GPON接入工程設計淺談--上海移動

華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () GPON接入工程設計淺談 綜合院五所 王獻森 2009年 7月 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 主要內(nèi)容 一、 ODN設計 ODN的定義 分光器設置 ODN衰耗計算 保護方式 二、終端網(wǎng)元設置 三、工程設計實例 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () ODN定義 光纖分配點 光纖接入點 OLT機房 主干光纜 配線光纜 入戶光纜 用戶端 ODF 光 纜 冷 結(jié) 子 /光 終 端面板 /尾 纖 光交接箱 /分光器 光 纜 接 頭 盒 ODN ODN (Optical Distribution Network) 為 OLT(optical line terminal)與 ONT（ Optical Network Terminal） 之間無源光網(wǎng)絡及相關配套設備，包括：光纜、尾纖、 ODF、配線 箱、光分離器、連接器、插座及其他配套元器件等 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () ODN在 FTTX中的位置 住宅 IPTV/CATV 分光器 FE/GE/E1/WLAN 商業(yè)用戶 ONT SBU 分光器 VOICE VIDEO/CATV FE/WLAN IPTV GE/10GE OLT MDU GE SFU MTU/SBU FTTO/FTTB+LAN FTTH ONT ONT SFU Internet 軟交換 分光器 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 主要內(nèi)容 一、 ODN設計 ODN的定義 分光器設置 ODN衰耗計算 保護方式 二、終端網(wǎng)元設置 三、工程設計實例 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 分光器設置分光器定義 分光器是一種無源器件，它們不需要外部能量，只要有輸入光即可。 分光器由入射和出射狹縫、反射鏡和色散元件組成，其作用是將所需要的共振吸收線分離出來。 分光器帶有一個上行光接口，若干下行光接口。從上行光接口過來的光信號被分配到所有的下行光接口傳輸出去，從下行光接口過來的光信號被分配到唯一的上行光接口傳輸出去。 制造 方法 張 力 張 力 該 部分加熱 光路（光分波 合波 ） 無 反射 遮光 1： 2分光器制造方法： 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 分光器設置分光器類型 分光器類型 制作工藝 熔融拉錐型分路器 FBT 平面光波導分路器 PLC 連接類型 尾纖型 連接器型 特點及介紹 功率可不安比例分配；插入損耗較大；外形尺 寸較大；對波長敏感度高。 安裝方式 室內(nèi)機框式 室內(nèi)外托盤式 室內(nèi)壁掛式 戶外安裝式 安裝于室內(nèi)綜合機柜，尺寸 可根據(jù)要求定做。 安裝于室內(nèi) ODF架或室外交接 箱，尺寸可根據(jù)要求定做 安裝于室內(nèi)墻壁上，尺寸可 根據(jù)要求定做。 安裝于戶外弱電井內(nèi)或通信 桿上。 分光器出口引出的尾纖長度較長，帶有 FC/SC接口。宜適用于分光器設置在光配 點時，如樓內(nèi)弱電間、光交接箱。 分光器出口引出的尾纖直接熔接在自帶 的 FC/SC端口上。宜適用于分光器設置在 機房內(nèi)時，如 OLT局房 功率均分 ；插入損耗較?。煌庑纬叽巛^?。?對波長敏感度低。 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 分光器設置分光方式 一級分光 兩級分光 OLT CO 一級分光器 二級分光器 OLT 一級分光比較容易測試和維護，同時光功率衰減比較少 一級分光結(jié)構(gòu)，分光器的利用率比較高，節(jié)點少，成本相對低 兩級分光節(jié)省配線段光纜，網(wǎng)絡的靈活性、可擴展性較好 盡量采用一級分光，在用戶比較分散、有靈活擴展需要的場景可考慮采用兩級分光，不采用多級分光 基于 GPON技術(shù)的 FTTx系統(tǒng)，其 ODN宜采用均勻分光方式 MDU ONU MDU ONU 分光器 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 分光器設置位置設置 匯聚機房 OLT 城域光纜 基站 / 光交 城域光纜 分光器 FTTH LAN ONU ONU FTTB/C 匯聚機房 FTTH OLT LAN ONU ONU FTTB/C 分光器 城域光纜 城域光纜 接入光纜 接入光纜 1： 分光器與 OLT同機房部署 優(yōu)點： 至每個用戶端都有獨立的光纜鏈路，便于維護管理。 缺點： 占用主干光纜、配線光纜數(shù)量多，投資較大。 