PON網(wǎng)絡(luò)中的光分路器和配線產(chǎn)品

1、2007 口際有線電視技術(shù)研討會2007 International CATV Technology ConferencePON網(wǎng)絡(luò)中的光分路器和配線產(chǎn)品孫列軍上海智龍通信科技有限公司【摘要】ODN（光配線網(wǎng)絡(luò)）是PON中的重要組成部分，在FTTX中采用平面沈?qū)头致菲?分光，并在靠近用戶的地點引出大量的用戶光纖,這些都與傳統(tǒng)的ODF配線產(chǎn)品有些不同，并且 用戶接入網(wǎng)的數(shù)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本要低、升級維護困犁，便牛永線產(chǎn)KfTB/HTH中起著 旭來越晝要的作用，好的配線解決方案才能保證接入兩長慮、穩(wěn)定、可索地運行。【關(guān)詞】PON；平面波導後今路器；光纖配線The PLC -aud Optic

2、l iber Management Sysytems in the PON NetworksSun Uejun 9 ShangHai Zhi Long Communication Co. tLtdAbstract ：ODN （ Optic distribution network） is the important constituent in the PON 9 The PLC spritter is used in the FTTX, and draws out the massive user optical fiber in the nearness user's place,

3、 these all match the line product with traditional ODF to be somewhat diflerent t and user access network quantity big, the stnicture complext the cost must lower, the promotion maintenance difficulty t causes to match the line product to play the more and more vital role in FTTB/FTTH, good optic di

4、stribution management solution to be able to guarantee the access network long - term, stable, moves reliably.Keywords: PON； PLC -Spritter； Optic fiber manangement sysytems1 PON技術(shù)的發(fā)展無源光網(wǎng)絡(luò) PON（ Passive Optical Network）:指 ODN（Optical Distribution Network:光配線網(wǎng)） 不含有任何電子器件及電子電源,ODN全部由光分路器（Splitter）等無源器件組

5、成，不需要貴重 的有源電子設(shè)備。PON網(wǎng)絡(luò)的突出優(yōu)點是消除了戶外的有源設(shè)備，所有的信號處理功能均在交換機和用戶宅 內(nèi)設(shè)備完成。而且這種接入方式的前期投資小，大部分資金要推遲到用戶真正接入時才投入。 它的傳輸距離比有源光纖接入系統(tǒng)的短，覆蓋的范圍較小，但它造價低，無須另設(shè)機房,維護容 易。因此這種結(jié)構(gòu)可以經(jīng)濟地為居家用戶服務(wù)。PON無源光纖網(wǎng)絡(luò)是未來FTTH的主要解決方案。隨著PON成本的逐步降低，不但在 HTB/FITC場合PON有了一定的應(yīng)用市場，而且利用PON來實現(xiàn)FTTH在日本等發(fā)達國家也 取得了很大的進展。目前PON技術(shù)主要有APON、BPON、EPON和GPON等幾種，其主要差異在

6、于采用了不同的二層技術(shù)。為更好適應(yīng)IP業(yè)務(wù),第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟（EFMA）在2001年初提出 了在二層用以太網(wǎng)取代ATM的EPON技術(shù),IEEE 802. 3ah工作小組對其進行了標準化,EPON 可以支持1.25Gbps對稱速率,將來速率還能升級到lOGbpso EPON產(chǎn)品得到了更大程度的商3181994-2008. China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, http'wwwxnki.nct圖1 PON的結(jié)構(gòu)圖OLTOptical Line Terminal,光線路終端ONU c

7、al Network Unit.光網(wǎng)絡(luò)單元ODN cal Diatrtation Networks, 纖分布網(wǎng)用，由于其將以太網(wǎng)技術(shù)與PON技術(shù)完美結(jié)合，因此咸為了非常適合IP業(yè)務(wù)的寬帶接入技術(shù)。 對于Gbit/s速率的EPCN系統(tǒng)也惦殺.稱為CE -P0No在EFMA提出EPON概念的同時,FSAN 又提出了 GPON、FSAN為J7U已對其進行了標準化，其技術(shù)特色是在二層采用ITU-T定義的 GFP（通用成較規(guī)程）對Ethernet .TOM .ATM等多種業(yè)務(wù)進行封裝映射,能提供1. 25和2. 5Gb/s 下行速率和所有標準的上行速率，并具有強大OAM功能。在高速率和支持多業(yè)務(wù)方面,G

