寬帶光纖接入網(wǎng)

1、寬帶光纖接入網(wǎng)及其應(yīng)用,寬帶改變生活,未來(lái)將是一個(gè)寬帶無(wú)處不在的世界，用戶需要隨時(shí)隨地享受到各種融合的寬帶多媒體服務(wù)，這些業(yè)務(wù)是未來(lái)寬帶網(wǎng)絡(luò)的重要發(fā)展方向，將成為運(yùn)營(yíng)商收入的重要來(lái)源，必將對(duì)構(gòu)建寬帶接入網(wǎng)絡(luò)提出新的要求。,無(wú)源光網(wǎng)絡(luò),無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（ PON ）由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）和光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）組成。一般其下行采用TDM廣播方式、上行采用TDMA(時(shí)分多址接入)方式，而且可以靈活地組成樹(shù)型、星型、總線型等拓?fù)?/p>

2、結(jié)構(gòu)(典型結(jié)構(gòu)為樹(shù)形結(jié)構(gòu))，PON的本質(zhì)特征就是ODN全部由無(wú)源光器件組成，不包含任何有源電子器件。這樣避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，簡(jiǎn)化了供電配置和網(wǎng)管復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)可靠性，同時(shí)節(jié)省了維護(hù)成本，是電信維護(hù)部門(mén)長(zhǎng)期期待的技術(shù),越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注和重視,發(fā)展非常迅猛。與點(diǎn)到點(diǎn)的有源光網(wǎng)絡(luò)相比，PON技術(shù)的主要特點(diǎn)在于維護(hù)簡(jiǎn)單，成本較低（節(jié)省光纖和光接口）和較高的傳輸帶寬，其高性能價(jià)格比的特點(diǎn)會(huì)使其

3、在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，PON一直視被為接入網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展方向。,PON網(wǎng)絡(luò)由于其簡(jiǎn)潔、廉價(jià)、可靠的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被普遍認(rèn)為是寬帶接入網(wǎng)的最終解決方案，支持光纖到大樓(FTTB)、光纖到辦公室(FTTO)、光纖到戶（FTTH）的接入。與核心網(wǎng)不同的是FTTX對(duì)成本更加敏感，F(xiàn)TTX成本主要有兩個(gè)方面，一是設(shè)備的采購(gòu)價(jià)格，二是運(yùn)營(yíng)成本。目前ADSL設(shè)備的價(jià)格下降潛力已經(jīng)不大，但是FTTX的成本隨著規(guī)模增長(zhǎng)有望繼續(xù)下降。從整體上看，在接入網(wǎng)領(lǐng)

4、域光通信醞釀著新一輪的發(fā)展。所以FTTX技術(shù)目前已被證實(shí)不僅技術(shù)上是成熟的，而且經(jīng)濟(jì)上是可行的。 PON從傳輸標(biāo)準(zhǔn)上分，可以分為APON、EPON和GPON三種。,APON技術(shù)特點(diǎn)：,APON以ATM作為承載協(xié)議, 由于業(yè)務(wù)提供能力有限，數(shù)據(jù)傳送速率和效率低，成本較高，其市場(chǎng)前景隨著ATM的衰落而淡出人們的視線。以FTTB為例， APON的典型主干下行速率可達(dá)622Mbit/s，但分路后實(shí)際可分到每個(gè)用戶的帶寬不能滿足用戶對(duì)帶寬

5、的需求。按32路計(jì)算，每一個(gè)分支的可用帶寬僅剩19.5Mbit/s，再按10個(gè)用戶共享計(jì)算，則每個(gè)用戶僅能分到約2Mbit/s的帶寬。,EPON和GPON的技術(shù)比較：,Ethernet PON（EPON） EPON是將Ethernet技術(shù)與PON技術(shù)結(jié)合起來(lái)的產(chǎn)物，其目標(biāo)是用最簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)光纖接入系統(tǒng)。EPON屬于以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的范圍，對(duì)于向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡是一個(gè)很好的選擇。 EPON特點(diǎn)是：消除了ATM

