AII-工業(yè)光網(wǎng)ODN建網(wǎng)方案 -工業(yè)光網(wǎng) ODN 建網(wǎng)白皮書

——PAGE13———PAGE10—工業(yè)光網(wǎng)ODN建網(wǎng)白皮書一、工光網(wǎng)N概述（一）工業(yè)光網(wǎng)N建網(wǎng)位置和部署優(yōu)勢工業(yè)光網(wǎng)是光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)總稱。工業(yè)光網(wǎng)ODN（光纖分配網(wǎng)絡(luò)）提供了工業(yè)光網(wǎng)OLT和ONU設(shè)備之間的光纖連接，它采用光纖介質(zhì)和無源器件等為工業(yè)光網(wǎng)設(shè)備提供全光互聯(lián)，是工業(yè)光網(wǎng)的骨架。圖1是工業(yè)光網(wǎng)的ODN建網(wǎng)部署位置示意圖。圖1典型的工業(yè)光網(wǎng)N建網(wǎng)位置示意圖工業(yè)光網(wǎng)ODN可以部署在無特殊環(huán)境要求的常規(guī)工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，也可以根據(jù)工業(yè)行業(yè)的不同場景應(yīng)用特點(diǎn)部署在環(huán)境差異性較大的流程、離散行業(yè)的工業(yè)企業(yè)內(nèi)。采用工業(yè)光網(wǎng)建網(wǎng)，部署ODN網(wǎng)絡(luò)可以為工業(yè)企業(yè)帶來以下的建網(wǎng)優(yōu)勢：（1）建網(wǎng)速度快采用了P2MP（點(diǎn)到多點(diǎn)）的匯聚狀的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計施工時，主干光纖/線纜對比傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)從原來的多條變?yōu)橐粭l，可以大幅節(jié)省布線空間和布線放線工作量，縮短建網(wǎng)時間，適合對于快速投產(chǎn)和靈活調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景。（2）網(wǎng)絡(luò)使用壽命長工業(yè)光網(wǎng)ODN由無源器件和光纖組成，無需系統(tǒng)供電，而且通信介質(zhì)光纖的抗老化性能非常出色，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成之后可以支持長壽命的使用。另一方面，由于光纖的業(yè)務(wù)承載量大，因此在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和升級改造過程中只需要對接入設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，而無需對光基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)器件和光纖進(jìn)行更換，保證了一套ODN網(wǎng)絡(luò)的長時間運(yùn)行。（3）支持多工業(yè)場景部署在工業(yè)諸多的應(yīng)用場景中，對于網(wǎng)絡(luò)的要求不盡相同。在離散制造加工行業(yè)中，由于網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的業(yè)務(wù)點(diǎn)位多、總帶寬需求大，ODN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以滿足生產(chǎn)設(shè)備多接入、業(yè)務(wù)訪問量大的需求；對于部分流程行業(yè)中存在的通信距離遠(yuǎn)，供電復(fù)雜，環(huán)境要求高的特點(diǎn)，工業(yè)光網(wǎng)的無源、長距、抗干擾特性可以滿足業(yè)務(wù)承載的要求。（4）建網(wǎng)成本具備優(yōu)勢工業(yè)光網(wǎng)ODN采用光纖連接，光纖介質(zhì)價格低廉，穩(wěn)定性好，且采用點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，相比于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)布線方式，更加節(jié)省端口和通信線纜的用量。且在前期對ODN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計后，后期的升級擴(kuò)容無需對ODN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更換?？梢赃M(jìn)一步節(jié)省綜合建網(wǎng)成本。（5）提供用戶自維護(hù)方案工業(yè)光網(wǎng)的運(yùn)維體系支持對ODN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化運(yùn)維保障，并可以向用戶提供自運(yùn)維平臺和管理接口，支持對ODN光纖網(wǎng)絡(luò)的故障告警上報，并支持對ODN的光纖網(wǎng)絡(luò)中的光纖中斷（如有）位置進(jìn)行定位，從而方便用戶查障和排障。（二）N的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和拓?fù)?工業(yè)光網(wǎng)ODN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)工業(yè)光網(wǎng)ODN由光纖/光纜和配套的無源器件組成。其結(jié)構(gòu)按照功能段劃分可以分為主干光纜段、接入光纜段、終端接入段以及現(xiàn)場總線接入段，圖2是工業(yè)光網(wǎng)ODN建網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)圖。圖2工業(yè)光網(wǎng)N建網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)圖根據(jù)圖2所示，主干光纜段負(fù)責(zé)連接工業(yè)光網(wǎng)的OLT設(shè)備與分光器，分光器主要部署在工業(yè)內(nèi)網(wǎng)的匯聚設(shè)備網(wǎng)絡(luò)柜，如車間級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備柜中；接入光纜段連接分光器與工業(yè)ONU設(shè)備，作為一級分光點(diǎn)和二級分光點(diǎn)的連接系統(tǒng)；工業(yè)設(shè)備和終端按需部署于生產(chǎn)現(xiàn)場或靠近工業(yè)ONU設(shè)備的位置，如設(shè)備具備光接口，可以通過光纖接入工業(yè)ONU設(shè)備。不同的行業(yè)和差異化應(yīng)用場景根據(jù)實(shí)際建網(wǎng)環(huán)境和位置進(jìn)行部署。光總線接入段也采用一主多從的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過光纖和無源器件連接控制系統(tǒng)的主站與從站，主站與從站內(nèi)集成式部署光收發(fā)單元，通過光通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建低時延、高可靠的工業(yè)光總線網(wǎng)絡(luò)。.工業(yè)光網(wǎng)ODN建網(wǎng)拓?fù)錇闈M足各類工業(yè)應(yīng)用要求，工業(yè)光網(wǎng)的ODN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕捎脙煞N方式組網(wǎng)，分別為樹形拓?fù)浜玩溞瓮負(fù)?，如圖3和圖4所示：圖3采用級分的ODN網(wǎng)絡(luò)樹形撲結(jié)構(gòu)意圖圖4采用式結(jié)的ODN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中OLT（光線路終端）為工業(yè)光網(wǎng)匯聚側(cè)的網(wǎng)絡(luò)單元，ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）為連接工業(yè)終端的接入側(cè)網(wǎng)絡(luò)單元，ONU與OLT設(shè)備通過ODN網(wǎng)絡(luò)連接，將端側(cè)數(shù)據(jù)通過ONU接入并經(jīng)過ODN網(wǎng)絡(luò)承載匯聚至OLT設(shè)備，傳輸至上層網(wǎng)絡(luò)。3.ODN建網(wǎng)冗余保護(hù)拓?fù)湓诠I(yè)場景中，采用傳統(tǒng)的以太網(wǎng)交換機(jī)部署時可以采用環(huán)形組網(wǎng)方式對鏈路進(jìn)行保護(hù)。對于ODN網(wǎng)絡(luò)來說，同樣可以采用對ODN光纜段部署保護(hù)鏈路的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的冗余保護(hù)，提供不大于50ms的保護(hù)倒換能力，以滿足工業(yè)場景所需的可用性要求。其中典型的鏈路保護(hù)方案拓?fù)浣M網(wǎng)圖如下方圖5、6、7、8所示：圖5yeB組網(wǎng)Type B保護(hù)：在OLT的下行接口、主干段光纖采用雙路冗余的保護(hù)。