8、PON 有明顯優(yōu)勢，但成本目前要高于EPON,產(chǎn)品的成熟性也遜于EPON。2平面波導型光分路器技術(shù)隨著光纖通信的投資方向由通信干線，城域網(wǎng),局域網(wǎng)，專用網(wǎng)等向FTTP, FTTH的方向發(fā) 展。FTTH的核心光器件一光分路器市場需求不斷擴大，目前有兩種類型光分路器可以滿足 分光的需要：一種是傳統(tǒng)光無源器件廠家利用傳統(tǒng)的拉錐耦合器工藝生產(chǎn)的熔融拉錐式光纖分路器 （Fused Fiber SpUtter）種是基于光學集成技術(shù)生產(chǎn)的平面光波導分路器（PLC Splitter）0熔融 拉錐技術(shù)是將兩根或多根光纖捆在一起，然后在拉錐機上熔融拉伸，并實時監(jiān)控分光比的變化, 分光比達到要求后結(jié)束熔融拉伸，其中

9、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。目前成熟拉錐工藝一次只能拉1 x4以下。1 x4以上器件，則用多個1 x2連接在 一起。再整體封裝在分路器盒中。這種分路器被廣泛應(yīng)用在有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)中的光功率分 配。這種分路器的主要缺點有（1）損耗對光波長敏感，一般要報據(jù)波長選用器件，這在三網(wǎng)合一 使用過程是致命缺陷，因為在三網(wǎng)合一傳輸?shù)墓庑盘栍?310nmJ490nmJ550nm等多種波長信 號。（2）均勻性較差,1X4標稱最大相差1. 5dB左右,1 x8以上相差更大，不能確保均勻分光，可 能影響整體傳輸距離。（3）插人損耗隨溫度變化變化量大（TDL）（4）多路分路器（如

10、1 xl6、l x 32）體積比較大，可靠性也會降低,安裝空間受到限制。平面光波導功率分路器（PLC Optical Power Splitter）,是采用半導體工藝制作光波導分支器 件，分路的功能在芯片上完成，可以在一只芯片上實現(xiàn)多達1X32以上分路，然后，在芯片兩端分 別耦合封裝輸入端和輸出端多通道光纖陣列。這種器件的優(yōu)點有（1）損耗對傳輸光波長不敏感，可以滿足不同波長的傳輸需要。（2）分光 均勻，可以將信號均勻分配給用戶。（3）結(jié)構(gòu)緊湊，體積?。?x32器件尺寸:4 x7 x50mm）,可3191994-2008 Ctuna Academic Jounia! tfcclronx Publ

11、ishing House. All righrs reserved httpy.'1564202468 a Q a q-ao-o.205709051O611melergth(rm)圖2插入損耗隨波長變化比較圖3內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖圖4 1X32 PLC光分路器實物照片 # 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. /XII rights reserved, httpv'15 # 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. /

12、XII rights reserved, httpv'15以直接安裝在現(xiàn)有的各種交接箱內(nèi)，不需待殊設(shè)計留出很大的安裝空間。(4)單只器件分路通道 很多，可以達到32路以上。(5)多路成本低，分路數(shù)越多，成本優(yōu)勢越明顯。博融拉懐型分路器平面光波導分路器工作波長范圍1310(1550) ±40nm1260 土 1650nm功率分配比例可變,不尊分均分1 x4 7.21 x4 7.21 x8 10.51 x8 10.5量大插入損義(dB)1 x 16 14.01 x 16 13.51 x32 17.51 x32 16.51 x4 1.61 x4 0.61 x8 1.81 x8 0.

