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1、,FTTX技术及应用,2012年1月,PON系统及光链路预算,陕西天元通信设计咨询有限公司,目录,1,2,4,中国宽带发展历程,FTTX分类,PON技术标准及发展方向,FTTH接入对ODN网络的影响,3,5,截至2010年6月，我国互联网用户数达4.2亿户，其中有98.1%固定接入用户使用宽带，即有3.64亿网民使用宽带上网。,中国10年宽带路 2001-2010,截至2010年6月，中国DSL用户9500万，FTTx用户2514万,中国宽带接入的大发展始于2001年，ADSL与FTTx+LAN同时起步，而后ADSL更迅猛发展2010年1-9月，基础电信企业互联网宽带接入用户净增1715.7万
2、户，超过1.2亿户,EPON的FTTB接入得到了广泛应用，城市新建区域主要将ONU设备安装在楼道或地下室电信间，通过ONU内置LAN+IAD实现用户对语音和宽带的接入，对于个别用户有高带宽需求的区域，择机部署FTTH网络。,中国宽带发展历程,2009年-2010年上半年,2008年-2009年,2001年-2006年,2007年-2008年,中国电信召开了“光进铜退促进会”，会议主题是：鉴于FTTH技术已趋于成熟、FTTH光模块价格在不断下调，FTTH建设成本已和FTTB相当，全面开展FTTH的机会已经成熟。在此基础上，2010年下半年-2011年，FTTH建设进入了如火如荼的新阶段。弯曲不敏
3、感的G.657光缆和无跳接配线光交得到大量使用。在建设FTTH时，提出了薄覆盖和全覆盖的概念。,2010年下半年-2011年,中国联通（网通）宽带的发展和中国电信发展的道路类似，在进程上一般晚中国电信约半年左右。,2009年开始，中国移动为全业务发展，开始部署PON网络，发展宗旨：EPON/GPON协同发展，以GPON为主。,目前中国电信和中国联通，在FTTB接入时，主要采用EPON技术；在FTTH接入时主要采用GPON技术。,中国宽带发展历程,PON系统及光链路预算,陕西天元通信设计咨询有限公司,目录,1,2,4,中国宽带发展历程,FTTX分类,PON技术标准及发展方向,FTTH接入对ODN
4、网络的影响,3,5,FTTX分为点对点模式(P2P)和点对多点模式(PON)2大类。根据光纤落地的位置不同，FTTx有以下11种类型：1、FTTH 光纤到户2、FTTO 光纤到公司/办公室3、FTTB 光纤到楼宇4、FTTN 光纤到节点(光纤到邻里)5、FTTC 光纤到路边(楼边)6、FTTCab 光纤到交接箱7、FTTD 光纤到桌面8、FTTZ 光纤到小区9、FTTF 光纤到楼层10、FTTV 光纤到行政村11、FTTP 光纤到节点归纳起来共有3种：FTTH、FTTB、FTTN。,FTTX类型,FTTX概念,FTTX的分类,PON系统及光链路预算,陕西天元通信设计咨询有限公司,目录,1,2,
5、4,中国宽带发展历程,FTTX分类,PON技术标准及发展方向,FTTH接入对ODN网络的影响,3,5,APON是上世纪90年代中期就被ITU(联合国国际电信联盟)和全业务接入网论坛（FSAN）标准化的PON技术，FSAN在2001年底又APON更名为BPON，APON的最高速率为155Mbps,BPON为622Mbps，二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，未能取得市场上的成功。,为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术，IEEE(美国电气与电子工程师协会)802.3a
6、h工作小组对其进行了标准化，EPON可以支持1.25Gbps对称速率，将来速率还能升级到10Gbps。EPON产品得到了更大程度的商用，由于其将以太网技术与PON技术完美结合，因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。对于Gbit/s速率的EPON系统也常被称为GE-PON。,在EFMA提出EPON概念的同时，FSAN又提出了GPON，FSAN与ITU已对其进行了标准化，其技术特色是在二层采用ITU-T定义的GFP（通用成帧规程）对Ethernet、TDM、ATM等多种业务进行封装映射，能提供1.25和2.5Gb/s下行速率和所有标准的上行速率，并具有强大OAM功能。在高速率和支持多业务方面，
