华为FTTH技术白皮书V2

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FTTH技术白皮书

1 FTTH技术简介

1.1 光纤接入网（OAN）的发展

接入网作为连接电信网和用户网络的部分，主要提供将电信网络的多种业务传送到用户的接入手段。接入网是整个电信网的重要组成部分，作为电信网的"最后一公里"，是整个电信网中技术种类最多、最为复杂的部分。电信业务发展的目标是实现各种业务的综合接入能力，接入网也必须向着宽带化、数字化、智能化和综合化的方向发展。

由于传统语音业务逐渐被移动、VOIP蚕食，宽带业务成为给固网运营商带来收入的主攻方向，运营商希望通过提供丰富多彩的业务体验来吸引用户。业务的发展尤其是视频类业务的逐渐推广，使用户对网络带宽和稳定性要求越来越高。随着光纤成本的下降，网络的光纤化成为发展趋势，原来主要用于长途网和城域网的光纤也开始逐步引入到接入网馈线段、配线段和引入线，向最终用户不断推进。

通常的OAN是指采用光纤传输技术的接入网，泛指端局或远端模块与用户之间采用光纤或部分采用光纤做为传输媒体的系统，采用基带数字传输技术传输双向交互式业务。它由一个光线路终端OLT(optical line terminal)、至少一个光配线网ODN(optical distribution network)、至少一个光网络单元ONU(optical network unit)组成。如图1所示。

图1. 光接入网参考配置

OLT的作用是为光接入网提供网络侧接口并经一个或多个ODN与用户侧的ONU通信，OLT 与ONU的关系为主从通信关系。

ODN为OLT与ONU之间提供光传输手段，其主要功能是完成光信号功率的分配任务。ODN 是由无源光元件（诸如光纤光缆、光连接器和光分路器等）组成的纯无源的光配线网。

ONU的作用是为光接入网提供远端的用户侧接口，处于ODN的用户侧。

1.2 光接入网的几种应用类型

光纤接入网（OAN）是采用光纤传输技术的接入网，即本地交换局和用户之间全部或部分采用光纤传输的通信系统。光纤接入网又可划分为无源光网络(PON)和有源光网络(AON)，相比这两种光网络，从成本上看，无源光网络发展将会更快些。按照ONU在光接入网中所处的具体位置不同，可以将OAN划分为几种基本不同的应用类型：FTTCab，FTTCub，FTTB，FTTH和FTTO。

（1）光纤到交接箱（FTTCab）

光纤到交接箱（fiber to the cabinet，FTTCab）是宽带光接入网的典型应用类型之一，其特征是以光纤替换传统馈线电缆，光网络单元（ONU）部署在交接箱（FP）处，ONU下采用其他介质接入到用户。例如采用现有的铜缆或者无线，每个ONU支持数百到1 000左右用户数。

国内外与FTTCab概念相当的其他术语有：光纤到节点或光纤到邻里（fiber to the node 或neighborhood，FTTN），光纤到小区（fiber to the zone，FTTZ）。

（2）光纤到路边（FTTCub）

在FTTC结构中，ONU设置在路边的入孔或电线杆上的分线盒处，有时也可能设置在交换箱处，但FTTC通常指接入到路边的分线盒处。此时从ONU到各个用户之间的部分仍为双绞线铜缆或者同轴电缆。

FTTC结构主要适用于点到点或点到多点的树形分支拓扑，用户为居民住宅用户和小型化的企事业用户。目前还有一种FTTR的结构的说法，可以称为光纤到远端，从其结构形式看，应该是FTTC的一种变型，唯一不同的，只是将ONU的位置移到远离用户的远端处，具备一定的业务处理能力，可以更多的用户一起使用。

