实现三网融合的FTTH工程设计

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实现三网融合的FTTH工程设计

韶回岛

中文核心期刊

实现三网融合的ＦＴＴＨ工程设计

季伟Ⅲ，刘永辉ｚ，刘剑２崔卫ｚ

（１．山东大学信息科学与工程学院。济南２５０１００；２．浪潮集团有限公司。济南２５０１００）

摘要：光纤到户作为一种能够高效承载语音、数据、视频等多业务、具有超高带宽的网络解决方案，引起人们越来越多的兴趣，被公认为是接入网发展的最终目标。文章给出了基于ＧＰＯＮ技术实现ＦＴＴＨ的基本设计方案，施工方式和测试验收标准，基于该方案实现了“三网融合”和全业务高速接入。关键词：光纤到户、千兆无源光网络、光链路单元、光网络单元

中图分类号：ＴＮ９２９．１１

文献标识码：Ａ

文章编号：１００２—５５６１（２０１０）０５—００１３—０３

Ｒｅｌｉｚｅｓ

Ｆ－几Ｈ

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Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｈｅｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｉｎｓｐｕｒ，Ｊｉｎａｎ

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ａｌｓｏｐｒｏｐｏｓｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆ１ｒＴＨ，ＧＰＯＮ，ＯＬＴ，ＯＮＵ

０引言

随着近年来宽带网的不断发展．全国各地的电信、广电运营商都在积极建设光纤到户ＦＴｒＨ（Ｆｉｂｅｒ

Ｔｈｅ

Ｔｏ

与另外一种基于以太协议的ＥＰＯＮ技术相比．ＧＰＯＮ所具有的优势首先体现在对更高接入速率、更高的分光比和更远传输距离等方面的支持。在网络建设及运营成本方面。ＧＰＯＮ的标准完善，在设备互通性、网络规模部署和运营等方面具有更多优势１４１．随着应用规模的增大。ＧＰＯＮ设备的成本将会下降得更快。

ｗｏｒｋｉｎｇ．ＰＯＮ）技术是唧解决方案中最具吸引力的

技术．基于ＰＯＮ结构将光纤铺设至用户家中。综合为

Ｈｏｍｅ）项目。无源光网络（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔ．

用户提供语音、数据、视频．以及Ｉｍｒ、高清电视等业

务。从而彻底解决接入瓶颈．实现接入网发展的终极目标【ｌ，２１。为此。本文给出了基于ＧＰＯＮ（千兆无源光网络）

技术实现唧的基本设计方案。

１

ＧＰＯＮ技术

ＧＰＯＮ是一种新型的光纤接入网技术．它采用无

２

圈１ＧＰＯＮ网络结构

源光网络传输结构．提供全业务接入，并能够很好地保证ＱｏＳ（服务质量），提供丰富的ＯＡＭ＆Ｐ（操作、维护、管理和运营）等［３１。ＧＰＯＮ系统的具体组成如图ｌ所示。

收稿日期：２００９—１２—２４。

基金项目：山东省中青年科学家奖励基金（２００７ＢＳ０１００６）资助：山东省博士后择优（２００７０１００８）资助；中国博士后科学基金（２００７０４２１０８６）资助；山东省科技攻关项目（２００７Ｃ，Ｇ３０００４００６。．２００８ＧＧｌ０００１００５）资助；山东省自然科学基金（ＺＲ２００９＿ＧＱ０１４）资助。

作者简介：季伟（１９７８一），男，副教授．研究方向为光纤通信系统与网络。

Ｆ１＿ｒＨ工程设计

本工程基于ＧＰＯＮ技术完成光纤到户网络设计。

工程实施对象为新建高档国际化社区，共有楼房６栋．每栋楼３２层高。每层有住户２、４、６户不等，计有１１个

单元，住户数量约１１００户。基于删网络，为整个小

区提供数据、语音、ＣＡＴＶ视频业务、高清互动点播和时移等业务。实现三网融合和全业务高速接入。根据小区的具体规模．在前端机房设计放置ｌ台爱立信

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２０１０年第５期把氢捃琳⑩

万方数据

骀圆醋

季伟．刘永辉．刘剑．等：实现三网融合的硎工程设计

ＢＬＭｌ５００

ＯＬＴ设备，设备中配置１８个ＧＰＯＮ接口。每

个ＰＯＮ口通过１：６４分光．完成６４个ＯＮＵ用户的业务承载。前端机房到小区的传输距离为５ｋｍ

系统前端机房结构如图２所示。ＯＬＴ外接４８Ｖ通信直流电源，通过千兆上联Ｅｌ连接至Ｉｎｔｅｍｅｔ、高清ＶｏＤ和ＮＧＮ网络。完成数据、视频和语音业务的接入。ＯＬＴ的１８个ＰＯＮ口通过１８根光纤跳线输出。经过复用、调制后的高清数字电视信号由ＣＡ＇ＩＶ光发射机完成电／光转换．输出至ＥＤＦＡ系统。ＥＤＦＡ中完成１：３的光分路、放大，通过３个ｌ：８的光分路复用器，与１８个ＰＯＮ口的光信号完成波分复用．以１８条光跳线输出。考虑到１５５０ｎｍ光信号的特点，系统的光接Ｅｌ形式为ＳＣ／ＡＰＣ。最后经过熔接成缆后．用２４芯主干光缆完成信号的远距离传输至目的小区。