7、GPON有明显优势，目前光模块价格和EPON相当，产品已经非常成熟。,PON技术是上世纪90年代由FSAN（全业务接入网论坛）提出，大量应用在本世纪初，中国从2007年开始应用。PON的技术经历了APON/BPON，目前主要应用的是EPON和GPON，演进方向是10G EPON 和XGPON(10G GPON），最终发展方向是波分复用无源光网络(WDM PON)和波分时分混合无源光网络(WDM-TDM PON).,PON技术及演进方向,A/B PON,EPON,GPON,EPON和GPON技术比较,10G PON技术逐步成熟，开始具备商用价值,PON技术演进时，ODN网络的变化,GPON光模块
8、的价格已与EPON光模块价格相当。,GPON支持50ms保护倒换，对重要业务有保障。,当采用1:64典型分光比时，EPON到每用户的带宽是14M，GPON到每用户的带宽是36M，能满足近期每用户20M的带宽。,FTTH接入时，ODN成本约占总投资的80%以上。GPON比EPON有较大1倍的分光比，当公众客户采用GPON接入时，可以节约大量的ODN建设费用，成本优势强大。,价格下调,成本优势,高带宽,网路保护,采用GPON技术的优势,当前中国电信为什么要采用GPON技术,基于GPON的光纤到户（FTTH）解决方案已成为各国主流运营商的宽带解决方案。,运营维护,OMCI必选。对ONT进行全套FCA
9、PS（故障、配置、计费、性能、安全性）管理,主干光纤保护,全光纤保护,针对主干光纤线路较长的线路保护；ONU采用常规单光口设备，分路器采用 2：n分路器；OLT侧配置冗余光口；成本较低；倒换后需要重新测距，测距期间业务中断时间较长；,针对ODN全保护，1+1热备，可靠性很高；ONU和OLT都采用冗余光口配置，需两套1：n分路器；成本较高、工程复杂；倒换后不需重新测距，业务可在50ms内恢复；,目前运营的PON系统大多没有业务保护！对PON系统提出较高的业务保护要求，推荐采用主干光纤保护方式！,PON的业务保护,EPON如何过度到GPON,GPON替换EPON案例,改造前,改造后,同一机房有2台
10、OLT：1台OLT的PON口占用多，另1台OLT的PON口占用少，首先将占用率低的OLT升级为双平台，再将GPON的PON板新增在PON口占用少的OLT上，将FTTH接入的分光器倒在GPON的PON板上,GPON替换EPON案例,改造前,改造后,机房有1台OLT，PON口占用不多时，首先升级OLT为双平台，新增GPON的PON板由后向前安装，将FTTH接入的分光器倒在GPON的PON板上,PON系统及光链路预算,陕西天元通信设计咨询有限公司,目录,1,2,4,中国宽带发展历程,FTTX分类,PON技术标准及发展方向,FTTH接入对ODN网络的影响,3,5,PON技术简介,PON基本原理,2、带
11、宽优势,3、维护优势,4、网络扩展 优势,以太网交换机接入单元覆盖小区时，分配到每个交换机的带宽是100M，平均每用户是4M；ONU接入单元覆盖小区时，分配到每个ONU的带宽是1000M，平均每用户30-40M,传输过程无源，降低运维难度 集中远程网管，直接管理至每个用户，大大减轻了运营/维护的投入和成本,MC+LAN，百兆到小区，提升带宽需要更换全部交换机和MC，无光纤到户升级方案，小区总带宽升级困难。EPON/GPON可以升级为10G EPON和10G GPON；当带宽不足时，1个大的分路器可以裂化为2个小分路器，将带宽提高1倍。,1、成本优势,PON网络有效减少机房数量，节省主干光纤资源
12、，大大减低对供电的需求。相对于FTTx+LAN接入，成本低。,PON相对FTTX+LAN的优势,光功率预算（Power budget）下行：OLT最小平均发射光功率-ONU接收灵敏度 上行：ONU最小平均发射光功率-OLT接收灵敏度,光功率代价（Optical path penalty）,链路预算（Link budget，Channel insertion loss，Loss budget）链路预算=光功率预算-光功率代价光链路预算=OLT（ONU）最小平均发射功率-ONU（OLT）接收灵敏度-光功率代价,光功率预算与OLT和ONU光模块有关系,PON系统光链路预算,EPON,10G EPON
13、对称,10G EPON不对称,GPON,XGPON,光功率预算典型值,光通道衰耗计算,ODN 光通道衰减所允许的衰减定义为S/R和R/S参考点之间的光衰减，以dB表示。包括光纤、光分路器、光活动连接器、光纤熔接接头所引入的衰减总和。ODN光通道模型：,核算公式：ODN光链路衰减=A+B+C+D(dB)ODN光链路衰减+G 系统允许的衰减式中：A:为光通道全程n段光纤衰减总和；B:为m个光活动连接器插入衰减总和；C:为f个光纤熔接接头衰减总和；D:为h个光分路器插入衰减总和；G:光纤富余度;,相关参数取定：1)光纤衰减取定：1310 nm波长时 取0.36dB/km 1490 nm波长时 取0.