13、8插入損耗均勻性(dB)I x 16 2.41 x 16 1.2i x32 3.01 x32 1.7PDL(dB)0.30.2外形尺寸多通道體積很大(1 x32：190x 120 x18mm)很小(1 x32：4 x7 x50mm)波長敏感度高低價格低分路價格低，總體價格高低分路價格高，總體價格低如何選用這兩種器件，關(guān)鍵要從使用場合和用戶的需求方面考慮。在一些體積和光波長不 是很敏膊的應(yīng)用場合，待別是分路少的情況下，選用拉錐式光分路器比較實惠，如獨立的數(shù)據(jù)傳 321 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. /X

14、II rights reserved, httpv'輸選用1310mn拉錐式分路器，電視視頻網(wǎng)絡(luò)可選擇1550nm的拉錐式分路器；在三網(wǎng)合一、 FTTH等需要多個波長的光傳輸而且用戶較多的場合下，應(yīng)選用光波導分路器。平面波導型分 光器是由半導體工藝制作的光波導分光器件,分光功能完全在波導芯片上實現(xiàn)。是無源光網(wǎng)絡(luò) （PON ）系統(tǒng)最佳的配備器件。它的優(yōu)點有:工作波長范圍廣，可在1260 - 1650nm范圍內(nèi)使用。 分光均勻,可將信號均勻分配給用戶。體積小，可靠性高,整個器件只有兩個膠合面?，F(xiàn)有的平 面波導型分光器類型有l(wèi)x *4.1 x *8.1 x *16J x *32、1 x64、

15、2x32。PLC分路器的工程封 裝結(jié)構(gòu)有有機架式和室內(nèi)外壁掛式可選，機架（箱）為19”標準制式，適配器有FC、SC、LC可 選"圖6 19”4U模塊式PLC分路器3分光點的設(shè)*采用一級分光時,光分路器設(shè)置在光纜分配點；采用多級分光方案時，除光纜分配點外,在 OLT局端和用戶接入點處均可設(shè)置光分路器。光分路器的安裝應(yīng)該考慮盡量地利用已鋪設(shè)的網(wǎng) 絡(luò)和ODF設(shè)備，同時結(jié)合當?shù)氐木W(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃。光分路器的位置決定了光纖使用量的多少，光分路器的位置也決定了后期線路維護的復(fù)雜 程度，同時也影響系統(tǒng)擴容的能力。目前的分光方式有一級分光和兩級分光,至于更多級的分光 結(jié)構(gòu)，技術(shù)還不成熟,使用效果也不理想

16、。光分路器的安裝位分成4種情況：（1）局端機房:光 分路器可安裝在光分路器模塊上，直接安裝在光纖配線柜上（不推薦）o （2）小區(qū)機房:光分路器 可安裝在光分路器模塊上,直接安裝在光纖配線柜上。（3）戶外環(huán)境:光分路器安裝在光纜交接 箱或者多媒體箱內(nèi)。（4）樓內(nèi)環(huán)境:光分路器安裝在光纖配線箱中，直接引出人戶光纖。一級分光結(jié)構(gòu)目前采用的光分路器多為1 N結(jié)構(gòu)。主要應(yīng)用于密集的商住樓宇或者大面 積的稀疏用戶（如別墅），對于新建住宅也有較好的應(yīng)用前景。一般情況,32路光分路器要預(yù)留 1路做為備用測試鏈路。兩級分光結(jié)構(gòu)通常是1歩N和1N的組合。兩個光分路器的前后位置主要根據(jù)當前的業(yè) 務(wù)量及將來的業(yè)務(wù)需求

17、來考慮。目前,每個光端口可以分配的平均帶寬為3OM,最大帶寬為 100M,隨著技術(shù)的發(fā)展,10G級別的超寬帶PON將在未來的3 -5年內(nèi)商用，從而使用戶的帶寬 可以增長10倍，能滿足新業(yè)務(wù)的需求如IPTV和部分HDTV。因此兩級分光結(jié)構(gòu)待別適合于國內(nèi)FTTB+LAN的應(yīng)用。同時該方案也是代替原來MC + LAN的很好選擇。目前也有不少廠家的ONU提供1個端口，減少了設(shè)備的堆疊，從而達到降 低故障、減少維護量的目的。4局ill和銭路光纖配線產(chǎn)品國內(nèi)有線電視網(wǎng)絡(luò)目前以HFC結(jié)構(gòu)為主，在EPON網(wǎng)絡(luò)的工程實施中，考慮到投資成本和 工程的可實施性，一般前瑞總機房不增加和敷設(shè)新的大芯數(shù)光纜,ODN網(wǎng)絡(luò)設(shè)