適用場景： 區(qū)域內(nèi)用戶數(shù)量較少，零散分布且 OLT至用戶距離較近。 2： 分光器部署在 OLT和 ONU之間的基站、光交等位置，覆蓋一個片區(qū) 優(yōu)點： 節(jié)省主干光纜數(shù)量，可靈活配線。 缺點： 占用配線光纜數(shù)量較多。 適用場景： 用戶規(guī)模較小，片區(qū)集中。如：一般小區(qū)、商業(yè)區(qū)、開發(fā)區(qū)。 3： 分光器設置在小區(qū)機房、小區(qū)內(nèi)光交或大樓內(nèi)。 優(yōu)點： 節(jié)省主干、配線光纜數(shù)量，靈活進樓樓內(nèi)或小區(qū)內(nèi)用戶配線。 缺點： 不利用維護和管理，不能充分利用 PON口資源。 適用場景： 高層商務樓或密集型住宅小區(qū)。 匯聚機房 FTTH LAN ONU ONU FTTB/C 城域光纜 接入光纜 光交 /小區(qū)機房/豎井 /樓道 OLT 分光器 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 主要內(nèi)容 一、 ODN設計 ODN的定義 分光器設置 ODN衰耗計算 保護方式 二、終端網(wǎng)元設置 三、工程設計實例 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () ODN衰耗計算 ODN光通道模型 ： ODN 光通道衰減所允許的衰減定義為 S/R 參考點之間的光衰減。包括光纖、光分路器、光活動連接器、光纖熔接接頭所引入的衰減總和。在設計過程中應對無源光分配網(wǎng)絡中最遠用戶終端的光通道衰減核算，采用最壞值法進行 ODN光通道衰減核算， 使其符合系統(tǒng)設備 OLT 和 ONU PON口的光功率預算要求。 光分路器衰耗： 光分路器插入損耗典型值 類型 分光比 插入損耗 (dB) FBT 1x2 3.6 FBT 1x4 7.3 PLC 1x8 10.7 PLC 1x16 14.0 PLC 1x32 17.4 一般按 3.5 n（分光比表示為 2的 n次方）估算衰耗值 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 光 纖衰耗系數(shù) ： ODN衰耗計算 上行（ ONU-OLT， 1310nm）： 0.4 dB/km 下行（ OLT-ONU， 1490nm）： 0.3 dB/km 活動連接頭損耗 ： 每個活接頭連接損耗為 0.5dB 光纜線路富余度 ： 傳輸距離 =5km，取 1dB 傳輸距離 10km，取 3dB 光纖衰耗系數(shù) 傳輸距離 + 光分路器插損 + 活動連接頭損耗 + 光纜線路富余度光通道代價 GPON R/S-S/R 點允許的最大衰耗 ODN衰耗應滿足下面公式 ： 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 主要內(nèi)容 一、 ODN設計 ODN的定義 分光器設置 典型布線方案 ODN衰耗計算 保護方式 二、終端網(wǎng)元設置 三、工程設計實例 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 保護方式 包括骨干光纖冗余保護、 OLT PON口骨干光纖冗余保護和全保護三種方式： 1、骨干光纖冗余保護： OLT采用單個 PON端口， PON口處內(nèi)置 1 2光開關，采用 2:N 光分路器，在分路器和 OLT之間建立 2 條獨立的、互相備份的光纖鏈路，由 OLT檢測線路狀態(tài)，一旦主用光纖鏈路發(fā)生故障，切換至備用光纖鏈路 。 光纖保護倒換：骨干光纖冗余 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 2、 OLT PON 口、骨干光纖冗余保護 ： OLT采用兩個 PON端口，備用的 PON端口處于冷備用狀態(tài)，采用 2:N 光分路器，在分路器和 OLT之間建立 2 條獨立的、互相備份的光纖鏈路，由 OLT檢測線路狀態(tài)、 OLTPON端口狀態(tài)，一旦主用光纖鏈路發(fā)生故障，由 OLT完成倒換。 光纖保護倒換： OLT PON 口冗余 保護方式 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 3、 全保護 ： OLT采用兩個 PON端口，均處于工作狀態(tài)； ONU的 PON端口前內(nèi)置 1 2光開關；采用 2個 1:N光分路器，在 ONU和 OLT之間建立 2 條獨立的、互相備份的光纖鏈路；由 ONU檢測線路狀態(tài)，一旦主用光纖鏈路發(fā)生故障，由 ONU完成倒換。 保護方式 光纖保護倒換：全保護 由于 GPON的全光纖保護網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜，造價也較高，尤其需要光交接網(wǎng)、大量甚至冗 余的光纜資源作為支撐，目前在上海移動推廣的難度大，不建議大量應用。 