浅析FTTH工程建设中分光器位置的选择与工程造价的关系

2012-09-18胡庆旦

湖南邮电职业技术学院学报 2012年4期

胡庆旦

(长沙通信职业技术学院，湖南长沙 410015)

1 FTTH网络构架简介

1.1 FTTH的定义

FTTH（Fiber to the Home，光纤到户）是指光纤直接通达用户家庭的一种光纤接入类型。换句话说，FTTH是一种从通信局端一直到用户家庭全部采用光纤线路的接入方式，引入光纤由单个家庭住宅独享。这里的用户，即“H”，不仅包括传统意义上的家庭，还包括家庭办公室或小型办公室。

1.2 FTTH在通信网中的位置

从水平方向上，可以将通信网分为3或4个组成部分：核心网、城域网/本地网、接入网和用户驻地网（可选）。用户驻地网是位于接入网与终端用户之间的网络，通常不在网络运营商的管理和维护范围内。一般来说，FTTH可应用于接入网，也可以应用于用户驻地网，或同时跨越两个网络。FTTH应用于接入网时在整个通信网络中的位置如图1所示。

1.3 FTTH网络组成

图1 FTTH应用于接入网时在通信网络中的位置

FTTH网络组成包括FTTH光线路终端（OLT）、光分配网（ODN）、光网络终端（ONU）三大部分。ODN（光分配网）是FTTH网络中S/R点到R/S点的部分，其作用是将OLT和ONU连接起来，为OLT与ONU之间提供传输手段。ODN可由OLT和ONU之间直接连接的光纤组成，也可包含若干分配点。ODN可被划分为馈线线路、配线线路和入户线路，其基本节点包括OLT局端、分配点（DP）、用户接入点（AP）以及用户端接点。

如图2所示，相应的光缆线路划分为馈线光缆子系统、配线（含引入）光缆子系统、入户光缆子系统。馈线线路是从OLT局端延伸到各光分配点，配线线路则从光分配点延伸到用户接入点，入户线将光缆从用户接入点处延伸到每一个最终用户的ONU。

图2 ODN段落的划分

2 FTTH工程中分光器的作用和位置选择

2.1 FTTH网络建设中分光器的重要性

由于FTTH网络的拓扑结构分为点到点（P2P）式的拓扑结构和点到多点（P2MP）式的拓扑结构两种类型，因此，与之对应，FTTH技术也分为点到点（P2P）和点到多点（P2MP）两种类型。其中，点到点技术目前主要包括光纤以太网技术，或者称为基于点到点光以太网的FTTH；点到多点技术目前的主流技术主要是EPON和GPON两种技术，或者称为基于点到多点PON的FTTH。

基于点到点光以太网的FTTH如图3所示，该方式采用以太网光纤收发器构成点到点的结构，从中心局到每个用户都用一根光纤。基于点到多点FTTH光接入技术如图4所示，采用点到多点PON的FTTH，从中心局到光分路器是一根光纤，从光分路器到每个用户用一根光纤。

图3 点到点光以太网的FTTH

图4 点到多点FTTH光接入技术

下面比较点到点和点到多点FTTH光接入技术所用的光收发模块的个数和光纤总长度。设光收发模块的个数为N，OLT与ODB之间的距离为D1，ODB与ONU/ONT之间的距离为D2。

对于点对点方式，主要特点是局端和远端的光模块一一对应，远端有N个光模块，局端也需要有N个光模块，总的光模块数量为2N，光纤总长度为N*（D1+D2）。对于点对多点PON方式，需要的光模块数量则仅为N＋1个，光纤数量为（D1+N*D2）。

举例来说，假设有32个用户，D1的距离为5000m，D2的距离为50m，则：点对点方式需要64个光模块，点对多点方式仅需要33个光模块，点对多点方式比点对点方式节约光收发模块近50%。点对点方式需要（5000＋50） ×32＝176000m光纤，点对多点方式仅需要5000＋50×32＝6600m光纤，点对多点方式比点对点方式节约光纤超过96%。

由于点对多点方式比点对点方式能够节约更多的光收发模块和光纤，因此，采用点到多点的方案，大大地降低了光收发器的数量，节省建设光纤接入网所需的光纤，并降低了中心局所需的机架空间，使用点到多点FTTH光接入技术成本更低。

可见，在FTTH网络建设中，分光器是非常重要的器件，同时，分光器的位置选择也非常重要，关系着网络建设的成本、网络的灵活性等。

2.2 工程中分光器位置的选择

目前在工程中常使用一级分光和二级分光方式。而对于一级分光方式，分光器的放置一般有以下地点：一是放置在局端机房，二是放置在小区机房，三是放置在小区光交接箱内，四是直接放置在楼道。对于二级分光，分光器的放置一般有以下三种方式：一是一级分光器放置在局端机房，二级分光器放置在光交接箱内；二是一级分光器放置在道路边的大容量光交接箱内，二级分光器放置在小区光交接箱内；三是一级分光器放置在小区光交接箱内，二级分光器放置在楼道。

3 分光器位置的选择与工程造价的分析

假设端局到小区4km，到小区光交4.5km，到用户楼栋5km，小区内有20栋楼，每栋楼30户，楼栋内的引入光缆全部采用皮线光缆，如图5所示。

图5 端局-小区机房-小区光交-用户楼栋示意图

3.1 一级分光条件下分光器位置选择对工程造价的影响

在一级分光情况下，采取全覆盖方式，每栋楼按1:32的分光比进行覆盖，对主干光缆、配线光缆的芯数和长度来做一个统计（光缆芯数按实际生产芯数且最接近用户数考虑，楼道分纤箱到用户ONU的皮线光缆没有做统计），如表1所示。

3.2 二级分光条件下分光器位置选择对工程造价的影响

在二级分光情况下，如果一级分光器为1:2，二级分光器为1:16，对主干光缆（端局至一级分光器）、配线光缆（一级分光器至二级分光器）、引入光缆（二级分光器至楼栋分纤箱）的芯数和长度来做一个统计，如表2所示。

表2 二级分光条件下分光器位置不同对应光缆纤芯公里数

3.3 分光器位置选择与工程造价的关系

分析以上统计发现：

1）把分光器放在端局机房，所需光缆的纤芯公里数最大；把分光器放在楼道，如果中间无汇接点，所需光缆的纤芯公里数虽然不是最大，但局端与楼栋是点对点的光缆连接，即不利于节省光缆用量，也会占用大量昂贵的管孔资源，所以这两种方式在实际工程中都不可取。

2）比较把分光器放在小区机房、小区光交、楼栋，可以发现一个现象：分光器越靠近用户，配线光缆的汇接点越靠近用户，光缆的用量会越少，其工程造价会更低。

3）在二级分光条件下，一、二级分光器越靠近用户，所需光缆的纤芯公里数越少，证明ODN网络的工程造价越低。

总结以上情况，在FTTH工程设计中，若是采用一级分光方式，单从光路工程造价考虑，分光器的位置不宜放在局端，也不宜采用分光器放在楼道，且中间没有配线光缆汇接点的方式。可以采用分光器、光缆的汇接点尽量靠近用户的方式，如分光器放置在小区机房或小区光交内的方式，或是配线光缆汇接点在小区机房或小区光交内，分光器直接下沉到楼道的方式。推荐的方式是配线光缆汇接点在小区光交，分光器直接下沉到楼道的方式。若是采用二级分光方式，则一级分光器不宜放在端局，二级分光器不宜离用户太远，推荐采用的方式是一级分光器放在小区光交内，二级分光器直接下沉到楼栋。