什么是光纖到戶(hù)FTTH? 光纖到戶(hù)英文是FTTH(Fiber to the home),是光纖通信的一種傳輸方式。顧名思義是直接把光纖直接連接到用戶(hù)終端。FTTH是FTTx中的一種接入方式,那什么是FTTx? FTTX是寬帶光接入網(wǎng)的各種應用類(lèi)型的統稱(chēng),“X”有多種變體,可以是光纖到大樓(FTTB)、光纖到交接箱(FTTCab)、光纖到路邊(FTTC)、光纖到桌面(FTTD)、光纖到戶(hù)(FTTH)、光纖到駐地(FTTP)、光纖到辦公室(FTTO)、光纖到用戶(hù)(FTTu)等。 FTTx技術(shù)范圍從區域電信機房的局端設備到用戶(hù)終端設備,包括光線(xiàn)路終端OLT(Optical Line Terminal),光網(wǎng)絡(luò )單元ONU(Optical Network Unit),光網(wǎng)絡(luò )終端ONT(Optical Network Terminal)。 ![]() ![]() 從圖中可以看出,FTTH全部由光纖網(wǎng)絡(luò )連接至終端,與此相連的終端稱(chēng)為光網(wǎng)絡(luò )終端(ONT)。FTTB或FTTC通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò )連接至大樓(Building)或路邊(Curb),再通過(guò)銅雙絞線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )或無(wú)線(xiàn)連接至終端,光纖網(wǎng)絡(luò )的末端設備稱(chēng)為光網(wǎng)絡(luò )單元(ONU),由ONU通過(guò)銅雙絞線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )或無(wú)線(xiàn)連接至網(wǎng)絡(luò )終端(NT)。FTTCab與FTTC相似,只是其ONU是位于電信交接箱(Cabinet)中。圖中的FTTB、FTTC、FTTCab都屬于“部分”光纖到戶(hù),也就是說(shuō)不是光纖直接連接到終端用戶(hù),而是到達終端用戶(hù)附近,然后再通過(guò)雙絞線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接至終端用戶(hù)。在FTTCab中,電信交接箱中的ONU通常距離終端用戶(hù)1000~2000m,在此情況下一個(gè)ONU單元可以支持約500個(gè)終端用戶(hù)。在FTTC中,ONU距離終端用戶(hù)更近,為200—1000m,可以支持8~32個(gè)終端用戶(hù)。OLT和ONT/ONU之間的網(wǎng)絡(luò )稱(chēng)為光分配網(wǎng)絡(luò )ODN,其距離可達到20km,如圖所示。 FTTH相關(guān)術(shù)語(yǔ) FTTH(Fiber to the Home)光纖到戶(hù) FTTB(Fiber to the Building)光纖到樓 FTTO(Fiber to the Office)光纖到辦公室 FTTC(Fiber to the Curb)光纖到路邊 ODN(Optical Distribution Network)光配線(xiàn)網(wǎng) OLT(Optical Line Terminal)光線(xiàn)路終端 ONU(Optical Network Unit)光網(wǎng)絡(luò )單元 PON(Passive Optical Network)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò ) EPON(Ethernet Passive Optical Network)基于以太網(wǎng)方式的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò ) GPON(Gigabit-capable Passive Optical Network千兆能力的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò ) NT(Network Terminator)網(wǎng)絡(luò )終端 ONT(Optical Network Terminator) 光網(wǎng)絡(luò )終端,位于用戶(hù)房屋內的電子設備 P2MP(Point to Multipoint)點(diǎn)到多點(diǎn) CO(Center Office)中央辦公室,提供服務(wù)的中央位置 FTTH市場(chǎng)情況 在12月3日的2020 FTTH 虛擬會(huì )議上,IDATE與FTTH Council Europe編制的2020~2026 FTTH市場(chǎng)預測數據表示,到2026年, 27+ 歐盟和英國國家的訂戶(hù)數量將進(jìn)一步增加到約1.48億,而38+ 歐盟和英國國家的訂戶(hù)數量將達到約2.08億,FTTH/B的覆蓋率將在2026年達到73.3%,與2012年的23.4%相比明顯上升。 