6、和SDH層，降低了初始成本和運(yùn)行成本；可以大量采用以太網(wǎng)技術(shù)成熟的芯片，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，相對(duì)成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單，容易擴(kuò)展，易于升級(jí)。EPON的主要缺點(diǎn)是總體效率較低，難以支持以太網(wǎng)之外的業(yè)務(wù)。,GPON(Gigabit PON) 具有更高比特速率（最高2.4Gb/s）、能以原有格式（可以說(shuō)是透?jìng)鳎┖蜆O高的效率（帶寬利用率可以達(dá)到90%以上）傳送多種業(yè)務(wù)（包括TDM和數(shù)據(jù)）的光接入網(wǎng),注意：,EPON與GPON最大的區(qū)別是標(biāo)準(zhǔn)的不同：

7、 EPON的依據(jù)是 IEEE 802.3ah工作組制定的Ethernet PON（EPON）標(biāo)準(zhǔn)。 GPON的依據(jù)是 ITU/FSAN制定的Gigabit PON（GPON）標(biāo)準(zhǔn)，G.984.1、G.984.2,EPON工作原理－下行,,EPON工作原理－上行,,xPON組網(wǎng)的特點(diǎn),,采用WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸EPON速率上行、下行對(duì)稱1.25GbpsGPON速率上行、下行對(duì)稱和非對(duì)稱兩種方式，上下行最大2.5Gb

8、ps采用以下兩種復(fù)用技術(shù)下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)，SCB實(shí)現(xiàn)天然組播上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)，靈活區(qū)分SLA用戶,接入網(wǎng)轉(zhuǎn)型的必要性和重要性,業(yè)務(wù)發(fā)展的需要網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的需要技術(shù)發(fā)展的契機(jī)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的契機(jī),業(yè)務(wù)發(fā)展的需要,1.IP流量占全網(wǎng)流量95％以上。2.未來(lái)視頻業(yè)務(wù)（尤其是高清)的普及需要極大提升接入帶寬。3.業(yè)務(wù)發(fā)展與帶寬增長(zhǎng)相互促進(jìn)，帶寬需求的增長(zhǎng)永無(wú)止境。,,CHINANET省際骨干網(wǎng)帶寬需求(Gbps),接入網(wǎng)轉(zhuǎn)

9、型的必要性和重要性,業(yè)務(wù)發(fā)展的需要網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的需要技術(shù)發(fā)展的契機(jī)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的契機(jī),網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的需要,接入網(wǎng)的轉(zhuǎn)型及融合是業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)融合的重要基礎(chǔ)之一,終端,接入,核心網(wǎng),業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò),運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng),業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的整合,運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)的改造,CN2、IP城域網(wǎng)改造、軟交換,家庭網(wǎng)關(guān),業(yè)務(wù)的統(tǒng)一承載和控制,,業(yè)務(wù)的統(tǒng)一受理和運(yùn)營(yíng),,怎么辦？,需求,寬帶及IP化統(tǒng)一接入,,,,光纖向用戶延伸，已成為全球主流運(yùn)營(yíng)商共同的戰(zhàn)略，并已開(kāi)始快速推進(jìn)。,,,日

10、本,,2007年6月底，F(xiàn)TTH用戶達(dá)966萬(wàn)戶2006年6月起，DSL用戶呈負(fù)增長(zhǎng),,美國(guó),,2007年9月底，F(xiàn)TTH/FTTP覆蓋955萬(wàn)家庭/企業(yè)，連通214萬(wàn)家庭/企業(yè),,歐洲,,2006年底，F(xiàn)TTH覆蓋300萬(wàn)家庭，有80萬(wàn)家庭開(kāi)展FTTH業(yè)務(wù),接入網(wǎng)轉(zhuǎn)型的必要性和重要性,業(yè)務(wù)發(fā)展的需要網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的需要技術(shù)發(fā)展的契機(jī)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的契機(jī),技術(shù)發(fā)展的契機(jī),1:軟交換及IMS: 話音的VoIP2:PON技術(shù)的發(fā)展，價(jià)格的下降

11、3:技術(shù)及設(shè)備的融合（話音、數(shù)據(jù)和傳輸）4:光纖價(jià)格很低,接入網(wǎng)轉(zhuǎn)型的必要性和重要性,業(yè)務(wù)發(fā)展的需要網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的需要技術(shù)發(fā)展的契機(jī)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的契機(jī),經(jīng)濟(jì)建設(shè)的契機(jī),城市改造新農(nóng)村建設(shè)、農(nóng)村電網(wǎng)改造西部大開(kāi)發(fā),城市地區(qū)大量的新建小區(qū)農(nóng)村寬帶市場(chǎng)進(jìn)入發(fā)育期,,光進(jìn)銅退,中國(guó)電信接入網(wǎng)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的核心是光纖化戰(zhàn)略，具體指導(dǎo)思想是改變?cè)械囊糟~纜接入為主的建設(shè)模式，將光纖盡可能向用戶端延伸，城市地區(qū)新建小區(qū)光纖到樓，農(nóng)村宜采用有線方