田３光纤入户系统结构圈

户家中．实现光纤到户以及业务的高速接入。ＯＮＵ的

下行输出接口包括以太网接口、ＰＯ髑语音接口和有线

电视射频接１２１．从而实现电信、广电和计算机网络的“三网合一”以及数据、视频和语音业务的“三重播放”．同时整个网络还具有高可信的服务质量保障和网络运行状态的可控、可管。

图２前端机房的组成结构

在施工过程中．由于ＧＰＯＮ网络中使用的各种光纤光缆较多。既有从ＯＬＴ到ＯＤＮ的主干光缆．也有大

综合考虑施工灵活性、后期维护的便利、线路综合衰耗及成本等因素．工程中采用二级分光方式。选择１：２和１：３２的光分路器。基于二级分光的灵活光分路比．根据具体楼层结构，ＯＤＮ放置在最合适的位置，方便工程实施和后期维护．同时减少了入户皮线光纤长度．节省了工程成本。

根据具体的施工环境．每栋楼放置６个ＯＤＮ设备。具体的入户线结构如图３所示。主干光缆到楼，对应本楼的３根主干光纤．通过１：２光分路器。完成６个

１：３２

量到用户楼栋、家中的分支光缆，需根据小区里的管线资源和房屋资源对ＯＬＴ等设备进行合理布局．以提高设备和光缆的利用率，减低成本。集中放置各种前端设备的机房，其供电、防雷、防尘、接地、消防、隔音等需符

合相关建设标准，以保证唧网络的工作可靠性。安

间用不同的线缆连接，如何在用户家中完成多种线缆的安装是值得重视的问题。由于采用了大量的以太网

装在用户家中的ＯＮＵ接口比较多，与电话、电视、电脑

技术，会出现以太网环境适应性差的问题。大约每两年需更换一次ＲＪ４５接头，以太交换模块的原始设计环境是采用卡接式连接，一旦ＲＪ４５插座簧片失效或表层过度氧化，都将导致接触不良，使网络工作不稳定。

ＯＤＮ设备的连接。两个ＯＤＮ分别放置在两个单

元的２５层．完成２ｌ一３０层用户的光纤接入。两个ＯＤＮ各放置在两个单元的１５层．完成１１。２０层用户的光纤接入。两个ＯＤＮ各放置两个单元的５层，完成本楼剩余用户的接入。

ＯＤＮ输出的光纤配线连接至用户家中的光纤面板盒。通过光纤跳线连接至用户的爱立信Ｔ０６７Ｇ

ＯＮＵ

３Ｆ１＿ｒＨ工程测试

对基于ＧＰＯＮ技术的翮盯Ｈ工程进行验收测试。主要测试项目包括系统设备性能、光信号功率及传输

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质量和业务承载性能三个方面。

设备，完成光纤到户的网络施工。ＯＮＵ设备安装在用

⑩兜盈镭毪书２０ｌｏｇｇ

５期

万方数据

韶圆岛

季伟，刘永辉，刘剑，等：实现三网融合的ＦＩＴＨ工程设计

３．１系统设备的性能测试３．１．１物理信号

ＯＬＴ光发送功率和光接收功率分别为：－４—２ｄＢｍ

３．３业务承载性能测试

系统业务承载性能的测试包括：①对数字电视业

务的承载，ＯＮＵ的ＲＦ输出电平在１４．５ｄＢｍＶ左右．与高清机顶盒连通后，测试不同频点信号强度．节目接

８ｄＢｍ（１３１０ｎｍ）；ＯＮＵ光发送功率和

（１４９０ｎｍｌ和一２８

６５ｄＢｍ。

ＯＮＵ光接收功率分别为：－４．０—２．０ｄＢｍ（１３１０ｎｍ）和一２４．０．一８．ＯｄＢｍ（１４９０ｈｍ）、２一－８ｄＢｍ（１４９０ｒｉｍ）。ＣＡＴＶ光的１５５０ｎｍ光发射机。光波长为１５５０±５ｎｍ，光输出