采用的分光器一般為2:N的分光器，保護(hù)的鏈路為主干段光纖鏈路。當(dāng)主干段的主鏈路出現(xiàn)斷纖，設(shè)備會自動切換到備用鏈路上從而保障網(wǎng)絡(luò)通信的連續(xù)性，如圖7所示。圖6yeC組網(wǎng)TypeC保護(hù)：在OLT的下行口、ONU的上行口、主干段光纖、光分路器和接入段光纖均采用雙路冗余的保護(hù)。采用的分光器一般為1:N的分光器。保護(hù)的鏈路為整個鏈路。當(dāng)主鏈路的任何一個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)斷纖，設(shè)備會自動切換到備用鏈路上，如圖8所示。當(dāng)接入終端的位置呈長距離帶狀分布時，還可以采用不等比分光的方案實(shí)現(xiàn)TYPEC保護(hù)組網(wǎng)（也稱為手拉手保護(hù)），如圖7所示：圖7具有YEC增強(qiáng)保護(hù)不等比光方案撲工業(yè)光網(wǎng)的拓?fù)渲С朱`活調(diào)整，例如TYPEC保護(hù)組網(wǎng)模式的拓?fù)淇梢詷?gòu)建成環(huán)形拓?fù)?，不僅提供雙冗余鏈路保障光路的備份，而且還可以防止多點(diǎn)失效引起的整個網(wǎng)絡(luò)的故障，環(huán)形的TYPEC組網(wǎng)模式見如下圖8所示：圖8具有YEC增強(qiáng)保護(hù)環(huán)形不比分光拓?fù)渚C合考慮部署成本、便捷性等因素，在常規(guī)場景下，通常推薦采用TypeB保護(hù)組網(wǎng)；對可靠性要求更高的專用場景，可以采用TypeC保護(hù)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全光纖光纜保護(hù)。（三）不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓诠I(yè)中的型應(yīng)用場景在工業(yè)場景中，眾多終端設(shè)備需要通過ODN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接數(shù)據(jù)承載，例如工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的機(jī)器、辦公網(wǎng)絡(luò)場景中的計算機(jī)、傳感監(jiān)控場景中的攝像頭等。當(dāng)承載傳統(tǒng)企業(yè)辦公區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時，ODN可以采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，便于覆蓋區(qū)域內(nèi)的終端接入和擴(kuò)展，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖9所示：圖9ODN部署于工辦公網(wǎng)示意圖在工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中，接入的工業(yè)終端的位置取決于工廠生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)分布或?qū)嶋H制造生產(chǎn)的工作流程。某些場景下，工業(yè)生產(chǎn)線在縱向上的跨度可以達(dá)到上百米的規(guī)模，因此樹形拓?fù)淇赡懿皇沁B接這些機(jī)器的好選擇，采用ODN鏈?zhǔn)酵負(fù)錇樵搱鼍疤峁┝烁玫慕鉀Q方案，如圖10所示。鏈?zhǔn)酵負(fù)渲械腛NU以級聯(lián)方式連接，使用不等比光功率分配器代替等比光功率分配器，可以接入更多的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。圖1工業(yè)場景中鏈?zhǔn)酵貞?yīng)用場示意圖二、實(shí)工業(yè)網(wǎng)ON高效典型技和產(chǎn)品（一）應(yīng)用于工業(yè)場景的高效N建網(wǎng)技術(shù)1.光纖機(jī)械連接技術(shù)術(shù)ODN網(wǎng)絡(luò)中的光纜布放涉及到光纖的現(xiàn)場熔纖接續(xù)和測試工作，而經(jīng)過充分的前期網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計，可以將光纜的熔纖接續(xù)、成端和測試等工作在供應(yīng)商工廠的特定環(huán)境下完成。在企業(yè)現(xiàn)場部署施工時，僅需要將已成端的光纜進(jìn)行現(xiàn)場組裝，即插即用，降低部署時間，提高部署效率。預(yù)連接技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工程現(xiàn)場的快速布線，適用于工業(yè)環(huán)境復(fù)雜，對、高可靠性布線需求高的工業(yè)企業(yè)，是一種新型的高效ODN部署方案。器光纖/光纜在用戶現(xiàn)場進(jìn)行布線和成端/接續(xù)也是網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場部署施工時常見的工作之一。傳統(tǒng)光纖布線和接續(xù)一般分為光纖熱熔和采用快速連接器兩種方式。采用光纖熱熔進(jìn)行光纖現(xiàn)場接續(xù)操作較為復(fù)雜，多用于鋪設(shè)長距離傳輸光纖。對于工廠內(nèi)快速布線來說，采用快速連接器進(jìn)行接續(xù)操作更為簡便，光纖快速連接器內(nèi)部由經(jīng)過了預(yù)拋光的插針和機(jī)械頭組成，端接時不需要熔接機(jī)和研磨，可以適應(yīng)多種工業(yè)布線環(huán)境。2.分光技術(shù)ODN通過分光器實(shí)現(xiàn)P2MP（點(diǎn)到多點(diǎn)）的數(shù)據(jù)傳輸。分光器是將光信號功率進(jìn)行耦合及分配的光無源器件。按照功率分配的形式可以分為等比分光和不等比分光。光分路器一般帶有一個上行光接口和若干個下行光接口，從上行光接口傳輸?shù)墓庑盘枙环峙涞剿械南滦泄饨涌谥胁⑦M(jìn)行傳輸；而從多個下行光接口輸入的光則會集中到一個上行光接口中。分光功能會降低單個光接口的光信號強(qiáng)度，單個光接口的光功率會有所下降。對于常規(guī)場景的ODN部署，光分路器一般采用等比分光，即每個下行接口的光信號輸出強(qiáng)度是等比的。而對于一些特殊的工業(yè)場景，由于接入節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多、分布分散，所需的分光比差異性較大、分支點(diǎn)多，因此可采用不等比光分路器進(jìn)行級聯(lián)，即每個下行接口的光信號輸出強(qiáng)度可根據(jù)組網(wǎng)要求按需分配，滿足實(shí)際場景的靈活布線設(shè)計和擴(kuò)展。等比與不等比光分路器示意圖見圖11，以1:8等比分光和1:9不等比分光為例。圖111:8等比分光器和1:9（70/30）不等比分光器圖11中1:8等比分光器的8個輸出端口的平均分配輸入的光功率。1:9（70/30）不等比分光器的級聯(lián)口會分出70%的光功率，并連接下一級的分光器。8個輸出端口會平均分配剩余30%的光功率。3.光電混合技術(shù)工業(yè)光網(wǎng)的應(yīng)用范圍覆蓋生產(chǎn)、辦公、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，在部署中可能遇到以下問題：（1）設(shè)備的遠(yuǎn)程供電；（2）如何簡化工業(yè)廠區(qū)原本密集的線纜鋪設(shè)。為解決上述問題，可以采用光電混合技術(shù)。光電混合技術(shù)是指將光纖線纜和饋電線纜復(fù)合，同時傳輸光信號和電能或（和）電信號的技術(shù)，在保障通信光終端數(shù)據(jù)傳輸同時還可以保障光終端的供電，并且簡化了纜線的布放。新型光電混合技術(shù)在工業(yè)光網(wǎng)的ODN網(wǎng)絡(luò)中得到了大范圍的應(yīng)用。不僅包括低成本小體積光電混合纜線，還有與之配套的光電混合分路器和帶輸電功能的可插拔光模塊。光電混合分路器即提供光分路的功能，也提供電源分配的功能。4.自運(yùn)維管理技術(shù)工業(yè)企業(yè)部署的ODN與傳統(tǒng)的運(yùn)營商家庭網(wǎng)絡(luò)部署的ODN不同，屬于獨(dú)立的自有網(wǎng)絡(luò)，往往需要單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)資源管理和運(yùn)維，便于工業(yè)企業(yè)對ODN進(jìn)行自服務(wù)。通過將ODN的資源信息、鏈路信息、配套的工業(yè)PON設(shè)備等運(yùn)維信息進(jìn)行提取組合，并可以與工廠的GIS信息技術(shù)結(jié)合，形成場景化的運(yùn)維視圖。此外還可以通過AI技術(shù)輔助提升智慧化的運(yùn)維管理能力，對ODN物理鏈路可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)判并對ODN的資源使用情況和資源變動情況實(shí)現(xiàn)動態(tài)化、自動化管理。