對于 GPON接入的重要客戶業(yè)務，建議采用第 2種方式 PON口、骨干光纖保護； 對于普通用戶，一般不考慮系統(tǒng)保護 ； 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 主要內(nèi)容 一、 ODN設計 ODN的定義 分光器設置 典型布線方案 ODN衰耗計算 保護方式 二、終端網(wǎng)元設計 三、工程設計實例 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 終端網(wǎng)元設計 幾種 ONU(Optical Network Unit)的名詞解釋： MDU:Multiple Dwelling Unit 多住戶單元，指具有交換功能含有多個以太網(wǎng)接口的 ONU； SFU:Single Family Unit單個家庭用戶單元，指在家庭用戶中使用的 ONU； SBU:Single Business Unit單個商業(yè)用戶單元，指在單個商業(yè)用戶中使用的 ONU； ONU/MDU的設置 業(yè)務類型 裝機條件 用戶分布 維護管理 入戶電纜距離 市場滲透率 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 終端網(wǎng)元設計 樓宇類型 FTTB模式 MDU設置 FTTO模式 SBU設置 多層 （ 14層） 數(shù)量： 1臺 數(shù)量 ：層數(shù) 每層用戶數(shù) 目標滲透率 FTTO比例 位置：光纜入戶后，按用戶要求設置 位置：具備條件的樓層均宜 小高層 （ 59層） 數(shù)量： 23臺 位置： 每 3/5層的中間樓層 高層 （ 10層以上） 數(shù)量：每 3或 5層 1臺 位置：每 3/5層的中間樓層 商務樓 ONU設置建議 注：當樓層面積較大， FTTB模式水平布線的最大距離接近 100米時，建議每層部署 1臺 MDU。 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 樓宇類型 FTTB模式 MDU設置 FTTH模式 SBU設置 多層 （ 6層及以下） 數(shù)量： 1臺 數(shù)量 ：層數(shù) 每層用戶數(shù) 目標滲透率 FTTH比例 位置：光纜入戶后，按用戶要求設置 位置：中間樓層 小高層 （ 710層） 數(shù)量： 12臺 位置：中間樓層 高層 （ 11層以上） 數(shù)量：每 5/6層 1臺 位置：每 5/6層的中間樓層 別墅排屋 數(shù)量：每 58幢 1臺 位置：每 58幢的中間區(qū)域 終端網(wǎng)元設計 小區(qū)樓宇 ONU設置建議 注：由于住宅樓層高較低，樓層面積較小 ，單個 MDU的覆蓋樓層相應增加。 MDU的設置主要考慮五類線的布放距離。 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 主要內(nèi)容 一、 ODN設計 ODN的定義 分光器設置 典型布線方案 ODN衰耗計算 保護方式 二、終端網(wǎng)元設計 三、工程設計實例 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例一：信息技術(shù)大廈 GPON接入方案 方案概況： 本方案為上海信息技術(shù)大廈綜合業(yè)務接入方案，采用 GPON技術(shù)實現(xiàn)信息技術(shù) 大廈的 FTTO和 FTTB+LAN混合接入。 上海信息技術(shù)大廈位于楊浦區(qū)江浦路、控江路路口，為一幢 30層的甲級寫字樓。大廈已裝修為高級商務用房，目前入駐率已達81%，吸引了一批大型企業(yè)入駐。大樓每層面積 1500平方，每層 8個用戶，整棟大廈約 240個用戶。 樓宇概況： 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例一：信息技術(shù)大廈 GPON接入方案 用戶需求預測及業(yè)務發(fā)展模式： 方案 總用戶數(shù) 滲透率 接入用戶數(shù)量 FTTO比例20% FTTB比例80% 覆蓋層數(shù) 分纖點數(shù)量 FTTB的 MDU數(shù)量 FTTO的ONU數(shù)量 ONU建議配置數(shù)量 分光器 單用戶帶寬（ M） 1:32 低 (2M) 中 (4M) 高 (8M) 低方案 240 (30層 8用戶 /層 ) 20% 48 10 38 5 6 6 10 8 1 96 192 384 中方案 50% 120 24 96 5 6 6 60 48 2 240 480 960 高方案 80% 192 154 38 5 6 6 96 77 3 384 768 1536 說明： 1、本方案為 FTTO和 FTTB+LAN混合接入方案，根據(jù)市場滲透率和 FTTO/FTTB的比例估算本次接入需考慮的用戶數(shù)量。 2、網(wǎng)通已完成信息技術(shù)大廈的全業(yè)務接入覆蓋，從市場角度考慮出發(fā)，本方案選取低方案的用戶數(shù)量。 