收数量和图像、声音质量。②对高清ＶｏＤ业务的承载．

ＯＮＵ的快速以太网接口与高清机顶盒的以太１３连接．测试访问Ｗｅｂ服务器速率、页面显示质量．测试点播

功率Ｉ＞７ｄＢｍＷ．链路ＣⅢ≥５３ｄＢ，ＣＴＢ，＞６５ｄＢ，ＣＳＯ，＞

３．１．２ＯＬＴ与ＯＮＵ的互通测试

的反应时间和高清视频流的速率、播放质量等。③对话

音业务的承载，测试话路接续时间以及通话质量。④对于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ数据业务，测试数据传输速率、文件下载／上传速率、网站访问速率等。

ＯＮＵ的自动侦测、注册时间．ＯＬＴ对ＯＮＵ各端口端口的管理、ＶＬＡＮ划分、带宽指定或动态分配、基于ＩＧＭＰ的组播管理等。３．２系统传输功率测试

４结束语

ＧＰＯＮ作为目前较先进、应用较广的光纤接入技术．在实现光纤到户后．可以方便开展原有的数字电视、互动点播的业务以及语音、数据等业务．实现“三网融合”和全业务的高速接入。本文给出了基于ＧＰＯＮ技术实现兀ＴＨ的基本设计方案．施工方式和测试验收标准．为大规模开展基于光纤到户的接入网工程建设提供设计参考和理论依据。参考文献：

【ｌ】王晓军．建设ＨＦＣ网络回传通道促进数字互动电视发展［Ｊ１．中国有线

电视．２００５．１８．１８２０－１８２４；

网工程中光接入网的传输损耗要求如下。

Ｇ．６５２单模光纤衰耗：≤０．２ｄＢ／ｋｍ（１３１０ｎｍ）。光纤跳纤、尾纤插入损耗：０．１～０．３ｄＢ。法兰盘插入损耗：≤０．２ｄＢ。１：２光分路器损耗：≤４．ＯｄＢ。１：３２光分路器损耗：≤１６ｄＢ。回波损耗方面各连接头和焊点要求大于

５０ｄＢ。

根据功率冗余．重点考虑系统中１５５０ｎｍ光信号的损耗。功率损耗计算：１：３２和ｌ：２分光损耗１６ｄＢ＋４ｄＢ＝２０ｄＢ。光纤传输损耗：０．２ｄＢｘ５＝ｌｄＢ。光纤连接（包括熔接、活动接头）：０．２ｄＢｘ８＝１．６ｄＢ。传输线路总损耗：２０ｄＢ＋ｌｄＢ＋１．６ｄＢ＝２２．６ｄＢ。根据ＯＮＵ对１５５０ｎｍ光信号的接收范围．为使ＯＮＵ处１５５０ｎｍ的输入功率在一３ｄＢｍ左右，ＥＤＦＡ分光、复用后的单Ｅｌ输出功率应保证在１９ｄＢｍ以上。此外，通过光时域反射计和光谱仪等设备．对工程中各个节点的损耗和各节点的光信号传输质量进行直观检测。

【２】原荣．宽带光接入网【Ｍ】．北京：电子工业出版社，２００３．

【３】ｒｒＵ—ＴＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎＧ．９８４．１－２００３，Ｇｉｇａｂｉｔ－ｃａｐａｂｌｅｐａｓｓｉｖｅｏｐｔｌ－

ｅａｌ

ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＧＰＯＮ）：Ｇｅｎｅｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ【Ｓ】．

【４】ＺＨＥＮＧＪｕｎ，ＭＯＵＦＦＡＨＨＴ．ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＥｔｈｅｒｎｅｔＰａｓ－

ｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ：Ａｎ

Ｏｖｅｒｖｉｅｗ叨．ＩＥＥＥＣｏｍｍｕｎ．Ｍａｇ，２００５，４３

㈣：１４５－１５０．

【５】周卫东，罗国民，朱勇，等．现代传输与交换技术【Ｍ】．北京：国防工业出版社．２００３．

２０１０年第５期兜蜀席执书⑩

万方数据

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作者：

作者单位：

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英文刊名：

年，卷(期)：

被引用次数：季伟，刘永辉，刘剑，崔卫， JI Wei， LIU Yong-hui， LIU Jian， CUI Wei季伟,JI Wei(山东大学信息科学与工程学院,济南,250100;浪潮集团有限公司,济南,250100)，刘永辉,刘剑,崔卫,LIU Yong-hui,LIU Jian,CUI Wei(浪潮集团有限公司,济南,250100)光通信技术OPTICAL COMMUNICATION TECHNOLOGY2010,34(5)6次

参考文献(5条)

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2.原荣宽带光接入网 2003

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4.ZHENG Jun;MOUFTAH H T Media Access Control for Ethernet Passive Optical Networks:An Overview[外文期刊] 2005(02)

5.周卫东;罗国民;朱勇现代传输与交换技术 2003

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