在資源管理上，可以結(jié)合圖像（資源二維碼和條形碼）識別技術(shù)進(jìn)行快速的ODN資源識別和錄入，如圖12所示。典型的ODN在線資源監(jiān)測和故障診斷技術(shù)介紹見附錄1。圖12采用圖像識別快速錄入識別N運(yùn)維資源信息（二）典型的N建網(wǎng)產(chǎn)品1.預(yù)連接光分纖盒（墻掛式）圖13預(yù)連接分線盒及連接光纜預(yù)連接光分纖盒主要用于現(xiàn)場不具備固定安裝位置的場景，可以采用獨(dú)立掛墻安裝，如圖13所示。其內(nèi)部可以預(yù)制分光器或者尾纖，光纖連接適配器預(yù)制于分纖盒的面板上，在安裝時免開盒，施工方便。分纖盒具備盤纖功能，可以將多余的配線纜進(jìn)行盤儲。接入光纜采用預(yù)制連接器，在現(xiàn)場施工時即插即用，免熔接，施工方便，與光纖現(xiàn)場成端比較，可靠性更佳。2.預(yù)連接光分纖盒（上架式）圖14預(yù)連接配線架及連接預(yù)制光纜預(yù)連接配線架主要用于室內(nèi)上架式安裝，如圖14所示。接入光纜采用預(yù)制連接器，在現(xiàn)場施工時即插即用，免熔接，施工方便，與光纖現(xiàn)場成端比較，可靠性更佳。3.光電混合纜光電混合纜按照結(jié)構(gòu)可以為蝶形纜和圓型纜，見圖15。圖15光電混合纜結(jié)構(gòu)圖圓形纜的直徑一般不大于4.3mm。蝶形纜的尺寸一般不大于2.2*5.3mm。由于產(chǎn)品過重不便于搬運(yùn)，因此每公里的重量不超過28kg，每盤不超過1kg?；旌侠|中電纜正極有明顯的紅色色條標(biāo)識，用于區(qū)分出正負(fù)極。為了適應(yīng)工業(yè)復(fù)雜場景要求，混合纜中的光纜可以采用G.657A2及以上的彎曲不敏感光纖；混合纜的性能和可靠性要求滿足YD/T1997.4。為了便于施工和維護(hù)，提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性，應(yīng)選用光電一體化的連接器。連接器要能與光插座以及其他設(shè)備的輸入/輸出端口相匹配。4.光電連接器光電連接器如圖16所示。圖16光電連接器示例圖用于工業(yè)場景的光電連接器接口類型一般為SC型或者XC型；連接器導(dǎo)通電阻≤20mΩ；最大插損≤0.3dB，回?fù)p≥50dB。5.光電混合分路器以圖17為例，圖示中的光電混合分路器的供電輸出接口為SC型光電一體連接器。光電一體連接器具有一次插拔可以實(shí)現(xiàn)供電+通光的功能，便于施工和維護(hù)。交流電源輸入口為220V，輸出口為不超過56V的直流輸出口。為了安全考慮，供電單元需要具備短路保護(hù)功能。為了便于規(guī)劃和安裝，分光器需要內(nèi)置于供電單元內(nèi)。圖17帶輸電功能的可插拔光模塊6.礦用接頭盒和預(yù)制光纖礦用ODN產(chǎn)品與非礦用ODN產(chǎn)品相比最大的區(qū)別在與礦用ODN產(chǎn)品需要滿足防靜電、阻燃等要求。而且需要經(jīng)過相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證以滿足礦區(qū)井下作業(yè)場的場景要求，如空間狹小、區(qū)域狹長等場景特點(diǎn)，礦用ODN部署優(yōu)選體積小重量輕的預(yù)連接產(chǎn)品，使光纖即插即用，無需現(xiàn)場熔纖，提高安全性。此外多采用不等比級聯(lián)方案，以便接入更多的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。礦用接頭盒和預(yù)制光纖產(chǎn)品示例圖見圖18。圖18礦用接頭盒和預(yù)制光纖產(chǎn)品7.ODN自運(yùn)維管理平臺ODN自運(yùn)維管理平臺是用于管理維護(hù)ODN的系統(tǒng)，傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的ODN運(yùn)維是通過電信運(yùn)營商的管理平臺進(jìn)行統(tǒng)一納管，而對于工業(yè)企業(yè)來說，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)往往由企業(yè)自身完成，因此需要ODN運(yùn)維管理系統(tǒng)具備用戶獨(dú)立運(yùn)維的能力。目前業(yè)界以運(yùn)營商和設(shè)備廠商為代表均推出了為工業(yè)企業(yè)使用的“自服務(wù)平臺”以實(shí)現(xiàn)ODN的自維護(hù)和管理，“自服務(wù)平臺”具備可視化、智能化的管理能力。三、在、間級設(shè)高、靠的ON網(wǎng)絡(luò)（一）工廠、車間級N建網(wǎng)前的規(guī)劃關(guān)鍵點(diǎn)工業(yè)光網(wǎng)ODN在建網(wǎng)前需要進(jìn)行建網(wǎng)規(guī)劃，規(guī)劃內(nèi)容主要包括：設(shè)備位置和容量規(guī)劃、分光位置和模式選擇、終端配電方式設(shè)計等內(nèi)容，以下簡要介紹主要的規(guī)劃內(nèi)容。（1）ODN關(guān)聯(lián)設(shè)備的選型和位置規(guī)劃ODN連接了工業(yè)光網(wǎng)中的OLT和ONU設(shè)備，通過分析網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)需求，對設(shè)備進(jìn)行選型并對部署位置等進(jìn)行規(guī)劃，可以基本確定ODN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，作為后續(xù)ODN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)。OLT宜部署在網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，對于已部署傳統(tǒng)匯聚交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)，可以將OLT設(shè)備與現(xiàn)有交換機(jī)同節(jié)點(diǎn)放置。對于需要多臺OLT設(shè)備的場景，盡量集中設(shè)置OLT節(jié)點(diǎn)，對于生產(chǎn)、辦公、安防統(tǒng)一建網(wǎng)的工業(yè)企業(yè)，建議多種業(yè)務(wù)共用OLT設(shè)備以節(jié)省投資和設(shè)備部署空間。ONU一般體積較小且采用無風(fēng)扇設(shè)計，適合部署在生產(chǎn)、辦公場所中距離信息接入點(diǎn)附近的位置，建議部署在信息箱或者設(shè)備機(jī)柜中，以減少對信息點(diǎn)至ONU之間的網(wǎng)線長度，降低電磁干擾對網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性的影響。在信息接入點(diǎn)較多的監(jiān)控場景，宜采用支持POE供電功能的ONU，滿足100米范圍內(nèi)的攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入需求。（2）ODN分光位置和模式選擇合理的規(guī)劃分光器的安裝位置可以節(jié)省較多光纖的使用量。若網(wǎng)絡(luò)采用的分光比為1：N，分光器宜安裝在距離N個ONU距離總和最短的位置。分光模式選擇上，ODN網(wǎng)絡(luò)的一級分光器件宜設(shè)在節(jié)點(diǎn)覆蓋區(qū)域內(nèi)偏端側(cè)節(jié)點(diǎn)的一側(cè)，且安全、隱蔽、便于施工維護(hù)、不易受到異常環(huán)境影響。對于終端接入節(jié)點(diǎn)數(shù)量過多或部署場景要求需要采用二級分光部署的ODN網(wǎng)絡(luò)，二級分光器件宜設(shè)置在距離終端設(shè)備近的位置。在分光比選擇上，為了有效降低后續(xù)擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)投資，提高性價比，可以一次性部署成熟的大分光比ODN網(wǎng)絡(luò)。（3）終端配電方式設(shè)計在ONU和終端設(shè)備取電不方便時宜在ODN配置光電混合纜進(jìn)行遠(yuǎn)程取電和通信。在功率允許的條件下可以通過一次布線，實(shí)現(xiàn)通電通光，避免了強(qiáng)電布線對ONU和終端安裝位置的限制。（二）可選擇的N建網(wǎng)方案傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的工廠、車間級網(wǎng)絡(luò)多采用交換機(jī)組網(wǎng)，對匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)備供電、部署空間和安全性都有一定要求。采用工業(yè)光網(wǎng)ODN時，可以降低匯聚點(diǎn)的組網(wǎng)復(fù)雜度和對空間、供電等的環(huán)境要求，部署更加便捷。并且與端設(shè)備通過光纖連接可以增加傳輸距離，提高傳輸帶寬。ODN網(wǎng)絡(luò)根據(jù)終端設(shè)備取電的便捷性以及部署便利性可以選擇采用純光連接方案或光電混合連接方案組網(wǎng)。圖19將傳統(tǒng)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)光網(wǎng)ODN的純光連接方案和光電混合連接方案進(jìn)行橫向展示。