiàn)及其他配件。這些配件包括將饋線(xiàn)光纜進(jìn)行端接和分配的光纜接頭盒、光纜交接箱、配線(xiàn)箱、ODF。

??? 饋線(xiàn)光纜應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)布局和光分配點(diǎn)的數(shù)量合理規(guī)劃，并適當(dāng)留有冗余。

??? 饋線(xiàn)光纜的連接和配線(xiàn)設(shè)施的設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況，選擇在光纜接頭盒、光纜交接箱、配線(xiàn)箱、ODF內(nèi)進(jìn)行光纜的連接或端接。光纜連接可采用活動(dòng)連接或者固定連接。固定連接包括熔接和機(jī)械連接。

??? 3.6中心機(jī)房子系統(tǒng)

??? 中心機(jī)房按照接入網(wǎng)機(jī)房要求設(shè)置。中心機(jī)房子系統(tǒng)主要包括OLT和ODF以及相關(guān)的器件和光纖管理系統(tǒng)。光纖配線(xiàn)架上如安裝光分路器，分光器出口和饋線(xiàn)的連接應(yīng)采用活動(dòng)連接，以方便測(cè)試和管理。

??? 另外，在FTTH線(xiàn)路工程的布線(xiàn)管理方面，宜為線(xiàn)路設(shè)計(jì)設(shè)置中文顯示的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)相關(guān)的硬件設(shè)施的信息包括：設(shè)備和線(xiàn)纜的型號(hào)和用途、設(shè)備位置、線(xiàn)纜走向、終端設(shè)備配置狀況、硬件編號(hào)、鏈路完好狀況、故障記錄等內(nèi)容。

??? 4? 3M方案優(yōu)勢(shì)總結(jié)

3M關(guān)于ODN的設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在于，它完全是基于中國(guó)主要固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商目前在FTTH線(xiàn)路建設(shè)中存在的問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)外沒(méi)有現(xiàn)成標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的情況下，系統(tǒng)地提出了關(guān)于線(xiàn)路規(guī)劃和部署的新概念，并結(jié)合主要概念，引入了最先進(jìn)的光纖現(xiàn)場(chǎng)制作器件和新型結(jié)構(gòu)的入戶(hù)光纜。針對(duì)傳統(tǒng)光纖器件、光纜和工藝不能完善解決的樓內(nèi)、室內(nèi)布線(xiàn)和光纖端接及保護(hù)等問(wèn)題，提出了新的解決方案。

??? 3M解決方案中的核心概念已為中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通和其他寬帶運(yùn)營(yíng)商廣泛接受，從2005年開(kāi)始，已在湖北、上海、北京、廣東、福建、浙江、江蘇、四川、陜西、天津、河北、河南、等省市得到了實(shí)際應(yīng)用。得到了用戶(hù)的好評(píng)，并在行業(yè)內(nèi)已制定和起草的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中有一定的影響。同時(shí)該方案也和國(guó)內(nèi)外主要PON設(shè)備廠商有過(guò)廣泛的交流及合作，得到了他們的認(rèn)可。該方案的核心概念最近在中國(guó)***以及東南亞等地也被用于FTTH的試點(diǎn)中。

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