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例一：信息技術(shù)大廈 GPON接入方案 楊浦 23環(huán) STM-64 MSP 新雙遼匯聚點 FE GPON OLT OSN 35OO 信息技術(shù)大廈 10樓機房 分光器 待定 新雙遼 2： 32 23層 MDU 18層 MDU 13層 MDU 8層 MDU 3層 MDU ONU 11-15層 ONU 6-10層 ONU 1-5層 ONU 16-20層 ONU 21-25層 28層 MDU ONU 26-30層 四平 長嶺 七紡 紡科 海運 臨潼 新上手 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖： 萬榮 浦東 一級分光； 分路比： 2:32 業(yè)務類型： internent、企業(yè) VPN互聯(lián)、 IP電話及視頻會議和廣播等等 業(yè)務接口： FE、POTS 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () OLT 至 分 光 器 路 由 設計實例一：信息技術(shù)大廈 GPON接入方案 說明 ： 本工程一級分光器設置在信息技術(shù)大廈室內(nèi)覆蓋機房內(nèi)， OLT設置在新雙遼匯聚點； GPON系統(tǒng)的保護方式采用 PON口、骨干光纖保護方式； OLT至分光器的第一路由為利舊光纜（經(jīng)過五環(huán)大廈跳纖），第二路由為新建光纜路由。 2.0km 1.5km 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 光纜路由示意圖 纖芯分配圖 配纖說明 ： 從 10室內(nèi)覆蓋機房引出 1根 24芯光纜，沿信息技術(shù)大廈樓內(nèi)弱電槽道布放至 8F成端 12芯，從 3F布放 1條 12芯與 8F預留 12芯熔接；再從 10機房引出 2根 24芯光纜，沿大廈樓內(nèi)弱點槽到分別布放至 13F、23F，分別成端 12芯，從 28F布放 1條 12芯光纜至 23F預留 12芯熔接；從 18F布放 1條 12芯光纜與 13樓預留 12芯熔接。共需敷設 12芯光纜 200米， 24芯 300米，需安裝 144芯 ODF架 1架。 設計實例一：信息技術(shù)大廈 GPON接入方案 商 務 樓 宇 布 線 方 案 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例一：信息技術(shù)大廈 GPON接入方案 分光器纖芯連接示意圖： 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例一：信息技術(shù)大廈 GPON接入方案 ODN光通道衰耗核算： ODN光通道衰減估算表格（單位 dB） 單位衰耗 0.4 0.5 3.5 路由 項目 光纜長度 (km) 活接頭 (個 ) 分光比 (2N) 光纜 富余度 Mc 小計 第一路由 數(shù)值 2.0 8 5 1 衰耗 0.8 4 17.5 1 23.3 第二路由 數(shù)值 1.5 6 5 1 衰耗 0.6 3 17.5 1 22.1 第一路由活接頭示意圖： 本工程 OLT設備選用華為 MA5680T，發(fā)光功率 1.5 5db，接收靈敏度 -28db； 本工程 MDU設備選用華為 MA5620G，發(fā)光功率 0.5 5db，接收靈敏度 -28db； 光通道代價為 1db，則 GPON系統(tǒng) S/R間允許最大衰耗為 ： 上行（ ONU-OLT）為 27.5db；下行（ OLT-ONU）為 28.5db 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例一：信息技術(shù)大廈 GPON接入方案 分光器的選型和設置： 分光比 ： 2： 32 制造工藝： 平面光波導分路器 PLC型 連接類型： 連接器型分光器（ FC接頭） 安裝方式： 壁掛式 分光器安裝位置 分光器 連 接器型 FC接 頭 室內(nèi)覆蓋機房 分光器安裝位置 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例一：信息技術(shù)大廈 GPON接入方案 MDU及 綜合信息箱的設置： 電 源模 塊 上海移動定做的綜合信息箱 光 纜 熔 纖盤 接地位置 需新安裝法 蘭盤 MDU 光 纜進線 孔 五 類線進線 孔 綜合信息箱的尺寸： 650 550 120mm 含電源模塊，光纜成端模塊、 MDU安裝 位置等。 安裝位置： 樓層弱電間 電源引接： 與物業(yè)協(xié)商，就近引入 220V交流電至綜合箱內(nèi)的電源模塊內(nèi) MDU的設置： 考慮用戶數(shù)量和五類線 的使用距離，本方案按每 5個樓層設置 1臺 MDU（ 16個 LAN口 16個 POTS口）。 MDU設置在每 5樓的中間樓層，安裝在 綜合信息箱內(nèi)。 