圖19以太網(wǎng)與N建網(wǎng)方案視圖1.純光連接方案純光連接方案是指當(dāng)位于工作現(xiàn)場ONU設(shè)備具備從周邊環(huán)境取電的條件時，ODN可以采用全光纖連接組網(wǎng)。在分光模式的選擇方面，當(dāng)工業(yè)現(xiàn)場終端數(shù)量較多，且各終端設(shè)備距離分光器的通信距離較短時，宜采用一級分光，光分路器可以放置于弱電間或機(jī)柜當(dāng)中，如圖20所示。圖20一級分光的純光方案組網(wǎng)示意圖當(dāng)工業(yè)現(xiàn)場內(nèi)終端接入設(shè)備存在多個相對集中分布點(diǎn)的情況時，從節(jié)省布線的角度考慮，可采用二級分光，光分路器分別放置在設(shè)備間和樓層弱電間或機(jī)柜當(dāng)中，如圖21所示。圖21二級分光的純光方案組網(wǎng)示意圖2.光電混合連接方案光電混合連接方案是指當(dāng)位于工作現(xiàn)場終端和ONU設(shè)備取電不方便時，ODN采用光電混合纜連接接入端設(shè)備，使數(shù)據(jù)可以通過光纖承載的同時,ODN還可以為終端提供額外的供電能力。如圖22所示，ODN的光電混合連接組網(wǎng)方案由集中供電單元（分光器+供電單元+光電混合連接器）、光電混合纜、ONU三塊組成，集中供電單元把光信號和電信號通過光電混合連接器連接并同時引入光電混合纜，向終端設(shè)備同時提供數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程供電功能，適用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中ONU、AP和攝像頭等終端設(shè)備取電難的場景。圖22采用光電混合纜連接的N部署示例圖（三）典型工業(yè)場景特點(diǎn)和N部署示例1.常規(guī)生產(chǎn)和辦公環(huán)境中部署ODN場景特點(diǎn)對常規(guī)的生產(chǎn)和辦公環(huán)境，例如辦公區(qū)或者類辦公區(qū)的場景，屬于溫度濕度可控的溫和環(huán)境。按照IEC61753-1:2018標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)場景溫度一般在-10~60℃，濕度一般在5%~95%Rh，企業(yè)內(nèi)部具有設(shè)備間，辦公樓宇也會有弱電間，ODN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝空間充足，取電較為方便。以常規(guī)中小制造業(yè)企業(yè)為例，其建網(wǎng)場景涵蓋生產(chǎn)制造車間、員工的辦公樓宇和企業(yè)的安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等，場景的網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境屬于常規(guī)的室內(nèi)溫度、濕度范圍，無特殊或極端的場景環(huán)境要求。企業(yè)通常采用建設(shè)一張網(wǎng)絡(luò)覆蓋生產(chǎn)、辦公及安防區(qū)域。ODN的部署方式在常規(guī)生產(chǎn)和辦公環(huán)境中，以常規(guī)中小制造業(yè)企業(yè)為例，結(jié)合環(huán)境要求和成本控制的原則，可以通過部署一張工業(yè)光網(wǎng)覆蓋生產(chǎn)、辦公和安防數(shù)據(jù)承載需求。ODN的部署根據(jù)接入設(shè)備的數(shù)量、位置和網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍優(yōu)先選擇純光連接方案。為簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和規(guī)劃難度，可以采用一級分光，分光器放置在樓層弱電間（條件允許的情況下）。集中設(shè)置OLT節(jié)點(diǎn)對生產(chǎn)、辦公、安防網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚，建議共用OLT設(shè)備以節(jié)省投資和設(shè)備部署空間。安防網(wǎng)絡(luò)可以采用POE供電的ONU接入監(jiān)控終端設(shè)備，以保證部署的靈活性。2.離散制造行業(yè)中部署ODN場景特點(diǎn)相較于常規(guī)行業(yè)的場景特點(diǎn)，離散制造行業(yè)的ODN網(wǎng)絡(luò)場景具有如下特點(diǎn)：1） 網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)位多，生產(chǎn)備份點(diǎn)位多，點(diǎn)位密度較大；2） 部分生產(chǎn)環(huán)境存在機(jī)械振動、沖擊加速度等情況；3） 部分生產(chǎn)環(huán)境中存在較高濃度的油污和顆粒物；4） 生產(chǎn)產(chǎn)線面積大，部分生產(chǎn)區(qū)域存在取電困難的可能性；5） 部分生產(chǎn)場景對EMC要求較高。以大型的生產(chǎn)制造車間為例，其整體生產(chǎn)線長度長，覆蓋面加大，控制單元分布廣泛，要求數(shù)據(jù)采集的點(diǎn)位較多。在通過大型機(jī)械做生產(chǎn)制造過程中，周邊環(huán)境存在機(jī)械振動或其他特殊環(huán)境要求。企業(yè)對簡化網(wǎng)絡(luò)部署的需求迫切。部署ODN關(guān)注點(diǎn)在特殊離散生產(chǎn)制造場景中，可以部署工業(yè)光網(wǎng)承載生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)。如圖23所示，ODN網(wǎng)絡(luò)的部署根據(jù)制造車間的生產(chǎn)線區(qū)域分布、接入設(shè)備的數(shù)量和終端供電等環(huán)境要求等可以選擇光電混合連接方案，滿足不同區(qū)域的終端接入要求。對于產(chǎn)線終端數(shù)量多并存在無線終端接入的情況，可以選擇在現(xiàn)場接入側(cè)安裝AP設(shè)備并利用光電混合纜供電。此外為擴(kuò)大全光覆蓋面積，可以采用級聯(lián)可擴(kuò)展的不等比分光器的方式擴(kuò)大全光網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積，以便接入各個區(qū)域的生產(chǎn)終端。注：可拓分光器用1:9光器為意，可需置不同分比圖23離散制造業(yè)采用光電混合連接部署示意圖在特殊的制造加工環(huán)境下，如在沖擊振動的環(huán)境中，在沖擊不強(qiáng)烈的機(jī)械設(shè)備（如加工中心、車床、銑床、鑄造設(shè)備等）附近，需要滿足TIA-1005-A標(biāo)準(zhǔn)中M2等級以上的抗振動/抗沖擊要求，ODN連接用光纖連接器可以選用XC、SC、LC、FC的接頭類型。在強(qiáng)烈振動/沖擊設(shè)備附近（如：鍛造設(shè)備需要能滿足TIA-1005-A標(biāo)準(zhǔn)中M3等級的抗振動/抗沖擊要求下。ODN網(wǎng)絡(luò)中的光纖連接器可以選用ST接頭類型，以保證連接的可靠性。此外在存在油污的環(huán)境中，ODN光纜護(hù)套需要至少滿足TIA-1005-A標(biāo)準(zhǔn)中C2等級耐油污的要求。在存在油污的環(huán)境中，光纜護(hù)套材料優(yōu)選TPU或PVC材料。LSZH等耐油能力差的材料需慎用或不用。3.特殊流程行業(yè)部署ODN場景特點(diǎn)相較于常規(guī)行業(yè)的場景特點(diǎn)，特殊流程制造行業(yè)ODN網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景有如下特點(diǎn)：1）生產(chǎn)區(qū)域覆蓋面積較大、拓?fù)鋸?fù)雜，需要滿足長距離通信要求；2）生產(chǎn)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)可能會在室外，需要器件滿足相應(yīng)的IP防護(hù)需求，最高可達(dá)IP68；3）生產(chǎn)區(qū)域中會存在易燃易爆氣體和粉塵，需要相關(guān)器件、設(shè)備滿足相應(yīng)防爆需求；4）生產(chǎn)區(qū)域可能存在腐蝕性氣體環(huán)境，如硫化氫、二氧化硫、氨氣等；5）個別場景通信設(shè)備無法取電，需要總線為通信設(shè)備供電。 部署關(guān)注點(diǎn)以煤礦等生產(chǎn)環(huán)境舉例，其生產(chǎn)區(qū)域多在井下，控制側(cè)與端側(cè)需要較長的通信距離，且井下多存在易燃易爆氣體和粉塵的惡劣環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要滿足相應(yīng)的防爆需求。同時在網(wǎng)絡(luò)部署過程中，需要盡可能減少建網(wǎng)環(huán)節(jié)可能導(dǎo)致的安全隱患。在部署ODN時，如圖24所示，通過采用不等比分光器級聯(lián)并結(jié)合高可用組網(wǎng)的方式以提供采礦做業(yè)面各類終端的長距離接入和數(shù)據(jù)傳輸，使ODN光鏈路形成類似環(huán)網(wǎng)的鏈路結(jié)構(gòu)以具備快速的鏈路保護(hù)倒換能力。