FTTH宽带接入网的ODN规划设计及实现

FTTH宽带接入网的ODN规划设计及实现
摘要：目前，FTTH（Fiber To The Home，光纤到户）是各大运营商接入网建设的主要建设模式，ODN网络建设又是FTTH建设中的重点部分。

合理选择ODN建设方案，对网络健康发展具有重要意义。

本文将对FTTH网络建设进行研究，着重分析FTTH网络的ODN结构。

关键词：FTTH网络；ODN规划设计；一级分光结构；二级分光结构
0 引言
随着互联网技术的飞速发展，网络上新业务种类接种不穷，使得人们对网络带宽的需求持续增加。

因此，可提供全业务、高速率的光纤到户（FTTH）光接入网络就成为了宽带接入网的最有效的解决方案。

GPON是目前实现光纤到户的最佳选择。

它是由OLT（光缆线路终端）、ODN（光分配网络）及ONU（光网络单元）或ONT（光网络终端）组成的，其中ODN由光缆、光缆配线设备及分光器组成。

本文就FTTH光缆网络基本结构和现实结构以及对GPON网络的ODN一级分光结构、二级分光结构的进行分析，分别测算了不同场景下采用1：32和1：64的GPON网络的传输距离，对不同结构的应用进行了对比分析，进而指出了不同ODN结构适合的不
同场景，提出了FTTH网络中的光缆线路设计方案。

1 FTTH光网络结构
1.1 FTTH光网络基本结构
如果ODN结构没有分光器时，FTTH网络实际上就是一种有光缆和光缆配线设备组成的光缆网络。

FTTH光缆网络的光缆可分为三段，即馈线光缆段、配线光缆段及入户线光缆段。

馈线光缆是指节点机房到光缆分配点的光缆，配线光缆是指光缆分配点到用户接入点的光缆，入户线光缆是指入户接入点到光缆网络终端的光缆。

光缆分配点的作用是端接馈线光缆和配线光缆，它可以是主干光交接箱或小区光交接箱，也可以是楼栋光分路器。

主干光交接箱或小区光交接箱通常都设置在室外。

楼栋光分路器具有保护光纤接头、安装分光器和光纤适配器作用，通常设置在室内。

用户接入点的作用是终结配线光缆并与用户引入光缆相连，它通常指的是楼层光分纤箱。

楼层光分纤箱具有保护光纤接头和安装光纤适配器功能，通常设置在室内。

当用户端接点和ONT不在同一个箱体内时，用户端接点是具有光纤适配器功能的信息插座；当用户端接点与ONT在同一个箱体内时，用户端接点只表示为活动连接器。

1.2 FTTH光网络现实结构
在城域光缆网络已安装了大量的主干光交接箱后，仍然有些光交接箱的馈线光缆至今还留下很多光纤，因此在建设
FTTH网络时应充分利用。

2 ODN规划设计及实现
在GPON网络结构中，ODN采用一级分光或二级分光结构。

2.1 一级分光结构
2.1.1 结构
如果在FTTH 光缆网络基本结构的基础上构建一级分光结构，那么分光器可分别安装在以下四个地方，但其中的优缺点各有不同。

1）分光器安装在OLT机房内。

优点是环境条件优越、有利于提高PON端口利用率，缺点是不利于降低光缆投资和管控资源占用。

2）分路器安装在主干光交接箱内。

优点是有利于提高PON端口利用率、降低馈线光缆投资和管控资源占用，缺点是降低了光交接箱接入用户能力、增加配线光缆接续点和施工难度，而且室外环境不如室内。

3）分路器安装在小区光交接箱内。

优点是有利于提高PON端口利用率、降低馈线/配线光缆光缆投资和管控资源占用，缺点是降低了光交接箱接入用户能力、增加配线光缆接续点和施工难度，而且室外环境不如室内。

4）分路器安装在楼栋光分路箱内。

优点是有利于降低馈线/配线光缆、配线设备投资、全程管控投资占用，且室内
环境优于室外，缺点是用户密度低、接入用户少时PON端口利用率低。

从实际案例中可以总结出如下结论：FTTH网络的分路器不宜安装在OLT机房内；分光器安装在容量为576芯的主干或小区光交接箱内是每套光交接箱只能接入256个用户（每个分光器配置2芯光纤），接入能力很低。

反过来说，鉴于只在主干光交接箱内安装少量的分光器不仅可直接接入零散分布及宽带需求较高的用户，还可减少适配器端子占用数量及提高主干光交接箱接入用户能力，因此在主干光交接箱内安置昂分光器又是十分适宜的。

虽然扩大小区光交接箱容量或使用免光纤跳线光交接
箱可提高小区光交接箱接入能力、减少小区光交接箱数量但光纤用量不会减少，因此该结构使用于小区用户分布密度较低或接入用户较少的场景。

