无源光网络下技术FTTX的应用
- 发布时间：2021-03-18
摘 要：通信网络正处于向全光网络发展的时代，光纤接入将逐渐取代传统的铜线接入网。未来几年，由于高速数据业务及视频业务的发展、光纤建设成本的加速降低，加之运营商间竞争加剧、国家政策的扶持等因素，铜线带宽受到严重挑战，光进铜退不可避免，全球的光纤接入将进入大规模建设时期。本文介绍了建筑智能化工程的发展趋势，简单分析了把光纤用于接入层网络，使光纤靠近用户甚至直接连接到用户的接入组网方式。通过具体项目案例，重点介绍了FTTX在建筑智能化项目中的应用。
关键词：无源光网络 光纤接入 光纤到用户
FTTx是指把光纤用于接入层网络，使光纤靠近用户甚至直接连接到用户的接入组网方式。光纤接入网是全程采用的传输媒质为光纤，具有传输速率快，支持带宽大、传输距离远、可靠性高、损耗小等优点，是未来综合布线系统有线网络接入的发展方向。众所周知，目前人们的需求已经从传统的语音通讯向多媒体通讯的迈进，随之业务的逐渐多元化、视频会议的普及，以及家庭中IPTV，HDTV，数字家庭的兴起，六类网线的接入方式已经逐渐无法满足逐渐增加的传输带宽要求。所以，FTTx接入的方式应用越来越广泛，光纤可以支持万兆以太网的传输，最远可满足10KM的有效距离，凭借其无法比拟的优势而成为必然选择。
在所有已知的FTTx技术中，无源光网络（Passive Optical Network，PON）技术以光纤为传输媒质，具备高接入带宽、全程无源分光传输的特点，在管理运维、带宽性能、综合业务提供、带宽分配策略、组网灵活性等方面，相比其他光接入技术具有明显的优势。
FTTx的接入模式有FTTO、FTTC、FTTH、FTTB、 FTTN等。其中最常见的是光纤到户FTTH。本文所论述的是基于运营商的GPON/EPON的FTTx，P2P以太网等其他接入方式不在本文论市范围内。
PON系统由OLT，ONU和ODN组成。其中，OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）是整个PON系统的核心部件，位于局端，向上提供接入网与核心网/城域网的高速接口，向下提供面向无源光纤网络的一点对多点的PON接口，以广播方式向各ONU发送数据。ODN（Optical Distribution Network，光纤分布网）是由POS（Passive Optical Splitter，无源光纤分路器）组成的光纤分配网络，使得一个PON接口的光纤传输带宽可以由多个ONU共享。ONU（Optical Network Unit，光网络单元）位于用户端，实现数据和话音业务的接入。
PON技术的概念从提出到现在经历十来年的变迁，从窄带PON到APON，再到EPON和GPON的发展历程。窄带PON是基于TDM的，性价比不高，已经淘汰。APON是基于ATM的PON技术，有相对比较成熟的标准，但是ATM协议复杂且设备成本较高，所提供的贷款速率较低，现在已经逐步被取代。目前，运营商主要采用两个PON标准， Ethernet PON （EPON）和Gigabit PON（GPON）标准。EPON是在以太网基础上发展起来的，兼具了无源光网络独特的网络结构优势和以太网的低成本优势。GPON是在传统ATM封装基础上进一步采用了GFP封装，以提高效率增加对TDM业务的支持。
业界一直有EPON和GPON技术之争，GPON相比EPON推出标准更晚、更完善，从技术层面而言，GPON在上、下行速率、分路比、网管功能、支持TDM业务更具优势；但EPON的产业链更完整、更成熟、成本更低，同时EPON标准制定得更宽松，厂家在开发产品时有更大的灵活性。有数据表明，对电信运营商来说，最后一公里接入网的投资占到了整个网络的60%~70%。从运营商的角度来看，所采用技术应具有尽可能低的成本、良好的带宽提供能力和多业务提供能力，成熟可靠已有商业化规模应用。因此，近年来国内运营商主要采用EPON技术来实现FTTx，GPON总体处于测试和试验阶段。