據預測一些國家的用戶(hù)數與2019年對比將呈激增狀態(tài),比如德國將增長(cháng)+730%,英國增長(cháng)+548%,意大利增長(cháng)+218%。從國家排名來(lái)看,俄羅斯可能會(huì )繼續保持領(lǐng)先,但預計德國排名將會(huì )在2026年上升至第二,在2020年的排名中,德國排名是第八。 ![]() ![]() FTTH的技術(shù)發(fā)展 FTTH作為一種接入技術(shù),目前已經(jīng)被認可,技術(shù)也已經(jīng)成熟。FTTH常用光纖接入技術(shù)有兩種,P2P(點(diǎn)對點(diǎn)技術(shù))以及P2MP(點(diǎn)對多點(diǎn)PON)。 P2P(Peer-to-peer)是點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù),可以讓沒(méi)有公網(wǎng)IP的兩個(gè)用戶(hù)進(jìn)行直接的通信。 PON(Passive Optical Network)是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò ), 指在OLT(光線(xiàn)路終端)和ONU(光網(wǎng)絡(luò )單元)之間的ODN(光分配網(wǎng)絡(luò ))沒(méi)有任何有源設備,僅使用光纖和無(wú)源組件。PON主要采用點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )結構,是實(shí)現FTTB/FTTH的主要技術(shù)。 PON技術(shù)可分為用于窄帶TDM業(yè)務(wù)接入的窄帶PON技術(shù)和用于寬帶接入的基于A(yíng)TM傳送的BPON(APON)、基于Ethernet分組傳送的EPON技術(shù)以及兼顧ATM/Ethernet/TDM綜合化的GPON技術(shù)。這三種都是目前已經(jīng)商用化地實(shí)現FTTX的PON技術(shù)。 ![]() 光接入網(wǎng)ODN簡(jiǎn)介 什么是ODN?ODN是光配線(xiàn)網(wǎng),是OLT和ONU之間的光傳輸物理通道,主要功能是完成光信號的雙向傳輸,通常由光纖光纜、光連接器、光分路器以及安裝連接這些器件的配套設備組成,其中最重要的部件是分光器。光分配網(wǎng)(ODN)的分光方式主要有兩種:一級分光和二級分光。 一級分光和二級分光 一級分光的結構是OLT-分光器-ONU,從OLT到ONU之間的分光器都是并行的。采用一級分光時(shí),分路器一般設置在配線(xiàn)光交處。二級分光的結構是OLT-分光器1-分光器2-ONU,從OLT到ONU之間的分光器是有級聯(lián)的情況。采用二級分光時(shí),第一級分路器一般設置在配線(xiàn)光交處,第二級分路器一般設置在分纖箱處。 一級分光只能接一個(gè)分光器,一般選用分光數量比較多的分路器,如1:32或1:64。二級分光一般在一級分光處選用1:8或1:16分路器,二級分光點(diǎn)采用1:4或1:8分路器。通常,一級分光解決方案用于擁擠的市中心或城鎮區域,以降低成本并易于維護光纖分布式網(wǎng)絡(luò )(ODN)節點(diǎn)。另一方面,二級分光解決方案用于路邊或鄉村場(chǎng)所,以覆蓋廣泛的ODN節點(diǎn),節省資源并節省資金。 ![]() 光分路器工作原理 光分路器是FTTH系統中的一個(gè)核心無(wú)源器件。光分路器也叫光分束器,是一種集成波導光功率分配裝置,可以將一個(gè)輸入光信號分路成二個(gè)或多個(gè)輸出光信號,光輸入功率均勻分布在所有輸出端口上。例如,一個(gè)分光比為1:4的光分路器可以將一個(gè)光信號平均分成四份,然后在四個(gè)不同的通道內傳輸。目前,光分路器的分光比一般為1:N或2:N ,如1:4、1:8、1:16、1:32、2:16、2:32。 光分路器的工作原理是:在單模光纖傳導光信號的時(shí)候,光的能量并不完全是集中在纖芯中傳播,有少量是通過(guò)靠近纖芯的包層中傳播的,也就是說(shuō),在兩根光纖的纖芯足夠靠近的話(huà),在一根光纖中傳輸的光的模場(chǎng)就可以進(jìn)入另外一根光纖,光信號在兩根光纖中得到重新的分配。 ![]() 光分路器 VS WDM波分復用器 簡(jiǎn)單的說(shuō),WDM波分復用器是將一系列載有信息、但波長(cháng)不同的光信號合成一束,沿著(zhù)單根光纖傳輸;在接收端再用某種方法,將各個(gè)不同波長(cháng)的光信號分開(kāi)的通信技術(shù)。