12、式建設(shè)的地區(qū)光纖到行政村，進(jìn)一步推進(jìn)光纖到戶產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，在合適的時(shí)機(jī)推廣光纖到戶的建設(shè)。,城市新建區(qū)域:,停止主干和配線銅纜的建設(shè)，將光纖推進(jìn)到樓宇，主要采用FTTB的模式，高檔商務(wù)區(qū)和住宅區(qū)在投資效益合理的前提下也可直接建設(shè)FTTH。考慮FTTB向FTTH演進(jìn)需要，進(jìn)樓光纜應(yīng)采用6芯以上，對(duì)于高密度高層樓宇可采用12芯光纜。FTTB模式下可采用PON或者P2P（光纖直驅(qū)）的接入方式，樓內(nèi)用戶采用LAN或DSL接入。采用PON接

13、入時(shí)，樓內(nèi)設(shè)備可采用ONU內(nèi)置LAN(DSL)和IAD的方式，也可采用分別外置的方式，向用戶提供寬帶和話音業(yè)務(wù)。為便于設(shè)備的維護(hù)管理，樓內(nèi)設(shè)備宜集中放置。,城市改造區(qū)域:,停止主干銅纜的建設(shè)。因新增大量用戶、原有主干銅纜老化或遷改等原因需要新建主干銅纜，或因窄帶交換機(jī)退網(wǎng)用軟交換替代時(shí)，可以考慮新建寬窄帶綜合接入節(jié)點(diǎn)，并盡量利用原有窄帶設(shè)備資源。結(jié)合業(yè)務(wù)需求有計(jì)劃、分區(qū)域、分步驟實(shí)施光進(jìn)和銅退工作，優(yōu)先改造需提速但銅纜超長(zhǎng)的用戶線

14、路。因地制宜地選擇現(xiàn)有銅纜的改造方式，所改造的銅纜應(yīng)一步到位，主要采用FTTN的建設(shè)方式，有條件的區(qū)域可以直接改造為FTTB。,農(nóng)村、鄉(xiāng)村：,原則上停止主干銅纜的建設(shè)，將光纜延伸到行政村和大的自然村。對(duì)于銅纜被盜嚴(yán)重、線路老化和自然災(zāi)害等因素導(dǎo)致銅纜維護(hù)成本較高的地區(qū)，可考慮實(shí)施銅纜置換退出銅纜。農(nóng)村主干光纜的芯數(shù)選擇按照途經(jīng)行政村的數(shù)量考慮，至少保證每個(gè)行政村2芯。,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：,,,,,局端,分配點(diǎn),樓層,用戶,,,新建組網(wǎng)模式

15、,,SS,BAC,,,新建城區(qū)住宅用戶接入模型一（低端用戶）,,OLT,匯聚交換機(jī),SR,BRAS,GE光口上聯(lián),XX局,,,,,,,,,,,,,,,,,IP Network,,,,,,,,,,,,,,SS/PSTN,SR,SR,BR,CR,BR,BR,雙絞線,,西安,SBC,用戶,可內(nèi)置IAD的B類(lèi)ONU,光纖,,分光器1:X,在多媒體箱或弱電井配置內(nèi)置IAD的B類(lèi)ONU接入用戶，并配置配線架，在配線架上跳線，采用五類(lèi)線入戶，將五類(lèi)線

16、中的一對(duì)線用于接入語(yǔ)音業(yè)務(wù)，兩對(duì)用于接入寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在用戶側(cè)配置雙口面板。用戶根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求選擇業(yè)務(wù)接口接入。,新建城區(qū)住宅用戶接入模型二（中高端用戶）,,超五類(lèi)線,用戶,,OLT,匯聚交換機(jī),SR,BRAS,GE光口上聯(lián),XX局,,,,,,,,,,,,,,,,IP Network,,,,,,,,,,,,,,SS/PSTN,SR,SR,BR,CR,BR,BR,,西安,SBC,只提供FE接口的B類(lèi)ONU,光纖,,分光器1:X,B類(lèi)O