18、計在現(xiàn)有小區(qū)機 房中或駐地光交接箱和商業(yè)住宅樓棟（FTTB）或用戶家里（FTTH）。圖7無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）在住宅小區(qū)的現(xiàn)實布局3231994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved http'wwwxnki.nc#1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved http'wwwxnki.nc上海智龍通信科技有限公司開發(fā)的GPX30系列的光纖配線架（O

19、DF）和光纖配線箱（ODP） 和GJJ3O系列光纜交接箱（occ）是組網(wǎng)的先進光纖配線產(chǎn)品，該兩歎系列產(chǎn)品能滿足用戶從離密 度的前躺配線到分配竭P2P方式的光纖入戶配接。該系列產(chǎn)品的特點就是:標準化,模塊化，集 成度高，制作工藝精良，施工維護方便。目前已在全國200多家有線電視光纜傳輸網(wǎng)中應(yīng)用。相 關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)解決方案可參考智龍通信公司的網(wǎng)站:www. zhilong. com. cno在有線電視光纖傳 輸網(wǎng)的設(shè)卄和工程實施中，用戶更多考慮的是如何降低光纜線路的損耗，故在做光纜交接箱時, 光纖大童采用直熔方式,這種方式的缺點就是降低了光纖組網(wǎng)的靈活性和光纖調(diào)度的靈活性。 PON網(wǎng)絡(luò)要求在OLT

20、和ONU端的光分路器和光配及光交采用全開口模式（光纖活動連接），這#1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved http'wwwxnki.nc#1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved http'wwwxnki.nc圖8 GPX30系列.GJJ30系列光配及光交產(chǎn)品#1994-2008 China Academic Journal Elec

21、tronic Publishing House. All rights reserved http'wwwxnki.nc要求光配線廠家提供的光纖連接器和適配器必須符合相關(guān)的國家質(zhì)量標準，因在PON網(wǎng)絡(luò)中除 傳輸IPTV信號外還傳輸常規(guī)有線電視節(jié)目信號(1550nm),故建議在頭端和分配端的光配產(chǎn)品 中使用APC結(jié)構(gòu)的光纖連接器,以達到隔絕光的反向損耗的目的。5 FTTH/FTTD(光纖到戶/光纖到桌面)類光纖配線產(chǎn)品用于FTTH網(wǎng)絡(luò)的光纜按工作環(huán)境分為室外光纜、室內(nèi)光纜和室內(nèi)室外光纜。按照光纜在 HTH網(wǎng)絡(luò)中的位置分為饋線光纜、配線光纜和入戶光纜。在以上的光纜中，入戶光纜是一個相 對薄

22、弱的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的入戶光纜遇到了價格高、可靠性低的問題。新型入戶光纜包括了鎧裝入戶 光纜和皮線入戶光纜兩種。就應(yīng)用來說，主要是使用場合的不同,鎧裝入戶光纜比較適合移動 的、保護要求高的場合，皮線入戶光纜比較適合固定的、空間比較緊張的場合。從發(fā)展趨勢來講, 鎧裝光纜要解決接頭現(xiàn)場制作的困難，皮線光纜要解決單根容量以及端戰(zhàn)葆護問題，但用于 FTTH,降低成本是最關(guān)鍵的。鎧裝人戶光纜是在傳統(tǒng)室內(nèi)光纜的基礎(chǔ)上壇知了愷裝保護層。夷離了其抗拉、抗壓強度，可 以與目前普通的尾纖、跳線翳容。其垂直拉力可以達到25ON,側(cè)面抗壓可以達到3000N/ 100mm,ig用于短更離垂直布線,可氐直接在槎內(nèi)布線，能較好地防疑咬。目前鎧裝光纜的芯數(shù) 可以從1芯到24芯，隨營工藝水平的提高，單根做到32芯指日可待，配合1滾N的光分路器，非 常適合用干光纖入戶。皮線人戶光纜是一種新型的入戶光纜，俗稱“8字纜”，即在兩根FRP的熔合處夾入250微 米的光纖,目前只能提供1-4芯的產(chǎn)品。布線時可以現(xiàn)場裁剪，可采用“快速連接頭”以及