建立FTTH全光网方案的典型应用探讨

梁小峰

广东南方通信建设有限公司

建立FTTH全光网方案的典型应用探讨

梁小峰

广东南方通信建设有限公司

随着电信、移动等运营商的网络改造(FTTH，FTTB)的大力进行，对广电的生存空间造成很大的挤压，三网融合已经到来，我们原有网络构架的千兆接入由于电缆寿命短、成本高，后续需要采用性价比较高、稳定性较好、维护成本较低的全光网来升级换代。“工欲善其事，必先利其器”，在这个充满竞争的社会中，业内人士普遍认识到“带宽”网络的基础，也使得拥有更高带宽接入能力和更低维护成本的无源光纤到户(FTTH)技术将迅速得到发展与应用。

FTTH；全光网；应用

1 技术应用重要性

随着网络整合工作的持续推进，有线内、外部环境正面临前所未有的深刻变化，面临诸多突出问题。例如随着县级及以下网络的并入，许多农村的电缆接入网已经没有任何利用价值，从实现有线电视数字化出发，必须重新建网；各地接入网络双向化实现方式不一，需要实现双向化改造的技术方式收敛和提升接入带宽；基于同轴接入的双向网络在实现接入带宽提升、高清及4K视频业务拓展时，不断挤压有限的频点资源，且频谱分割方式在支撑上下行对称业务时存在劣势；HFC网络光节点下沉导致有源设备不断增多，产生取电难、电费高、维护成本高的问题；电信光纤到户的规模化建设已经影响了用户业务使用习惯。为此，我们需要从产业链、带宽能力、建设成本、运营维护等多方面重新审视和网络双向化改造的技术。

2 FTTH 技术

FTTH是指光纤到家庭，FTTH网络利用EPON技术组建家庭接入网络，将语音业务、互联业务、IPTV(互动电视)业务通过FTTH网络接入家庭，实现三网融合。光分配网(简称ODN，光纤环路通信系统)具体包含：光分路器、光纤光缆和光缆分线盒、光缆交接箱等一系列光无源器件。ODN网络要最大限度减少活动连接器的使用。光网络单元(ONU，用户端设备)通过OLT与ONU之间通过ODN网络连接。ONU可以用多种方式连接用户，一个ONU可以连接多个用户。FTTH是指根据ONU与用户家庭的距离判断，OUN直接安装在用户家中，光纤直接铺设到用户家中，所以FTTH又称为光纤到户或光纤到家。

FTTH是指把光网络单元安装到家庭住户或企业用户处。FTTH既提供更大的网络带宽，同时也增强了通信网络对数据格式、速率和波长以及协议的透明性，简化供电要求，简化了维护和安装。当前，在FTTH工程技术应用中主要采用模式是OLT经过光分离器直接连入ONU(俗称光猫)。

组网模式一是 ONU 为家庭网关单元例如 F460 设备上联 OLT，下联通过 4 个10/100Base_T 自适应以太网接口连接计算机或电视机实现上网或 IPTV 业务接入；2 个 RJ-11 电话接口连接电话机。

组网模式二是ONU为单住户单元例如F401设备上联OLT，下联通过1个10/100/1000Base_T自适应以太网接口与以太网上行家庭网关(H618C)连接，再连接电话机、计算机、电视机，实现“三网融合”业务的家庭接入。组网模式三是采用简化型家庭网关例如F420设备上联OLT，下联家庭接入终端，并设置外置AP。家庭网关型和单住户型业务接入主要区别是家庭网关型支持路由功能。以上三种主要的家庭业务接入模式供用户根据自己的业务需求以及家庭网络布线综合考虑选择。

3 技术应用要点

3.1 技术路线选择

广播电视信号继续采用射频传输方式。数据业务可采用基于xPON协议或基于DOCSIS协议的FTTH技术。基于DOCSIS协议的FTTH技术借助RFoG技术实现上行射频信号在全光网上的传输，存在光相干干扰(OBI)问题，需保持对解决方案的跟踪和验证。考虑到EPON产业链非常成熟，与现有以太网的兼容性好，相比GPON拥有更长的产业链支撑，后续演进技术lOGEPON能够向后兼容EPON，现阶段数据业务选择EPON技术。

3.2 FTTH组网方式设计

可选的三种方式包括：光纤叠加同轴、双纤三波和单纤三波。目前单纤三波网络结构复杂、终端开通成本高，推荐采用光纤叠加同轴和双纤三波。光纤叠加同轴方式采用双芯光缆、同轴电缆双线人户，适合于多层住宅为主的集中居住区场景。双纤三波方式采用全光纤双芯接人，适用于农村自然村落为主的分散居住区场景。

3.3 传输材料的布局

1)分路器要求：规格1*2，4，8，16，32平面波导型，CATV接头为SC/APC(绿色)，数据接头为SC/PC(蓝色)。

2)如果在10km～20km范围内：光芯资源需求：72/64；相当于二个20dbm光放模块(总计3芯，2路32分，1路8分)，PON口情况按20%的接入率计算的话，预计接入15户(初期只需要1个16分就能满足用户接入要求，只需要一芯，考虑后续无缝扩容备用1芯或直接前端切割成32分路就行，初期只需要占用二分之一个PON口资源)，这样计算总需要5芯，考虑冗余机制和数据接入实际放总线为8芯；确保数据信号和数字电视信号的运行。光缆要求：总线采用野外型(原采用型号G652)光缆；光交箱至楼到用户配线箱采用(户数*2芯)铠装光缆(防水，防鼠咬)或防水光缆(有鼠患处禁用)，入户采用2芯皮线光缆。如果分路器放置到用户配线箱，则每楼梯放置4芯防水光缆，各用户配线箱内放置16分路，一般不推荐该方式。

3)如果在10km范围内：光芯资源需求：72/128需要一个20dBm光放大模块一个(2路32分，一路8分，需要3芯)，按初期20%接入算只需要占用1/2个PON口；考虑接入用户增加可能采用添加16分或者直接更换32分的机制(实际考虑1芯加1芯扩展)，总需要5芯，考虑冗余机制采用总线8芯。

综上所述，“三网融合”业务的发展使电信网、广播电视网和互联网在网络技术演进过程中，技术和业务范围趋于一致，实现网络间互联互通和资源共享，为用户提供集语音、数据和广播电视于一体的多种信息业务服务。“三网融合”可以实现网络资共享，避免重复建设，形成适应性广、容易维护和成本较低的的多媒体基础平台。

[1]何月春.三网融合中的FTTH网络设计与实践[D].湖南大学，2013.