接入終端處連接支持礦用的本安型終端，滿足相應(yīng)的防爆要求。圖24煤礦生產(chǎn)環(huán)境部署高可用的拓?fù)湟鈭D（四）工廠、車間級N建網(wǎng)注意事項(xiàng)（1）ODN建網(wǎng)應(yīng)保證在網(wǎng)以及建網(wǎng)后業(yè)務(wù)承載的安全可靠，需要結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境選擇最優(yōu)的建網(wǎng)技術(shù)和部署方式，將光纖網(wǎng)絡(luò)盡可能一次性規(guī)劃和延伸鋪設(shè)至終端。（2）光纜容量和路由應(yīng)綜合考慮，廠區(qū)內(nèi)新布放的光纜纖芯數(shù)量應(yīng)預(yù)留冗余。（3）ODN拓?fù)渲饕捎脴湫突蜴溞徒Y(jié)構(gòu)，在部署面向生產(chǎn)制造等關(guān)鍵數(shù)據(jù)承載的ODN時還應(yīng)考慮建設(shè)主用光纖的保護(hù)鏈路。（4）光通道損耗是ODN建網(wǎng)重要的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。光功率衰減與分光器的分光比、活動連接數(shù)量、光纜長度等有關(guān)，在工程設(shè)計階段，需要控制ODN中最大的衰減值，使其符合光鏈路端到端的功率預(yù)算要求。應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)中最遠(yuǎn)用戶的光通道衰減進(jìn)行核算，采用最壞值法進(jìn)行ODN光通道衰減核算，檢查全網(wǎng)的光通道損耗是否滿足要求。光通道衰減計算可以參考附錄3的ODN建網(wǎng)鏈路損耗表。（5）部署ODN時盡量減少光纖熔接點(diǎn)，減少光纖線路活接頭數(shù)量。并在建設(shè)中合理采用預(yù)連接產(chǎn)品等減少施工現(xiàn)場的熔纖工作。在建網(wǎng)過程中宜配置OTDR等維護(hù)工具實(shí)現(xiàn)對ODN布放光纖質(zhì)量的端到端評估。四、在業(yè)現(xiàn)建設(shè)、靠工業(yè)光線ON網(wǎng)絡(luò)（一）工業(yè)光總線N概述工業(yè)光總線是將工業(yè)總線技術(shù)與光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合以提供現(xiàn)場級終端設(shè)備總線互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，工業(yè)光總線的定義內(nèi)容參見《工業(yè)光網(wǎng)白皮書》。工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，對光總線中的設(shè)備、線纜、連接器提出苛刻的要求，因此構(gòu)建易安裝、易維護(hù)、易擴(kuò)展和高可靠的工業(yè)光總線ODN網(wǎng)絡(luò)非常重要。以用于工業(yè)控制系統(tǒng)的光總線架構(gòu)舉例，見圖25。其中內(nèi)置于伺服、IO等機(jī)器中的光終端模組通過光總線ODN連接位于控制端的光頭端模組。光總線ODN部件主要包含：分光器、光纖光纜、光纖連接器、線槽、光分纖盒（可選），其中可以將不等比分光器集成在光終端中。在實(shí)際部署時，應(yīng)該著重考慮這幾個ODN組件和配套設(shè)備的要求。圖25工業(yè)現(xiàn)場光總線示意圖（二）工業(yè)光總線N建網(wǎng)前的規(guī)劃關(guān)注點(diǎn)根據(jù)用戶對工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境需求及相關(guān)約束條件，遵循高可靠性原則，對光纖入口分布、從站分布、電源分布、線槽分布以及設(shè)備內(nèi)部空間等基本情況，給出工業(yè)現(xiàn)場光總線ODN的規(guī)劃建議，參考因素包括：（1）布設(shè)設(shè)備內(nèi)的環(huán)境，如密閉/開放環(huán)境、溫度、濕度、震動、反復(fù)彎折、IP防護(hù)要求等；（2）資源狀況，如光纖入口位置、供電位置、從站放置位置、布設(shè)路徑等；（3）業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的需求，接入數(shù)據(jù)點(diǎn)位對帶寬的需求、對網(wǎng)絡(luò)性能要求、對可靠性和冗余的要求；（4）建設(shè)成本要求，結(jié)合業(yè)務(wù)需求和用戶對總線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)期成本要求。工業(yè)光總線ODN建設(shè)因?yàn)閳鼍昂涂蛻粢蟮牟煌哂胁淮_定性。構(gòu)建一個高可靠性、易安裝、易維護(hù)和易擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)是光總線ODN規(guī)劃實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。（三）可選擇的工業(yè)光總線N建網(wǎng)方案1.光總線ODN部署結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的工業(yè)現(xiàn)場總線多采用串行級聯(lián)部署方式，如圖26所示。這種方案可以清晰化光纖布線結(jié)構(gòu)和對從站設(shè)備進(jìn)行排序和定位。圖26傳統(tǒng)的工業(yè)現(xiàn)場布線布線圖為了方便現(xiàn)場施工人員的施工習(xí)慣和便于對端口的識別，參考傳統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場布線方式，工業(yè)光總線同樣可以采用串行級聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并結(jié)合ODN中分光器的類型和使用方式將光總線的ODN結(jié)構(gòu)分為以下兩種典型結(jié)構(gòu)：不等比分光器級聯(lián)和等比+不等比分光器級聯(lián)。由于不等比分光器體積較小，為保證光總線運(yùn)行的可靠性，減少線纜和連接的數(shù)量，可以將不等比分光器集成至光終端中，從而大大減少線纜的數(shù)量，提升了現(xiàn)場施工便利性。圖27是不等比分光器集成至光終端的結(jié)構(gòu)示意圖。圖271:2（10/90）不等比分光器集成至光終結(jié)構(gòu)示意圖對于從站數(shù)量較少的場景，可以采用不等比分光器級聯(lián)結(jié)構(gòu)。不等比級聯(lián)結(jié)構(gòu)是指光頭端與光終端之間使用1(2):2不等比光分路器，每個分光器的級聯(lián)端連接下一級分光器的輸入端，每個分光器的信號端連接光終端，逐級連接。如果使用2分分光器，則其中一路分光器可以做為備份使用，圖28是不等比分光器級聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。圖28不等比級聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖對于從站數(shù)量較多的場景，建議采用等比+不等比分光器級聯(lián)結(jié)構(gòu)。等比+不等比分光器級聯(lián)結(jié)構(gòu)是指光頭端與光終端之間使用一個1(2):N（N＞2）等比分光器+多個1(2):2不等比光分路器串行級聯(lián)的方式。其中等比分光器的所有輸出端均與不等比分光器的輸入端直接連接，所有不等比分光器采用串行級聯(lián)的連接方式。如果使用2分分光器，其中一路分光器可以做為備份使用。圖29是等比+不等比分光器級聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。圖29等比不等比級聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖選擇光總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)根據(jù)用戶需求、從站分布情況、安裝成本，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和管理維護(hù)等來確定。一個實(shí)際的光總線網(wǎng)絡(luò)需要選擇不同的結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的工業(yè)場合。上文提到的兩種鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)方式靈活，節(jié)省分支光纜。實(shí)際布放時，采用1:2（10/90）不等比分光級聯(lián)結(jié)構(gòu)，如在光模組中使用Class B+級別的光模塊可以支持鏈型組網(wǎng)級數(shù)12級。在光頭端出口增加1個1:2等比分光器，可以支持雙鏈共16級級聯(lián)。2.工業(yè)光總線設(shè)備節(jié)點(diǎn)位置頭端置優(yōu)先選擇光頭端位置，光頭端應(yīng)該盡量靠近上位機(jī)，充分利用機(jī)臺內(nèi)已有的配電系統(tǒng)、業(yè)務(wù)設(shè)備、機(jī)架、配線系統(tǒng)等資源，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中管理和維護(hù)，降低運(yùn)維費(fèi)用。