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例二：創(chuàng)智天地 GPON接入方案 方案概況： 本方案為創(chuàng)智天地綜合業(yè)務接入方案，采用 GPON技術(shù)實現(xiàn)創(chuàng)智天地的 FTTO接入。 創(chuàng)智天地位于上海市楊浦區(qū)五角場的核心位置，毗鄰五角場商圈及江灣體育場，為 1幢甲級寫字樓。本期覆蓋創(chuàng)智天地 1號、 2號、 3號、 10號等 4幢樓宇。每幢樓宇層數(shù)為 4層，每層大約 6個用戶。 樓宇概況： 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例二：創(chuàng)智天地 GPON接入方案 現(xiàn)有纖纜資源 ： 創(chuàng)智天地物業(yè)在 3號樓設置 了 2個數(shù)據(jù)機房，其中數(shù)據(jù) 機房 A到各幢樓宇左單元的 各個樓層敷設了 12芯光纜， 數(shù)據(jù)機房 B到各幢樓宇右單 元的各個樓層也敷設了 12芯 光纜，其產(chǎn)權(quán)為物業(yè)所有。 3號樓已有移動室內(nèi)覆蓋機 房，傳輸光纜已到。 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例二：創(chuàng)智天地 GPON接入方案 1、平均每單元每樓層用戶數(shù)為 3戶，則一幢樓宇的纖芯需求總數(shù)為 24芯。 2、如果采用一級分光方式，則實現(xiàn) 1幢樓宇 FTTO接入需租用物業(yè) 24根光纖。 3、采用二級分光方式，實現(xiàn) 1幢樓宇 FTTO接入需租用物業(yè) 8根光纖。 由于物業(yè)的租纖費用較高，本方案選用二級分光方式。 分光方式及分光器設置： 創(chuàng)智天地移動機房 二級分光 一級分光 分光器 1 分光器 2 1號樓左單元 1層 1號樓左單元 2層 1號樓左單元 3層 1號樓左單元 4層 1號樓右單元 1層 1號樓右單元 2層 1號樓右單元 3層 1號樓右單元 4層 二級分光； 1級： 2:8 2級： 1:4 分路比： 1:32 分光器 4 . 設置于各樓層弱電間 ODB內(nèi) 設置于各樓層弱電間 ODB內(nèi) 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 設計實例二：創(chuàng)智天地 GPON接入方案 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 新江體匯聚點 FE GPON OLT 新江灣 40環(huán) STM-64 MSP ONU 1層 A 創(chuàng)智天地移動機房 分光器 1 分光器 2 1號樓左單元 1層 1號樓左單元 2層 1號樓左單元 3層 1號樓左單元 4層 1號樓右單元 1層 1號樓右單元 2層 1號樓右單元 3層 1號樓右單元 4層 分光器 4 . ONU 1層 B ONU 1層 C ONU 2層 A ONU 2層 B ONU 2層 C ONU 1層 A ONU 1層 B ONU 1層 C ONU 2層 A ONU 2層 B ONU 2層 C 就近 CMNET數(shù)據(jù)節(jié)點 二級分光： 1級 ： 2:8 2級 ： 1:4 分路比： 1:32 系統(tǒng)保護： PON口保護、主干光纜保護方式 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 工程設計總結(jié)：查勘時需獲取的信息 一、樓宇信息及用戶信息 樓宇類型：商務樓（甲、乙級）、小區(qū)（高中低檔）； 樓層面積及層數(shù)； 用戶分布： x-x層商場， x-x層辦公室； 用戶業(yè)務需求及帶寬需求； 二、管道、管弄及槽道資源信息 紅線外管道是否已與小區(qū)或商務樓宇溝通 小區(qū)內(nèi)部的管道資源 商務樓宇的垂直弱電管弄及樓層弱電間資源（布放線纜和綜合箱安裝位置） 小區(qū)的垂直管弄及樓道資源（布放線纜和綜合箱安裝位置） 小區(qū)和商務樓宇的水平槽道資源 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 工程設計總結(jié)：查勘時需獲取的信息 三、分光器、綜合箱。 MDU設置 確定分光器的安裝方式、位置、尺寸（機房內(nèi)可安裝在綜合架、墻壁、 ODF架上）等； 確定綜合箱的安裝位置； MDU的引電方式； 四、確定 PON系統(tǒng)的保護方式及光纜路由 華信郵電咨詢設計研究院有限公司 () 工程設計總結(jié)：光纜配線方案 一、高層商務樓宇配線方案 影響光纜配線方案主要因素有業(yè)務發(fā)展模式（ FTTO/FTTB+LAN），垂直管弄空間、樓層弱電間設備安裝位置，用戶數(shù)量及纖芯需求等 1、 FTTO模式下，垂直管弄可一次性布放多根光 纜，今后用戶接入時不允許再占用垂直管