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史上最全FTTH基礎知識 上 PON及FTTH簡介

一、PON簡介

PON

(Passive Optical Network)無源光網路,是基於P2MP拓樸的技術 。

PON

是一種應用於接入網的局端裝置(OLT)與多個使用者端裝置(ONU/ONT)之間透過無源的光纜、光分/合路器(ODP)等組成的光分配網(ODN)連線的網路。

同時,光分路器將各ONT的上行訊號合路送往OLT。

1、PON的分類:

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2、PON的構成:

OLT(Optical Line Terminal)-光線路終端

ONU(Optical Network Unit)-光網路單元

ONT( Optical Network Terminal)-光網路終端

ODN(Optical Distribution Network)-光分配網

3、PON的結構:

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4、PON的單纖雙向傳輸機制:

PON系統採用WDM技術,實現單纖雙向傳輸。

為了分離同一根光纖上多個使用者的來去方向的訊號,採用以下兩種複用技術:

下行資料流採用廣播技術;

上行資料流採用TDMA技術。

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5、PON系統組網方式:

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6、PON的保護方式:

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7、PON技術的優勢:

相對成本低,維護簡單,容易擴充套件,易於升級。PON結構在傳輸途中 不需電源,沒有電子部件,因此容易鋪設,基本不用維護,長期運營成本和管理成本的節省很大

無源光網路是純介質網路,徹底避免了電磁干擾和雷電影響,極適合在自然條件惡劣的地區使用。

PON系統對局端資源佔用很少,系統初期投入低,擴充套件容易,投資回報率高

提供非常高的頻寬。EPON目前可以提供上下行對稱的1。25Gb/s的頻寬,並且隨著以太技術的發展可以升級到10Gb/s。GPON則是高達2。5Gb/s的頻寬。

服務範圍大。PON作為一種點到多點網路,以一種扇出的結構來節省CO的資源,服務大量使用者。使用者共享局端裝置和光纖的方式更是節省了使用者投資。

頻寬分配靈活,服務有保證。G/EPON系統對頻寬的分配和保證都有一套完整的體系。可以實現使用者級的SLA。

8、PON技術比較:

光纖接入有乙太網無源光網路(EPON)、吉位元無源光網路(GPON)和點到點光纖乙太網(P2P)等。

EPON技術特點和發展現狀如下:

技術:技術簡單、成熟、易實現

標準化:已完成,進一步完善中

電信級運營要求:已經基本滿足

產業鏈基本成型:商用晶片和裝置供應商較多

互操作:已經實現晶片級和系統級的互操作

成本:晶片和裝置成本不斷下降

實際應用情況:高畫質IPTV等業務和激烈的市場競爭使得EPON進入規模部署階段,是目前“光進銅退”的主流實現技術。

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二、光纖接入及FTTX的概念

“光進銅退”是寬頻網升級的必然趨勢,問題的關鍵是如何選擇“光進銅退”模式即光纖到達的位置。

FTTH具有頻寬提供能力強、傳輸距離長、維護成本低等優點,是發展方向,但目前成本也最高;

在新建區域,FTTB建設投資和維護成本與FTTN/FTTC相當,頻寬提供能力和頻寬提升潛力優於FTTN/FTTC。

PON與P2P方式相比,具有光纖資源利用率高、線路和機房投資少,頻寬分配靈活、價格下降空間大等優點。

LAN接入有傳統樓道交換機和ONU內建LAN兩種方式:

–傳統LAN接入的維護管理能力和差異化服務能力均弱於DSL接入。

–ONU內建LAN接入解決了傳統LAN接入的維護管理問題,與DSL接入相比,具有更強的上行頻寬能力和頻寬提升潛力。

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1、FTTH的定義:

FTTH(Fiber To The Home)光纖到戶。是指僅利用光纖媒質連線通訊局端和家庭住宅的接入方式,在各種型別的寬頻接入中,光纖到戶是寬頻有線接入的發展方向。

FTTH系統的基本組成包括FTTH光線路終端(OLT)、光分配網(ODN)、 FTTH光網路終端(ONT)三大部分。

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2、FTTH承載的業務型別:

IP資料業務。

語音業務:包括POTS語音或VoIP業務。

影片業務:包括互動式影片業務和廣播式影片業務,如IPTV\CATV等。

其中,IP資料業務和語音業務為FTTH必須支援的業務型別,對影片業務的支援可選。

3、FTTH傳輸訊號的雙工模式:

單纖雙向傳輸 :在一根光纖裡傳兩個方向相反、波長不同的波,每個波承載一個方向的資料流,兩個波協同工作完成資料的雙向互動功能(從經濟性考慮,優先使用)。

雙纖雙向傳輸:上下行訊號各用一根獨立的物理光纖承載。

4、EPON的傳輸原理:

幀結構——

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下行——

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在ONU註冊成動後分配一個唯一的LLID;

在每一個分組開始之前新增一個LLID,替代乙太網前導符的最後兩個位元組;OLT接收資料時比較LLID註冊列表,ONU接收資料時,僅接收符合自己的LLID的幀或者廣播幀。

上行——

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OLT接收資料前比較LLID註冊列表;

每個ONU在由局方裝置統一分配的時隙中傳送資料幀;

分配的時隙補償了各個ONU距離的差距,避免了各個ONU之間的碰撞。

5、傳輸指標:

ODN光通道衰耗:

ODN的光功率衰減與OBD 的分路比、活動連線數量、光纜線路長度等有關,設計時必須控制ODN 中最大的衰減值,使其符合系統裝置OLT 和ONU PON 口的光功率預算要求。

ODN光通道衰減所允許的衰減定義為S/R 和R/S 參考點之間的光衰減,以dB 表示。包括光纖、光分路器、光活動聯結器、光纖熔接接頭所引入的衰減總和。在設計過程中應對無源光分配網路中最遠使用者終端的光通道衰減核算,採用最壞值法進行ODN 光通道衰減核算,如下圖。

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ODN光通道衰耗 + 光纜線路富餘度

ODN光通道損耗= 光纖衰耗 + 光分路器插損 + 活接頭損耗

光纖衰減取定:

1、1310nm 波長時取0。36dB/km;

2、1490nm 波長時取0。22dB/km

3。光活動聯結器插入衰減取定: 0。5dB/個

4。光纖熔接接頭衰減取定

分立式光纜光纖接頭衰減取雙向平均值為:0。08dB/每個接頭;

帶狀光纜光纖接頭衰減取雙向平均值為:0。2dB/每個接頭;

5。冷接子雙向平均值0。15 dB/每個接頭;

6。計算時光分路器插入衰減引數取定見下表

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光纖富餘度Mc :

當傳輸距離≤5 公里時,光纖富餘度不少於1 dB;

當傳輸距離≤10 公里時,光纖富餘度不少於2 dB;

當傳輸距離>10 公里時,光纖富餘度不少於3 dB。