对于FTTC结构的主要特点如下：

在FTTC结构中引入线部分是用户专用的，现有铜缆设施仍能利用，因而可以推迟耗资巨大的光纤投资，具有较好的经济性。

（3）光纤到大楼（FTTB）

从结构上来说，FTTB同样也可以看作是FTTC的一种变形，不同点在于将光网络单元直接放到楼内，再经双绞线或者其他媒质，将业务分送给用户。FTTB是一种点到多点结构，通常不用于点到点结构。FTTB的光纤化程度比FTTC更进一步，光纤已敷设到楼，因而更适于中高密度的用户区，也更接近于长远的发展目标。也会获得越来越广泛的应用，特别是各地的高新技术开发区中的那些工业区或者住宅小区和居民楼以及其他对网络需求较多的场合。

（4）光纤到家（FTTH）和光纤到办公室（FTTO）

和上述不同的是，如果将原来的FTTC结构中设置在路边的ONU换成无源光分路器，然后将ONU移到用户家中，将变成FTTH结构。而如果将ONU放在大企事业用户等终端设备处，并能够提供一定的灵活的通信业务，则构成了所谓的光纤到办公室（FTTO）结构。考虑到FTTO也是一种纯光纤连接网络，因而可以归入与FTTH一类的结构。然而，由于两者的应用场合不同，结构特点也不同。FTTO主要用于大企事业用户，业务量需求大，因而在结构上适于点到点或环形结构。而FTTH用于居民住宅用户，业务量需求很小，因而经济的结构必须是点到多点方式。

表1 宽带光接入网典型应用类型的主要特征

从接入网来看，接入网络是全透明的光网络，它对工作带宽、工作波长和传输技术等都没有任何限制，是一种最理想的业务透明网络，是接入网发展的长远目标。同时由于光网络单元采用低成本的光无源器件，从而在一定的程度上减小了网络维护的费用和其他相关的工

作。

1.3 FTTH的优点

相对于传统的铜缆接入等接入方式，FTTH具有如下显著的优点：

●高带宽。单根光纤利用DWDM传送1600G的技术已经商用，10G光纤以太网技术也

已经广泛应用，光纤接入为用户带来了其他技术难以企及的高带宽。

●广覆盖。光纤端到端的传送距离可高达120公里，使用光纤接入技术，一个局点

能够覆盖非常广阔的区域，为大量的用户提供服务。局点覆盖范围的增长，可以

减少基建、人员投入，降低维护成本。

●抗干扰。光纤具有天然的抗电磁干扰性，无论自然界的雷电，还是认为的电磁干

扰，都不会影响光纤承载的信号，从而可以为用户提供质量稳定的服务。

●易维护。光缆相比铜缆更轻便，使用年限更长，光纤的接续也比铜缆的接续更可

靠，铺设以后很少出问题，减少了线路的维护开支。

●业务透明。可适用任何制式的信号，为未来业务的发展提供了技术的保证；

FTTH这些巨大优势，使其成为最佳的建设接入网的模式。目前，光纤的成本已经低于0.1元/米，比铜缆的成本还要低，其他光器件的价格也随着规模的应用得到快速的下降。低弯曲损耗的光纤已经能够做到最小弯曲半径5mm，使室内布放光纤更加方便，光纤的测试和安装技术日渐成熟和方便。器件和技术的不断发展，使过去困扰FTTH的成本和工程的困难一去不返，光纤到户的巨大优势等到了施展的机会。

1.4 FTTH的技术分类

光纤接入采用的技术主要有三种，它们分别是给予SDH的多业务传送技术（MSTP）、有源点到点技术以太网（P2P）和无源光网络技术（PON）。MSTP具有很高的服务质量，但是成本比较高，适合对业务质量和安全性等要求非常高的企业用户，不适合普通家庭用户。P2P 和PON是FTTH建设中主要采用的技术。

早期的点到点以太网技术采用收发双纤接入到用户家中，由于成对布线有一定困难，随着波分复用（WDM）技术的成熟，现在P2P以太网技术都采用一根光纤入户的方式布线，在一根光纤内实现收发的波分复用，一般下行采用1490nm，上行采用1310nm，同样，PON技