由于分光器安装在楼栋光分路箱内时光交接箱端子占
用少、光纤用量少、成本低，因此该结构适用于小区用户密度较高或接入用户较多的场景。

2.1.2 传输
在一级分光结构的传输中，其距离远近受光缆网络结构、分光比、光纤活动连接器及光纤接头等因素的影响。

1：32
和1：64分光器的插入损耗分别为17.5dB和21dB。

下面计算该结构的传输距离。

以GPON系统B+类ODN为例，通常情况下：Ps-Pr取28dB，Pp取1dB，Mc取2dB，单个尾纤型活动连接器损耗取0.5dB，单个快速连接性活动连接器损耗0.6dB，G.652光纤熔接接头平均损耗取0.08dB，G.652光纤与冷接接头损耗取0.2dB，光纤衰减常数取0.4dB。

由公式1算得的在不同分光比下图4所示的一级分光基本结构中，1：64分光的GPON系统的传输距离仅为1.20km，现有技术条件下，在FTTH网络中的应用空间很小；而1：32分光的GPON系统的传输距离可达9.95km，在FTTH网络无疑会有广阔的应用空间。

2.1.3 应用
综合上述可知，在FTTH网络中，分光器不适宜安装在OLT机房内，在主干光交接箱也只适宜安装少量的分路器，分光器应主要安装在小区光交接箱和楼栋光分路箱内。

以图3所示的FTTH光缆网络现实结构为基础构建的典型一级分光结构见图1和图2，图1为分光器安装在小区光交接箱内，图2为分路器安装在楼栋光分路箱内。

由公式1算得的不同分光比下图1、图2所示一级分光结构中，1：64
分光的GPON系统在FTTH光缆网络现实结构中的传输距离仅为0.8km，在现有技术条件下的应用空间极其有限；而1：32分光的GPON系统在FTTH光缆网络现实结构中的传输距离可达7.05km，仍会有广阔的应用空间。

2.2 二级分光结构
在一级分光网络结构中即使每个分光器只承载一个用户，都需要一个PON端口。

所以为了提高PON端口的利用率，二级分管结构应运而生。

尽管分光器安装在楼栋分路箱内具有光交接箱端子专用少、光纤用量少、管孔资源占用少及配线光缆施工难度低等优点，但该方案也并非完美无缺，通常PON端口利用率极低。

而分光器安装在小区光交接箱内时，PON端口利用率会提高很多。

不过，光分路器安装在楼栋光分路箱内的PON端口利用率低的问题也有解决的办法。

例如，根据用户需求楼栋光分路箱内配置1：4、1：8、1：16分光器、主干光交接箱内配置1：8、1：4、1：8分光器，就可有效解决问题。

假设：每个楼栋光分路箱内配置1个1：4分光器，共配置32个1：4分光器；每8个1：4分光器与主干内的1个1：8分路器连接，主干光交接箱需配置4个1：8分光器；主干光交接箱内每个1：8分光器配置1个PON端口，共需配置4个PON端口。

同理，每个楼栋分路箱内配置1个光分路器时共需配置8个PON端口，每个楼栋光分路箱内配置1个1：16分光器时共需16个PON端口。

此外，当每楼栋分路器接入用户为17户时有2种解决方案：第一种是将1：16分光器更换为1：32分光器，第二
种是增加1个1：2、1：4或1：8分光器（利用备用纤芯）显然第二种方案优于第一种方案。

在主干光交接箱内和楼栋光分路箱内分别安装分光器
的二级分光结构。

在二级分光结构中1：64分光GPON的系统的传输距离仅为0.8km；而1：32分光的GPON系统的传输距离可达7.05km。

在主干管交接箱和楼栋光分路箱内分别安装分光器的
二级分光结构的传输距离与典型的一级分光结构的传输距
离是完全一样的。

3 相关建议
由上述我们可以得出关于FTTH网络建设的如下建议：
1）在现有技术条件下，1：64分光的GPON系统应用空间有限，1：32分光的GPON系统应用空间广阔。

2）分管器靠近用户安装时可节约管线投资。

3）FTTH光缆网络应优先选择由OLT机房、楼栋光分路箱、楼层光分纤箱、用户端接点及光缆组成的结构，其次选择由OLT机房、主干光交接箱、楼栋光分路箱、楼层光分纤箱、用户端接点及光缆组成的结构。

4）无条件安装楼栋光分路箱时可考虑设置小区光交接箱，在箱内安装分光器；用户分布密度高时因选用大容量光交接箱或免光纤跳线光交接箱。

5）主干光交接箱内只宜安装少量分光器，以便为零散分布用户或有搞快带需求的用户提供接入服务。

6）二级分光结构提升了分光期安装在楼栋光分路箱内的ODN结构应用空间。

4 结语
综合上述，本文讨论了FTTH网络的ODN网络结构、分光器的安装位置，并提供解决方案；分析影响GPON系统传输距离的因素，提出了工程设计中可采取的措施；以及提出了FTTH网络建设的建议，以确保FTTH网络更好地建设。

参考文献
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