這種技術(shù)可以同時(shí)在一根光纖上傳輸多路信號,每一路信號都由某種特定波長(cháng)的光來(lái)傳送,這就是一個(gè)波長(cháng)信道。 在同一根光纖中同時(shí)讓兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波長(cháng)信號通過(guò)不同光信道各自傳輸信息,稱(chēng)為光波分復用技術(shù)是WDM。 而分路器是將一個(gè)波長(cháng)的光按照使用的分成多束傳播。 光分路器的分類(lèi) 根據分光原理和制作工藝的不同,光分路器可分為熔融拉錐型(FBT)和平面波導型(PLC)兩種。 PLC光分路器 平面波導型光分路器(PLC Splitter)是一種基于石英基板的集成波導光功率分配器件,其主要作用是將光信號從一根光纖中分至多條光纖中。 器件由一個(gè)光分路器芯片和兩端的光纖陣列耦合而成,芯片是核心組件,芯片的好壞與分路通道直接影響到整個(gè)分路器的價(jià)格,芯片有一個(gè)輸入端和N個(gè)輸出端波導。光纖陣列位于芯片的上表面,封上外殼,組成一個(gè)有一個(gè)輸入和N個(gè)輸出光纖的光分路器。 ![]() 熔融拉錐型(FBT)光分路器 熔融拉錐技術(shù)是將兩根或多根除去涂覆層的光纖捆在一起,然后在拉錐機上熔融拉伸,并實(shí)時(shí)監控分光比的變化,分光比達到要求后結束熔融拉伸,其中一端保留一根光纖(其余剪掉)作為輸入端,另一端則作多路輸出端。 ![]() FBT VS PLC 分光比的分配方式不同也是兩者主要的區別之一。 拉錐型分路器的分光可變性是此器件的最大優(yōu)勢。PLC分路器的分光是均等分的,可以將信號均勻分配給用戶(hù)。例如,1×32的PLC分路器可以將光信號平均分成32份,然后在32個(gè)不同的通道內傳輸。有時(shí),由于用戶(hù)數量和距離的不一致性,需要對不同線(xiàn)路的光功率進(jìn)行分配,此時(shí)就需要用到不同分光比的器件,則會(huì )使用FBT分路器。 ![]() PLC光分路器的分類(lèi) 此外,光分路器還可以端接不同種類(lèi)的連接器,其封裝方式通常為盒式或不銹鋼管式兩種,盒式光分路器一般使用2mm或3mm外徑的光纜,而不銹鋼管式光分路器一般使用0.9mm外徑的光纜。 器件結構 裸光纖型PLC光分配器在其所有端部留下裸光纖。主要適用于不經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合,如電纜連接器盒、光纖配電盤(pán)等。 ![]() 微型封裝結構 微型光分路器是微型鋼管封裝,可分為帶連接頭尾纖和不帶連接頭尾纖。連接器通常有SC、LC、FC和ST類(lèi)型?砂惭b在光纜接頭盒,模塊盒,配線(xiàn)箱。 ![]() 扇出型PLC分路器 扇出型PLC分路器通常用0.9mm光纖,通過(guò)一段束狀扇出套件,分出單根光纖分支,可端接不同類(lèi)型的連接器?捎行У匕惭b在光纖DP盒、光纖接頭盒或者其他小型終端盒內。 ![]() ABS盒式PLC分路器 盒式封裝的分路器是目前各運營(yíng)商使用最多的類(lèi)型,ABS封裝方式緊湊,應用更靈活。 ![]() 機架式PLC分路器 機架式光分路器是為標準19"機柜安裝設計的,可滿(mǎn)足數據中心或服務(wù)器機房對高布線(xiàn)密度的要求。一般采用金屬盒封裝,在光纖工程中安裝方便,對PLC分路器器件起到良好的保護作用。有各種適配器安裝接口例如SC, LC, FC或ST連接器。 機架式光分路器廣泛應用于 FTTX 項目,有線(xiàn)電視系統及數據通信中心。 ![]() 壁掛式PLC分路器 壁掛式PLC分配器的箱體通常采用ABS材料,為光纖的直連、端接或分支連接提供可靠的保護。雙層結構,上層為PLC分路器,下層為熔纖盤(pán)。壁掛式光分路器應用于 FTTH 接入系統中的終端接入環(huán)節中,用于連接和保護光器件。壁掛式光分路器適用于樓道、地下室及機房等,也適用于戶(hù)外掛墻及抱桿安裝。 LGX型PLC分路器 LGX 是將光分路器封裝在一個(gè)小的金屬盒子內,可以安裝到19英寸1U/2U/3U機框內,輸入輸出端尾纖式結構,可以方便地連接到ODF面板適配器,節省時(shí)間。LGX的緊湊微型設計,即插即用,可以很便捷的安裝在光纖分纖盒,ODF子框,光纖終端盒和光纜交接箱。 ![]() 插片式PLC分路器 插片式PLC分路器安裝固定在插片盒內,接口類(lèi)型有SC/FC/LC等。主要適用在FTTH接入方式下的樓道或戶(hù)外分光點(diǎn)。常用的1X4, 8, 16, 32 和2X8, 16, 32 PLC splitters作為插盤(pán)用于安裝在客戶(hù)特定的機箱內,特別是樓道箱。 ![]() |