14、22dB/km2)光活动连接器插入衰减取定：0.5dB/个3)光纤熔接接头衰减取定：分立式光缆光纤接头衰减取双向平均值为：0.08dB/每接头 带状光缆光纤接头衰减取双向平均值为：0.2dB/每个接头 冷接子双向平均值0.15dB/每个接头,4）光分路器插入衰减参数取定：5）光纤富余度 A、当传输距离5公里时，光纤富余度不少于1dB；B、当传输距离10公里时，光纤富余度不少于2dB；C、当传输距离20公里时，光纤富余度不少于3dB；,光通道衰耗计算,光通道衰耗计算典型图,EPON光模块有PX20和PX20+;GPON光模块有ClassB+和ClassC+，新一代EPON产品光模块主要为PX20
15、+，目前GPON光模块主要是ClassB+，PON系统允许光通道最大衰耗28dB。按照典型结构计算0.36L+7*0.5+8*0.08+0.15*2+21+1=28dBL=4.3公里即当分光比为1:64时，OLT-ONU最远距离为4.3公里。,PON系统传输距离计算,1）EPON 系统（1000BASE-PX20）最大可传输距离参考值（单位：km）,中国电信PON系统传输距离预算,2）EPON 系统（OLT 侧采用1000BASE-PX20、ONU 侧采用1000BASE-PX20）最可传输距离参考值(单位：km),3）EPON 系统（OLT 侧采用1000BASE-PX20+、ONU 侧采用
16、1000BASE-PX20）最大可传输距离参考值（单位：km）,中国电信PON系统传输距离测算,4）EPON 系统（1000BASE-PX20+）最大可传输距离参考值（单位：km）,5）GPON 系统（Class B+）最大可传输距离参考值（单位：km）,6）GPON 系统（Class C+）最大可传输距离参考值（单位：km）,OLT上行承载网络解决方案,OLT上行承载分以下5种方案,OLT上行承载网络解决方案,各种方案适用条件,方案一：OLT上联经PTN/MSTP汇聚后连接到SR/BRAS，适用于建设初期OLT上联带宽较小，并与SR/BRAS位于不同机房（县-乡）。方案二：OLT通过WDM/
17、OTN或光纤直连方式连接到汇聚交换机，经汇聚后再通过WDM/OTN或光纤直连方式连接到SR/BRAS，适用于OLT与SR/BRAS位于不同机房。在采用汇聚交换机汇聚时，为保证业务质量，应仅采用一层汇聚交换机进行汇聚，避免多层堆叠影响业务质量。方案三：OLT通过WDM/OTN方式或光纤直接连接到SR/BRAS，适用于OLT与SR/BRAS位于不同机房。方案四：OLT通过光纤直连方式经汇聚交换机汇聚后连接到SR/BRAS，适用于OLT与SR/BRAS同机房。方案五：OLT通过光纤直连方式连接到SR/BRAS，适用于OLT与SR/BRAS同机房。,OLT最终连接的是SR/BRAS，OLT连接汇聚交换
18、机的目的是为了节约SR/BRAS的端口,PON系统及光链路预算,陕西天元通信设计咨询有限公司,目录,1,2,4,中国宽带发展历程,FTTX分类,PON技术标准及发展方向,FTTH接入对ODN网络的影响,3,5,FTTH接入，当使用1:64或1:128分光比的 情况下，每64户/128户至少需要1芯光纤。FTTH接入带来主干光纤的海量需求。,在FTTH网络中，由于网络设备组网更加简 单，ODN实际上已经成为网络投资的主体，在FTTH初期建设投资中超过80%,ODN应保证几十年的可靠使用，质量问题 应充分重视：短期内难以暴露，潜伏的 质量问题一旦爆发则解决难度极大,为使光纤接入网络经济有序、便于维
19、护和具备可扩展性。2011年中国3大通信运营商都在全面部署ODN网络的搭建。并提出了宽带泛在化的理念。,FTTH接入对ODN网络的影响,ODN网络部署对城域光缆网的影响,中国电信在部署ODN网络的同时，提出了网格化的概念。将规划区（通常为分局范围）划分为多个网格，网格面积建议在0.5-3公里之间。网格划分主要需两考虑的三个因素：一、地理因素，网格以市政道路、河流、铁路等作为边界围成独立区域。二、用户密度，现有和未来三年的用户总和，用户密度与网格面积成反比。三、光缆网现状，现有主干光、电节点覆盖区域不割裂。住宅小区、大学校园、居委会、城中村等可单独划为一个网格。网格确定后，网格内用户只占用本网格