位置由于不等比分光器體積較小，可以考慮將不等比分光器集成至光終端中提升分光器的可靠性，減少線纜和連接的數(shù)量。等比分光器由于獨(dú)立于設(shè)備部署和安放，應(yīng)盡量采用盒式或者插片式分光器，對分光器本體進(jìn)行保護(hù)。光纖與光纖的連接采用跳接方式連接，便于測試維護(hù)和升級。等比分光器的位置應(yīng)便于光纜出入，便于現(xiàn)場操作維護(hù)。終端置光終端模組位于從站內(nèi)部，與從站在內(nèi)部采用異步并口/SPI等方式與工作設(shè)備進(jìn)行連接器，對外預(yù)留光纖接口。3.工業(yè)光總線ODN組件選型建議在不同的使用場景下，設(shè)備對于光總線ODN部件的性能要求各不相同，需要根據(jù)實(shí)際的使用要求和相關(guān)場景設(shè)計和選擇滿足要求的ODN組件，保證工業(yè)光總線網(wǎng)絡(luò)的長期施工的可靠性和壽命，可參考第三章典型工業(yè)場景下的ODN部署相關(guān)要求進(jìn)行光總線ODN部件的選型。表1列舉了部分典型場景對于ODN組件選型的重點(diǎn)使用要求作為參考。表1部分特殊場景下組件選型重點(diǎn)使要求使用場景重點(diǎn)使用要求機(jī)床主軸等振動機(jī)床主軸等沖擊注塑機(jī)等高溫鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)/電梯/SMT貼片機(jī)等反復(fù)彎曲化工設(shè)備化學(xué)腐蝕4.光纜布放對于光纜的布放，可以按照光總線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)的從站總?cè)萘?，同時考慮10％左右的光纖資源冗余以滿足未來新業(yè)務(wù)發(fā)展需求，一次性完成光纜敷設(shè)。光纜路由的確定通常與從站分布、現(xiàn)有線槽情況、機(jī)臺內(nèi)空間、電源位置等因素有關(guān)，需要在成本，運(yùn)維需求，可實(shí)施性，可靠性等多方面進(jìn)行綜合考慮。工程設(shè)計中，需要通過實(shí)地勘查來確定最佳的路由，路由選擇必須確保光纜線路安全可靠，便于施工和維護(hù)，工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)實(shí)際情況，光纜敷設(shè)通常采用扎帶、線槽、卡釘或者波紋管等方式進(jìn)行布設(shè)。以機(jī)臺內(nèi)為例，在機(jī)臺內(nèi)空間足夠的情況下，可以優(yōu)先采用線槽或者波紋管方式進(jìn)行光纖固定，能夠更好的對光纖進(jìn)行保護(hù)。在線槽布設(shè)困難的區(qū)域（如空間較?。?，可選擇卡釘或者扎帶等方式固定光纜?？蓞⒖紙D30的典型光纖布線方式示意圖。圖30典型光纖布線方式示意圖（四）工業(yè)光總線N建網(wǎng)注意事項(xiàng)（1）在不同的使用場景下，設(shè)備對于光總線ODN部件的性能要求各不相同，需要根據(jù)實(shí)際的使用要求和相關(guān)場景設(shè)計和選擇滿足要求的ODN部件，保證工業(yè)光總線網(wǎng)絡(luò)的施工可靠性和壽命。（2）光通道損耗是ODN建網(wǎng)最重要的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。光功率衰減與分光器的分光比、活動連接數(shù)量、光纜長度等有關(guān)，在工程設(shè)計時，必須控制ODN中最大的衰減值，使其符合光頭端和光終端之間的光功率預(yù)算要求。設(shè)計中應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)中最遠(yuǎn)用戶的光通道衰減進(jìn)行核算，采用最壞值法進(jìn)行ODN光通道衰減核算，檢查全網(wǎng)的光通道損耗是否滿足要求，并根據(jù)需要對網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案做適當(dāng)調(diào)整。（3）機(jī)臺內(nèi)光纜布設(shè)過程中需要對光纖進(jìn)行保護(hù)，防止光纖在機(jī)臺運(yùn)行過程中發(fā)生彎折、機(jī)械沖擊等意外，確保布設(shè)完成后光纜滿足選用光纖的最小彎曲半徑。圖31列出了不同類型單模光纖最小彎曲半徑建議值。圖31不同類型單模光纖最小彎曲半徑建議值五、為業(yè)企提供自服”力的ON運(yùn)維臺為了便于工業(yè)企業(yè)自行維護(hù)和管理ODN網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)企業(yè)可以部署獨(dú)立的ODN運(yùn)維管理系統(tǒng)，目前業(yè)界已經(jīng)推出了為工業(yè)企業(yè)使用的“自服務(wù)平臺”以實(shí)現(xiàn)ODN的自維護(hù)和管理?！癘DN運(yùn)維自服務(wù)平臺”參考工業(yè)用戶的使用習(xí)慣，結(jié)合智能化輔助手段，將ODN資源數(shù)據(jù)可視化的展現(xiàn)出來，并為用戶提供ODN主動的運(yùn)維能力。以下介紹ODN自服務(wù)運(yùn)維平臺的相關(guān)特性。（一）通過N自服務(wù)平臺實(shí)現(xiàn)可視化運(yùn)維1.基于全方位網(wǎng)格劃分，實(shí)現(xiàn)ODN拓?fù)淇梢暬疧DN拓?fù)淇梢暬侵笇DN組件及組網(wǎng)拓?fù)涞葘?shí)現(xiàn)可視化運(yùn)維管理?；诓煌δ軈^(qū)域進(jìn)行ODN組網(wǎng)模式規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥\(yùn)維，結(jié)合GIS網(wǎng)格，覆蓋多種功能區(qū)域，包括：生產(chǎn)車間、工業(yè)場地、工廠園區(qū)和辦公區(qū)域等。在GIS網(wǎng)格信息視圖上采用不同顏色予以區(qū)分，對ODN快速識別定位和運(yùn)行維護(hù)。可以基于GIS網(wǎng)格內(nèi)顯示的光節(jié)點(diǎn)進(jìn)行ODN的逐段管理，包括：OLT匯聚節(jié)點(diǎn)、主干光節(jié)點(diǎn)、接入光節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，不同段光纖/光纜也通過顏色區(qū)分管理。2.基于多維度數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)ODN資源可視化對光纜分纖盒、光分路器設(shè)備和光纜接頭盒、到光纖、光纜，以及在用/空閑ODN資源信息等方面進(jìn)行多維度的數(shù)據(jù)信息提取和處理，從而支持設(shè)備、線路和鏈路的可視化管理。支持可視化管理體系的內(nèi)容包括：設(shè)備資源可視化：ODN網(wǎng)絡(luò)中部署的各類光交接箱、光纜分光分纖盒、光纜分光盒、光分路器等設(shè)備，將這些設(shè)備的型號、容量納入可視化管理體系。此外，還包括ODN相關(guān)光節(jié)點(diǎn)信息，例如：匯聚節(jié)點(diǎn)OLT設(shè)備的PON口(包含制式EPON/GPON/10GEPON/XG-PON)，一級或二級光分路器(光分路器類型、一級或多級分光、分光比)，以及接入節(jié)點(diǎn)ONU網(wǎng)關(guān)的型號、類型，端口/接口數(shù)量和類型等；線路資源可視化：將ODN中布放的光纖和光纜實(shí)現(xiàn)數(shù)值化信息提取，使線路的光纖和光纜的類型、長度、芯數(shù)及路由等信息可以納入可視化管理體系。鏈路資源可視化，將OLT經(jīng)過ODN最后到ONU網(wǎng)關(guān)的光鏈路路由連接信息、括在用/空閑資源信息實(shí)現(xiàn)可視化管理，例如將所有光纖、光分路器端口資源均標(biāo)識出“在用”和“空閑”兩類，使鏈路資源可以納入可視化管理體系。.自動化ODN監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)ODN狀態(tài)可視通過結(jié)合OTDR檢測技術(shù)和PON OLT自身診斷功能可以檢測ODN網(wǎng)絡(luò)性能，以實(shí)現(xiàn)ODN狀態(tài)可視化管理。具體內(nèi)容包括：a）光模塊信息，例如：PON設(shè)備光模塊對應(yīng)的發(fā)送光功率、接收光功率、工作電流、電壓和溫度等信息；b）光纖長度及對應(yīng)的損耗信息，例如：光纖/光纜長度，對應(yīng)的總損耗和每公里衰減等信息；c）光分路器分光比及對應(yīng)的損耗信息，例如：分光比，對應(yīng)的總損耗和每一分支的損耗等信息；d）其他無源器件/光接頭性能信息，例如：一般包括損耗，反射性能等信息。此外還可以通過光纖鏈路感知技術(shù)感知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、用戶與ODN線路連接關(guān)系的變化等實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜唾Y源的實(shí)時監(jiān)測更新和狀態(tài)可視化。