FTTX的应用主要基于商业综合体、酒店、小区等领域。对于商业综合体而言，将分光器置于每栋楼的电信间或者每层的弱电竖井内内，光网络单元根据需要安置在不同楼层的中央机房或每个写字楼的中央机房。通过gpon，pop点及多楼宇间形成星形或树形的网络连接，一个pon下面的楼宇之间共享吉比特级的带宽，而用户之间相互隔离，各楼层或楼宇光网络单元设备的故障对其他楼层或楼宇没有影响。该网络的扩容也非常方便，只需要在现有的楼层或楼宇的光网络单元前端增加一个分光器，就能实现以无源的方法对原网络进行无缝扩容。由于gpon设备价位相对较高，在市场定位为高端设备，因此该模式在商业楼宇较为适用。
与商用比较而言，家庭用户的业务就简单的多主要特点是对价格敏感、需求简单，主要业务是宽带上网及语音等增值应用。随着固网语音业务的下降，语音作为网络增值内容已成为共识，各大运营商很早前就对ngn进行了大规模的部署，所以，一些价格低廉的纯ip宽带完全满足家庭用户需求。gepon是在以太网技术的基础上很好的对ip进行了支持，该设备的成本低廉，运营商可以快速的将光线切入到小区，也避免了由于对tdm业务不能直接支持的缺点。可以发现gepon对于住宅的ftth部署是十分适合的，对数据、语音、catv、iptv等家庭常用业务全部进行了解决。
某小区含八栋住宅（共计1094套）、两栋公用建筑、地下停车库，总建筑面积17万平方米。本小区统一规划设计，分Ⅰ、Ⅱ两期实施。Ⅰ期包含1#楼、2#楼、3#楼、9#楼（餐厅）、10#楼（幼儿园）、地下停车库，总建筑面积6.8万平方米，住宅416套；Ⅱ期包含4#楼、5#楼、6#楼、7#楼、8#楼、地下停车库，总建筑面积10.2万平方米，住宅678套。
小区的网络布线系统主要满足住户上网、电话、数字电视等使用功能。本项目网络布线系统划分为两部分：小区住户(共计1094户），基于PON网络的FTTH组网方式；物业管理（包括物业办公、餐厅及幼儿园），采用结构化布线方式，点位预留到桌面。
小区FTTH组网拓扑图
本项目采用集中分光方式接入，在小区每栋楼地下一层弱电间内设置光纤配线架，共计8台光纤配线架（不包含9#楼餐厅与10#楼幼儿园）每台光纤配线架覆盖一栋楼的用户，每个运营商可根据各自覆盖用户需求选择合适分路比的分光器，每个住户可以通过跳线选择各自需求的运营商；在每栋楼的弱电竖井内设置光缆分纤盒，由地下一层至楼层弱电竖井内的光缆分纤盒分别引入一根24芯室内单模光缆，每6层或每8层共用一套24芯光缆分纤盒；通过安装在楼层弱电竖井内的光缆分纤盒分别引出一根2芯皮线光缆（一用一备）至每户的多媒体箱内；由户内多媒体箱至各个房间的信息面板采用六类非屏蔽双绞线（每个卧室、客厅设置一个网络、一个电话信息电位，书房设置一个网络、一个电话信息电位）。
对于采用FTTH的新建小区，无需要在户内安装光纤面板，在户内预留一个多媒体盒，在盒内做好光纤的接续，PON装机时将单口ONU放在暗线箱内，用户通过户内网线与各房间宽带和语音端口相连。系统采用两级分光器，减少信号衰减；统一布线，减少维护成本。
FTTX是在21世纪才开始大力发展的，之前都是处于低速发展阶段。进入21世纪以来，与其他宽带接入方式相比，FTTX取的发展是惊人的。随着全业务竞争时代的来临，以基于PON技术的 FTTx接入网建设，将打破接入点的瓶颈，满足不同业务的接入需求，为全业务运营打下坚实的基础。
参考文献
1.光接入工程.中国通信协会.人民邮电出版社
2. 韦乐平.无源光网络的发展趋势与展望[j].电信科
3. 林刚. fttx无源光网络路在何方[j].通信技术.2011(5).
作者简介
陈佳，女，中级工程师，西安协同数码股份有限公司，710075，029-88386222
现从事于建筑智能化专业工程技术支持工作。