20、内的主干光缆网资源，严禁跨网格接入。网格一旦确定，随着业务发展网格只做分裂调整，网格间不再调整区域。实际上1个网格就是1个光交的覆盖范围。,此情况下，城域光缆网络按分为4层结构：核心层、汇聚层、接入汇聚层和接入层；接入层分为主干层、配线层和用户引入层。,ODN网络部署对城域光缆网的影响,城区：网格划定后由若干网格组成OLT局点的布局区域。OLT覆盖用户数和半径参见下表。,规划时把1个光交覆盖的范围称为小网格，把1个OLT覆盖范围称为大网格。多个小网构成1个大网格，1个大网格范围有1-2个汇聚节点（OLT机房）。,城域光缆网各层次的概念和作用,核心层光缆线路主要是连接城域网的核心节点，如电话交换
21、局、汇接局、目标局、移动交换局、核心/出口路由器等。完成的主要任务是核心节点间设备资源的调配。核心节点通常数量不会很多，但其地位、作用重要。它不仅对传输带宽需求大，而且业务种类较多，同时对网络生存性要求较高。连接核心节点的光缆是核心层光缆，也城域网骨干光缆，通常光缆的纤芯数会比较多，少则上百芯，多则几百芯甚至上千芯。核心光缆以网状网为主，环形为辅。,连接汇聚层节点的光缆叫汇聚层光缆。汇聚层节点通常数量较多，都是重要业务点，它主要是连接交换机的端局、基站控制器、汇接路由器、专线用户等;汇聚容量较大，而且业务种类较多，要求实现业务的有效汇聚和调度，减轻核心层的带宽压力，解决带宽资源应用的合理性。汇
22、聚层光缆线路网络结构采用环形网结构为主，链形网为辅。,城域光缆网各层次的概念和作用,连接业务接入汇聚节点（OLT节点）的光缆叫接入汇聚层光缆。接入汇聚层光缆以环形为主，围绕汇聚节点建设。接入汇聚层光缆以24-48芯为主。,由业务汇聚点向下的光缆叫接入层光缆，其中：连接主干光交的光缆叫主干光缆；连接配线光交和楼内分纤箱的光缆叫配线光缆；由楼内分纤箱到用户的光缆叫用户光缆。,FTTH接入是全光网络接入，网络结构演化为四个节点一个终端。四个节点：综合业务汇聚节点（OLT节点）、主干分纤点、配线分纤点、楼道/楼层分纤点。一个终端：用户端家庭ONU或家庭网关。,FTTH网络结构,ODN发展趋势,随着FT
23、TH建设的不断推进，对ODN产品增加了新的技术要求，迫使ODN产品 进行改变；随着ODN建设的不断深入，对ODN的管理提出了更高要求，迫使ODN向着可管理的方向发展。,智能化的ODN（IODN）产品正在应用试验中，商用化将不会太远！,ODN发展趋势,FTTH接入各种分光场景分析,按光分路器的级联方式分为：一级分光：从局端OLT至用户端ONT只经过一个分光点，即经过一次分光。主要用于用户相对集中的区域，如普通住宅小区等。二级分光：从局端OLT至用户端ONT经过两个分光点，即经过两次分光。主要用于用户相对分散的区域，如城中村、农村等。按光分路器的设置位置分为：集中分光：同一小区或村内，所有光分路器
24、全部集中设置在模块局、交接间、交接箱或分路箱内。相对集中分光：同一小区或村内，光分路器分散设置在几个交接箱或分路箱内，而每个交接箱或分路器内都有几台分路器。分散分光：同一小区或村内，光分路器全部分散设置在楼道内的光分路箱内，每个光分路箱内有1台光分路器。,FTTH接入各种分光场景分析,常见分光方式一,一级分光、集中设置光分路器方式，光分路器集中设置在小区配线光交中,FTTH接入各种分光场景分析,常见分光方式二,一级分光、相对集中设置光分路器方式，光分路器设置在小区配线光交1和2中,FTTH接入各种分光场景分析,常见分光方式三,一级分光、分散设置光分路器方式，光分路器分散设置在楼道光分路器箱中,FTTH接入各种分光场景分析,常见分光方式四,二级分光方式，一级光分路器设置在配线光交、二级分路器设置在楼道光分路器箱中,测算条件：各种方式测算条件相同，即：,各种分光方式对投资的影响,同一小区；住户共计1852户。主干光缆：局端至小区交接点，采用环状结构。配线光缆：小区交接点至楼道分纤盒，按星型或链型结构考虑。引入光缆：楼道分纤盒至用户室内，按星型结构考虑。主干、配线、引入光纤全部按FTTH方式满配置；光分路器按全部用户数量配置齐全。分光比：一级分光主要以1:64为主，二级分光之乘积最大为64。,各种分光方式对投资的影响,各种分光方式对投资的影响,结束语,感谢聆听！,致谢,