（二）通過N自服務(wù)平臺實(shí)現(xiàn)智慧化管理ODN智慧化運(yùn)維是指以O(shè)DN信息數(shù)據(jù)作為支撐，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計功能，結(jié)合智能化的輔助手段，提供更簡單易用的ODN運(yùn)行維護(hù)方法。ODN的智慧化運(yùn)維依托ODN管理信息數(shù)字化能力及ODN的運(yùn)維自動監(jiān)測能力。1.ODN管理信息數(shù)字化工業(yè)場景下ODN的擴(kuò)容、運(yùn)維過程涉及相關(guān)資源變動，需要實(shí)時更新并形成最新的健康檔案數(shù)據(jù)庫，可以提取ODN的資源數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及連接關(guān)系信息并結(jié)合AI等技術(shù)實(shí)現(xiàn)ODN的精確化、智慧化管理。通過采集設(shè)備信息和ODN產(chǎn)品標(biāo)識實(shí)現(xiàn)快速的現(xiàn)場資源錄入，并在后臺進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，如圖32所示。這里的ODN標(biāo)識信息是指在ODN產(chǎn)品上預(yù)制了圖像識別所需要的信息，包括： 光分纖盒盒體二維碼：包含的信息能夠體現(xiàn)設(shè)備的型號和規(guī)格，可以采用全球唯一標(biāo)識。 光纜條碼：配線纜采用雙端預(yù)制纜，兩端自帶相同一維條碼。接入纜單端預(yù)制一維條碼。 連接信息：通過OLT獲取與ONU網(wǎng)關(guān)的連接邏輯信息，以及通過ODN網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測分析獲取ODN資源的變化(例如OTDR監(jiān)測)等手段，完成ODN資源狀態(tài)的更新和動態(tài)管理。ODN設(shè)備和線纜上預(yù)置的產(chǎn)品信息碼可以通過用戶終端（如手機(jī)）安裝配套的APP應(yīng)用進(jìn)行快速的拍照和精準(zhǔn)識別，將信息傳輸至運(yùn)維管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，幫助裝維人員快速完成ODN資源信息錄入和精準(zhǔn)管理。圖32通過收集PP進(jìn)行N資源圖像識別和數(shù)據(jù)上傳采集到的ODN資源信息、連接信息、設(shè)備信息如OLT設(shè)備光節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)等的各類數(shù)據(jù)等，可以同步GIS信息一并錄入自服務(wù)平臺，在自服務(wù)平臺上完成整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜唾Y源信息的動態(tài)管理。2.ODN管理運(yùn)維智慧化在運(yùn)維階段，可借助多種監(jiān)測手段（包括PONDDM信息查詢、OTDR在線監(jiān)測等）進(jìn)行ODN狀態(tài)監(jiān)測，檢測數(shù)據(jù)與健康檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行比對后給出檢測報告，針對ODN故障給出預(yù)測和告警。工業(yè)光網(wǎng)ODN檢測可分為人工發(fā)起一鍵檢測，以及按策略/周期自動發(fā)起檢測，并給出ODN質(zhì)量狀態(tài)及維護(hù)建議。對于存在故障的光纖光纜/段或光節(jié)點(diǎn)，應(yīng)有故障告警，選擇結(jié)合GIS網(wǎng)格的信息視圖可以對故障點(diǎn)突出顯示，例如光纖/光纜段或光節(jié)點(diǎn)呈紅色閃爍狀。故障修復(fù)后，GIS網(wǎng)格信息視圖中的告警狀態(tài)自動消除。此外，針對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理需要人工介入多、故障預(yù)知和故障癥斷難等問題，可以結(jié)合AI算法對接入ODN網(wǎng)絡(luò)中的不同終端鏈路的光信號特征進(jìn)行分析，自動識別終端的接入端口和鏈路拓?fù)湫畔?，提高ODN網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維自動化監(jiān)測和故障定界定位能力。圖33采用智慧化ODN運(yùn)維工具的故障定位視圖，可以對ODN網(wǎng)絡(luò)中的鏈路故障進(jìn)行主動化定界，并做可視化的顯示。圖33智慧化N運(yùn)維工具的故障定位視圖（三）N自服務(wù)平臺的安全保障ODN智能運(yùn)維平臺支持用戶采用分權(quán)分域方式進(jìn)行管理操作，包括：例行ODN測試權(quán)限、ODN測試數(shù)據(jù)瀏覽權(quán)限，以及ODN資源錄入/管理權(quán)限等，為不同用戶靈活設(shè)定其操作權(quán)限。同時，系統(tǒng)操作日志可記錄所有操作，做到異常操作可溯源、可反查。六、總與展望工業(yè)是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，隨著制造業(yè)向智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，生產(chǎn)不斷向柔性化、精細(xì)化、低碳化的方向發(fā)展，工業(yè)光網(wǎng)具有巨大的發(fā)展機(jī)會，也會越來越得到業(yè)界的認(rèn)可，成為主流的新一代工業(yè)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。ODN作為工業(yè)光網(wǎng)的光纖連接網(wǎng)絡(luò)，集合了光器件的無源特性和光纖的大容量承載、長距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。隨著工業(yè)光網(wǎng)的普及，ODN的應(yīng)用部署會逐步提高，帶動ODN網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展。ODN的發(fā)展方向包括：（1）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的覆蓋范圍進(jìn)一步擴(kuò)大：隨著工業(yè)光網(wǎng)的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，ODN建網(wǎng)會進(jìn)一步向工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)延伸，作為廣泛的工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)，成為覆蓋工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)控制、數(shù)據(jù)采集匯聚、辦公和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的全光連接載體；（2）ODN建網(wǎng)過程逐步標(biāo)準(zhǔn)化、流程化：為滿足工業(yè)企業(yè)場景需求多樣化、需求多樣化，快速建網(wǎng)的要求，ODN在面向不同行業(yè)的建網(wǎng)過程中會逐步探索標(biāo)準(zhǔn)化的建網(wǎng)方法，從而進(jìn)一步提高建網(wǎng)效率，降低建網(wǎng)成本，同時針對不同行業(yè)開發(fā)個性化的ODN組件和產(chǎn)品，提供場景化、流程化的快速建網(wǎng)能力。（3）提供準(zhǔn)確的、可預(yù)測性O(shè)DN智能自運(yùn)維服務(wù)：現(xiàn)有ODN運(yùn)維自服務(wù)平臺已經(jīng)提供了ODN的數(shù)字化管理和可視化自服務(wù)能力，隨著ODN建網(wǎng)范圍的擴(kuò)大，ODN的運(yùn)維管理會逐步與多樣的AI能力結(jié)合為工業(yè)企業(yè)提供簡便的網(wǎng)絡(luò)預(yù)測性主動運(yùn)維服務(wù)，使ODN運(yùn)維由用戶自服務(wù)運(yùn)維向主動的自動化運(yùn)維發(fā)展。附錄、相關(guān)網(wǎng)技術(shù)介1.1工業(yè)光網(wǎng)工業(yè)光網(wǎng)是采用光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)互聯(lián)工業(yè)企業(yè)全生產(chǎn)要素的組網(wǎng)形式，采用光纖作為傳輸媒質(zhì)，網(wǎng)絡(luò)具有高帶寬承載、低時延傳輸、抗干擾等特點(diǎn)，屬于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中有線網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)光網(wǎng)由工業(yè)OTN、工業(yè)PON、工業(yè)光總線等光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成。