17、NU,,,B類(lèi)ONU,,在多媒體箱或弱電井配置B類(lèi)ONU接入用戶，由于B類(lèi)ONU直接出RJ45接口，可以不配置配線架，采用超五類(lèi)線入戶，用戶側(cè)配置家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備，用戶可以根據(jù)需求自由選擇使用何種業(yè)務(wù)（接口）。,新建城區(qū)住宅用戶接入模型三（FTTH）,,OLT,匯聚交換機(jī),SR,BRAS,GE光口上聯(lián),XX局,,,,,,,,,,,,,,,,,IP Network,,,,,,,,,,,,,,SS/PSTN,SR,SR,BR,CR,BR,BR,

18、西安,SBC,光線到戶，在用戶側(cè)放置A類(lèi)ONU,,分光器1:X,皮線光纜直接入戶（FTTH）方式接入用戶，在用戶側(cè)配置A類(lèi)ONU，用戶可以根據(jù)需求自由選擇使用何種業(yè)務(wù)（接口）。,新建城區(qū)住宅用戶接入模型四（商業(yè)樓宇用戶）,,OLT,匯聚交換機(jī),SR,BRAS,GE光口上聯(lián),XX局,,,,,,,,,,,,,,,,,IP Network,,,,,,,,,,,,,,SS/PSTN,SR,SR,BR,CR,BR,BR,雙絞線和超五類(lèi)線,,西安,

19、SBC,用戶,可內(nèi)置IAD的B類(lèi)ONU,光纖,,分光器1:X,在多媒體箱或弱電井配置內(nèi)置IAD的B類(lèi)ONU接入用戶，并配置配線架，在配線架上跳線，通過(guò)雙絞線和超五類(lèi)線接入用戶。用戶根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求選擇接入。,,OLT,匯聚交換機(jī),SR,BRAS,GE光口上聯(lián),XX局,,,,,,,,,,,,,,,,,IP Network,,,,,,,,,,,,,,SS/PSTN,SR,SR,BR,CR,BR,BR,五類(lèi)線,,西安,SBC,用戶,B類(lèi)ON

20、U,,,內(nèi)置IAD的B類(lèi)ONU,光纖,,分光器1:X,舊網(wǎng)改造用戶接入模型五（五類(lèi)線住宅用戶）,B類(lèi)ONU,,,在多媒體箱或弱電井配置內(nèi)置IAD的B類(lèi)ONU接入用戶，并配置配線架，在配線架上跳線，采用五類(lèi)線入戶，將五類(lèi)線中的一對(duì)線用于接入語(yǔ)音業(yè)務(wù)，兩對(duì)用于接入寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在用戶側(cè)配置雙口面板。用戶根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求選擇業(yè)務(wù)接口接入。,,光纖,OLT,匯聚交換機(jī),SR,BRAS,GE光口上聯(lián),XX局,,,,,,,,,,,,,,,,,IP

21、 Network,,,,,,,,,,,,,,SS/PSTN,SR,SR,BR,CR,BR,BR,雙絞線,C類(lèi)ONU,,,,西安,SBC,用戶側(cè)配置DSL上行的家庭網(wǎng)關(guān),C類(lèi)ONU,,,C類(lèi)ONU,,分光器1:X,舊網(wǎng)改造用戶接入模型六（雙絞線住宅用戶）,對(duì)于要改造的住宅小區(qū)只有雙絞線入戶的情況下，采用FTTB方式接入用戶，采用C類(lèi)ONU設(shè)備，并在設(shè)備側(cè)配置配線架。對(duì)于用戶的語(yǔ)音業(yè)務(wù)需求可以配置上行是DSL的家庭網(wǎng)關(guān)解決。,光纖,,光纖,

22、OLT,匯聚交換機(jī),SR,BRAS,GE光口上聯(lián),XX局,,,,,,,,,,,,,,,,,IP Network,,,,,,,,,,,,,,SS/PSTN,SR,SR,BR,CR,BR,BR,雙絞線,,,,西安,SBC,用戶,C類(lèi)ONU,,,ONU或AG,,分光器1:X,A類(lèi)ONU,綜合接入設(shè)備AG,話機(jī),話機(jī),話機(jī),PC,PC,MODEM,B類(lèi)ONU,雙絞線,話機(jī),話機(jī),話機(jī),PC,PC,MODEM,舊網(wǎng)改造用戶接入模型七（零散住宅用戶