（詳見AII發(fā)布的《工業(yè)光網(wǎng)白皮書》）1.2基于TDR技術(shù)的DN光鏈路檢測技術(shù)ODN的OTDR檢測方案主要包括：基于高性能OTDR檢測方案和基于反射器的OTDR檢測方案兩種。1.基于高性能OTDR的檢測方案在ODN網(wǎng)絡(luò)中，由于引入了光分路器（包括等比和不等比光分路器），導(dǎo)致通過分光器后的OTDR檢測光脈沖的大幅度衰減。為此,可以通過采用高性能OTDR設(shè)備來實(shí)現(xiàn)ODN的鏈路監(jiān)測和故障診斷。高性能OTDR設(shè)備需要具備高動態(tài)范圍、精度高、盲區(qū)小等特性。OTDR檢測信號能夠穿透ODN中各類光分路器設(shè)備，同時還要對工業(yè)PON系統(tǒng)本身的業(yè)務(wù)運(yùn)行不產(chǎn)生影響。高性能OTDR設(shè)備推薦采用外置獨(dú)立式OTDR架構(gòu)。外置獨(dú)立式OTDR架構(gòu)中主要硬件設(shè)備包括了基于SFF-8472的光鏈路監(jiān)測功能的工業(yè)PONOLT設(shè)備/工業(yè)PON網(wǎng)關(guān)設(shè)備；基于外置獨(dú)立式的OTDR設(shè)備、光開關(guān)、光合波器等。該架構(gòu)中，ODN的診斷測試解決方案結(jié)合了OTDR測試診斷能力、工業(yè)PON系統(tǒng)光鏈路監(jiān)測能力和故障監(jiān)測能力，對應(yīng)的由集成在工業(yè)PON自服務(wù)平臺中的PONODN測試診斷系統(tǒng)提供。該測試診斷系統(tǒng)包括了PON設(shè)備監(jiān)測與診斷模塊，OTDR測試與診斷模塊和OTDR控制模塊。外置OTDR設(shè)備通過多端口的光開關(guān)和光合波器，連接到一個或多個OLT中PON口下，實(shí)現(xiàn)一或多個OLT的PONODN的診斷和測試。2.基于反射器的OTDR檢測方案在ODN網(wǎng)絡(luò)中，由于引入了光分路器（包括等比和不等比光分路器），導(dǎo)致通過分光器后的OTDR檢測光脈沖的大幅度衰減。以等比分光器為例，分光后每一路引入光纖中的光信號強(qiáng)度降低為1/N（N為分光比）。同時，在分支光纖上發(fā)生的衰減事件導(dǎo)致的背向散射信號會與其他N-1路分支光纖的背向散射信號疊加，分支光纖上的衰減事件很容易被淹沒，為此利用傳統(tǒng)OTDR技術(shù)很難檢測分支光纖上的衰減事件。而采用高性能OTDR設(shè)備又會帶來昂貴建設(shè)成本。為此，可以在ONU側(cè)安裝一個無源的波長選擇性的反射器，通過對OTDR檢測信號的強(qiáng)反射，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)的對比，實(shí)現(xiàn)對分支光纖衰減等故障的有效檢測和定位。典型基于反射器OTDR檢測的應(yīng)用部署如圖34所示。基于反射器的OTDR檢測方案主要采用設(shè)備光模塊內(nèi)置OTDR的方式，也可以采用外置獨(dú)立式OTDR設(shè)備。圖34基于反射器TR檢測的應(yīng)用部署示意圖光模塊內(nèi)置OTDR架構(gòu)中主要硬件設(shè)備包括了基于SFF-8472的光鏈路監(jiān)測功能的OLT設(shè)備/工業(yè)ONU網(wǎng)關(guān)；OTDR模塊內(nèi)置在OLT設(shè)備的每個下行口的光模塊。該架構(gòu)中，工業(yè)光網(wǎng)ODN診斷測試的解決方案結(jié)合了OTDR測試診斷能力、系統(tǒng)光鏈路監(jiān)測能力和故障監(jiān)測能力，對應(yīng)的由集成在工業(yè)PON自服務(wù)平臺中的工業(yè)光網(wǎng)ODN測試診斷系統(tǒng)提供。附錄2、中提的縮語AIArtificialIntelligence人工智能APPApplication應(yīng)用軟件APAccessPoint接入點(diǎn)EMCElectromagneticMagneticCompatibility電磁兼容GEGigabitEthernet吉比特以太網(wǎng)GISGeographicInformationSystem地理信息系統(tǒng)HMIHumanMachineInterface人機(jī)接口軟件IOInput/Output輸入/輸出LSZHLowSmokeZeroHalogen低煙無鹵材料ODFOpticalDistributionFrame光纖配線架ODNOpticalDistributionNetwork光分配網(wǎng)絡(luò)OLTOpticalLineTerminal光線路終端ONUOpticalNetworkUnit光網(wǎng)絡(luò)單元OTDROpticalTime-DomainReflectometer光時域反射儀P2MPPointtoMultiplePoint點(diǎn)到多點(diǎn)PLCProgrammableLogicController可編程邏輯控制器POEPowerOverEthernet以太網(wǎng)供電PONPassiveOpticalNetwork無源光纖網(wǎng)絡(luò)PVCPolyvinylChloride聚氯乙烯SFPSmallFormPluggable小封裝熱拔插光模塊SPISerialPeripheralInterface串行外設(shè)接口TPUThermoplasticPolyurethanes熱塑性聚氨酯附錄3ON建網(wǎng)關(guān)表格（1）ODN建網(wǎng)鏈路損耗表序號名稱描述光損耗典型值(dB)1光纜(G.652)1310nm(db/km)0.351490nm(db/km)0.251550nm(db/km)0.211270nm(db/km)0.42連接點(diǎn)熔接點(diǎn)0.1適配器0.3預(yù)連接0.3FMC0.5冷接0.2MPO0.73分光器1:2等比分光器（FBT）3.61:4等比分光器7.21:8等比分光器10.41:16等比分光器13.61:32等比分光器16.81:64等比分光器20.31:9（70/30）級聯(lián)端口(70%)1.9接入端口(30%/8)15.71:5（85/15）級聯(lián)端口(85%)1.6接入端口(15%/4)15.51:2不等比分光器（95/5）95%0.65%13.61:2不等比分光器(90/10)90%0.810%111:2不等比分光器(85/15)85%1.115%8.91:2不等比分光器(70/30)70%1.830%5.6備注2N2N2N光器損耗在1N基上增加0dB。（2）光電復(fù)合纜技術(shù)參數(shù)表功能類別技術(shù)要求及指標(biāo)外觀、尺寸和重量1、圓形纜的直徑不大于4.3mm。蝶形纜的尺寸不大于2.2*5.3mm。2、圓纜的外護(hù)套厚度≥0.4mm。蝶形纜的外護(hù)套厚度≥0.2mm。3、每公里的重量不得超過28kg，每盤1kg。（產(chǎn)品過重不便于搬運(yùn)）4、電纜的正極有明顯的紅色色條標(biāo)識，能容易的區(qū)分出正負(fù)極。電學(xué)特性1、當(dāng)PoE傳輸距離小于150m，導(dǎo)線為裸銅；銅線直徑不得小于0.48mm，由7根0.16mm的銅絲組成；電阻≤140/km（@20℃）?？梢灾?0V（DC）工作電壓和0.5A（DC）的工作電流。2、當(dāng)PoE傳輸距離在150~600m，導(dǎo)線為裸銅；銅線直徑不得小于0.93mm，由7根0.31mm的銅絲組成；電阻≤34.6/km（@20℃）?？梢灾?0V（DC）工作電壓和1.5A（DC）的工作電流。3、當(dāng)PoE傳輸距離在600~800m，導(dǎo)線為無氧銅；銅線直徑不得小于1.17mm，有7根0.39mm的銅絲組成；電阻≤21/km（@20℃）?？梢灾?0V（DC）工作電壓和2A（DC）的工作電流。光學(xué)特性1、采用G.657A2及以上的彎曲不敏感光纖；2、光纖的衰減滿足：≤0.37dB/km（@1310nm），≤0.36dB/km（@1383nm），≤0.23dB/km（@1550nm），≤0.24dB/km（@1625nm）?？煽啃?、滿足單根垂直燃燒（IEC60332-1）性能。透光率≥60%（IEC61034-2），酸性氣體含量PH≥4.3（IEC-60754-2）；2、最小靜態(tài)彎曲半徑不得大于42mm，動態(tài)最小彎曲半徑不得大于84mm。3、短期抗拉性能不得小于150N，長期抗拉性能不得小于80N。4、溫升不得大于10℃（參考IEC61156-1-4）。附錄4ON部署型范例東方日升新能源股份有限公司是中國光伏制造龍頭企業(yè)，2021年東方日升聯(lián)合華為在其建筑面積65萬平方米的世界級超級工廠全面部署了全光制造網(wǎng)絡(luò)方案，見圖35?；谌A為工業(yè)光網(wǎng)方案實(shí)現(xiàn)光纖到機(jī)器，長距離傳輸，應(yīng)對400米超長光伏生產(chǎn)線控制設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接?？梢灾谓賯€AI檢測機(jī)臺每天500G以上的檢測數(shù)據(jù)高效穩(wěn)定傳輸。部署的光鏈路具備50ms鏈路保護(hù)倒換能力，使關(guān)鍵業(yè)務(wù)不掉線。同時，網(wǎng)絡(luò)支持業(yè)務(wù)平滑升級和擴(kuò)容。圖35東方日升滁州工廠視圖1.項(xiàng)目建設(shè)背景隨著日益龐大的市場需求，促使東方日升迫