23、）,對(duì)于要改造的住宅用戶比較零散的情況下，采用FTTN方式接入用戶，采用A類(lèi)ONU＋AG的方式或B類(lèi)ONU＋C類(lèi)ONU的方式，通過(guò)雙絞線接入用戶。,設(shè)備配置：,,新建農(nóng)村區(qū)域用戶接入模型八,,光纖,OLT,匯聚交換機(jī),SR,BRAS,GE光口上聯(lián),XX局,,,,,,,,,,,,,,,,,IP Network,,,,,,,,,,,,,,SS/PSTN,SR,SR,BR,CR,BR,BR,雙絞線,,,,西安,SBC,用戶,C類(lèi)ONU,,,O

24、NU或AG,,分光器1:X,A類(lèi)ONU,綜合接入設(shè)備AG,話機(jī),話機(jī),話機(jī),PC,PC,MODEM,B類(lèi)ONU,雙絞線,話機(jī),話機(jī),話機(jī),PC,PC,MODEM,采用A類(lèi)ONU＋綜合接入設(shè)備的方式或B類(lèi)ONU＋C類(lèi)ONU的方式，通過(guò)雙絞線接入用戶，在設(shè)備側(cè)配置配線架。對(duì)于第一種方式，綜合接入設(shè)備同時(shí)提供語(yǔ)音和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，第二種方式中，B類(lèi)ONU提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，C類(lèi)ONU提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。用戶根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求選擇接入。,方案一: 光

25、纖進(jìn)戶(FTTH),,設(shè)備配置：,,方案二:模擬電話＋LAN,,設(shè)備配置：,,方案三:模擬電話＋DSL,,,,設(shè)備配置：,,方案四:FE上行家庭網(wǎng)關(guān),,設(shè)備配置：,方案五:ADSL上行家庭網(wǎng)關(guān),,設(shè)備配置：,,方案六:SIP電話＋LAN,,設(shè)備配置：,,方案七:小型綜合接入,,設(shè)備配置：,,方案八:室外型綜合接入和一體化綜合接入,,設(shè)備配置：,,接入網(wǎng)最優(yōu)覆蓋半徑,新建場(chǎng)景下，接入網(wǎng)建設(shè)總投資的最小值對(duì)應(yīng)的最優(yōu)覆蓋半徑(d)：式中

26、 ρ：用戶密度 K0: 覆蓋系數(shù) K1：線路造價(jià) K2：局房投資 K4: 平均距離系數(shù) W： 收斂比,,光纖接入的最優(yōu)覆蓋半徑2到3倍于銅纜接入，接入局點(diǎn)的數(shù)量也小于銅纜接入。,業(yè)務(wù)、帶寬與用戶：,,典型業(yè)務(wù)需求與并發(fā)比,采用EPON方式接入用戶時(shí)， PON口覆蓋用戶測(cè)算： 在PON線路上，假設(shè)一個(gè)PON線路覆蓋寬帶用戶數(shù)為n：

27、n×(8×0.5+2.5×0.5)×50%）+上網(wǎng)（n×4×50%）≤1.25G計(jì)算可得n≤260根據(jù)測(cè)算，按典型業(yè)務(wù)需求，一個(gè)PON口可覆蓋250左右的寬帶用戶。,城市地區(qū)如按50%的寬帶滲透率計(jì)算,一個(gè)PON端口可覆蓋約500用戶。農(nóng)村地區(qū)寬帶滲透率相對(duì)較低，如按20%計(jì)算，一個(gè)PON端口可覆蓋約1250用戶。如寬帶用戶的帶寬需求較低，則一個(gè)PON口可覆蓋更多的用戶

28、數(shù)。,光鏈路設(shè)計(jì),EPON采用1000BASE-PX20時(shí)，上、下行R-S點(diǎn)允許的最大衰耗均為25dB。光鏈路 光纖衰耗系數(shù)×傳輸距離 + 光分路器插損 + 活動(dòng)連接頭損耗 + 光纜線路富余度 < EPON R-S點(diǎn)允許的最大衰耗計(jì)算條件： 光纖衰耗系數(shù)(含熔接損耗)：0.4dB/km(上行)，0.3dB/km(下行) 光纜線路富余度 傳輸距離≤5km，取2dB 傳輸距離≤ 10km，取2～3