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浅谈三网融合的FTTH工程设计问题

2015-11-12 10:02 来源:学术参考网 作者:未知

摘 要:HFC网络的不断发展带动了网络传输的光纤化及线路的无源化,并最终形成了光纤到户FTTH。FTTH技术所提供的巨大接入带宽,为三网融合(数据、语音和视频的融合)提供了可能。本文先就三网融合的FTTH工程的主要技术即设计要点进行介绍,然后就其设计中出现的问题及解决方案进行详细分析,希望能为相关人员提供参考。

关键词:三网融合;FTTH;设计
1. 我国FTTH的现状
  光纤到户(FTTH)主要是指将光网络单元(ONU)延伸到一般的住宅用户,为光纤到x(FTTx)系列中,除了光纤到桌面(FTTD)之外同用户最为接近的一种光接入网的应用类型。FTTH技术所提供的接入带宽,实现了数据、语音以及视频的三网融合,而且使物理网络对于数据的格式、波长以及协议等的透明性得以增强,同时放宽了环境及供电等条件的要求,使维护及安装得以简化。
  我国过去的十年中,FTTH技术的发展趋势良好,而铜价的上扬更加促进了光进铜退的发展。各投资主体都积极地参与并进行全国FTTH试点的开展。虽然目前FTTH在我国仍处于启动阶段,距大规模的商业部署之间仍有差距。但可预见未来的几年内,FTTH必将掀起新一轮的通信建设的高潮, FTTH将会进行全国范围的成型及放量,届时国内的用户都可以尽情享受FTTH所带来的高安全、高带宽等的服务体验。此时的商业模式将会更为清晰,而监管不确定性将会大幅度地降低,而政府补贴力度也会进一步的加大,市场需求势必进一步扩大,届时FTTH的应用及服务定会十分精彩纷呈。  
2. 三网融合的FTTH工程的主要技术
  全球来看,FTTH技术分为两种:一是点到点(PPP)的光接入技术,二是无源光网络(PON)技术。
2.1点到点的光接入技术主要是将电信号转换为光信号进行实现长距离传输,然后通过光纤链接端局和各用户。此技术具有优点为:产品成熟、结构简单、安全;缺点是此技术需进行大量光纤及其收发器的铺设,大规模进行部署所需成本升高,因此成本相对较难控制,且由于铺设大量光缆很具挑战性,因此光缆线路的管理及维护难度相当大。
2.2  PON技术已经是业界所公认的最佳FTTH的实现方案。PON技术指的是点到多点的一种光纤接入技术,是由局侧的光线路终端、用户侧的光网络单元及光分配网络等组成的。通常下行采用的方式为TDM广播,而上行的采用方式则为TDMA,且可进行树形、总线型以及星形等拓扑结构的灵活组成。“无源”主要指的是光分配网络中没有任何一件有源电子器件及其电源等,其全由光分路器等的无源器件构成的,因而管理及维护成本相当低。此外,此技术通常不容易受到雷电的损坏或是辐射的干扰,网络结构相当灵活方便进行扩展,且馈线段光纤的共享实现了铺设成本的节约。而且,此技术实现了业务的透明,支持多种业务,因而相当受关注。而当前较流行的为EPON及GPON技术,其中EPON技术较为成熟且成本较为低廉。而GPON技术是根据电信理念得到的,因而对设备互操作等性能的要求较高,因而成本较高。因此,综上所知,当前FTTH技术中以EPON技术的应用最为广泛。
3.  三网融合的FTTH工程的设计要点
  我国光纤接入网中所采用的主要是无源光网络PON的集中式分光拓扑结构,通过分光器实现光信号的分配及多位用户服务等的提供。而FTTH网络的使用光缆根据其在网络的位置可分为馈线、配线以及入户三种光缆类型。每个FTTH网络中,用户可通过一光网络终端实现光纤信号向电信号的转换,包括了数据,语音以及视频等接口,而用户室内通常通过不同铜缆实现同各设备终端的连接,通常来说入户光缆使用光纤冷接接头进行端接。入户光缆通常采用两芯式皮线光缆,入户及配线光缆均为光纤冷接接头进行的端接后使用适配器进行连接的。而馈线光缆则主要通过分光器实现光信号至配线光缆的传输,然后通过其同小区中心机房的直接连接,以及中心机房OLT设备的实现、运营商数据接语音网络等的连接,最后光纤视频转换器实现最终至视频网络的连接。馈线、配线及入户光缆通常均采用的是G657或者弯曲半径较小的抗弯曲光纤。同分布分光网络相比较,集中分光架构具有不少优点:使得网络的分光器初始的投资得以最小化,为边增长边投资的理想提供了实现的途径;订购率较低时,分光器的输出端口的利用率会更高;网络故障的定位以及排除等都更加简单方便,因而可以节省劳动力方面的开支;提高了光纤损耗的预算;鉴于此,如今PON组网方式中集中分光架构的应用最为广泛。
4.  三网融合的FTTH工程设计中存在的问题及解决方法
  我国三网融合的FTTH工程设计时所遇见的问题都相当多:
(1)进行FTTH的设计时,光缆安放的管道因拥挤而产生弯曲所造成的损耗是引起FTTH性能降低的一个主要的因素。这些都造成了损耗的增大,很大程度上对FTTH系统性能造成了损害,使得FTTH工程的建设的效率大大降低。
(2)FTTH设计时另一个较大的问题为光纤接续及其端接,光纤接续及端接的传统技术采用的是熔接技术,此技术必须提供专业的技术人员以及昂贵的设备做基础,其要求现场具有电源进行供应,因而对FTTH的施工现场的要求相当高。此外,传统FTTH网络的拓扑结构相对复杂,技术含量较高,施工的难度也大,而且光缆性能容易受到外力的影响等,这些都造成了FTTH网络进行维护及管理时成本的提高以及效率的降低。
  这对以上问题,都将希望寄予新型技术的应用和发展。
(1)抗弯曲光纤的应用,此类光纤由于弯曲直径相对较小,因而很适合进行室内的布放,因而使得FTTH进户布放条件得以大幅度提高。
  光纤抗弯曲性能提高的技术措施如下:减小光纤的芯径从而减小模场的直径,进而实现光纤抗弯能力的增强;提高光纤的纤芯以及包层折射率的差以实现模场直径的降低,限制基模光场于光纤的纤芯之中,进而实现光纤弯曲损耗的减少;通过光子晶体及孔助光纤等的新型的特殊工艺实现G.652光纤折射率的分布结构改变,从而使光纤的纤芯能量的束缚能力得以提高,进而实现光纤弯曲损耗的减小。
(2)光纤机械端接等技术的发展以及FTTH中工厂预端接光缆的应用。传统光纤端接使用的是熔接方式,上文已经提到其缺点,其对施工环境的要求很高,使得FTTH的实施更为困难。而光纤机械端接接头则可以实现施工现场的快速简单的光纤端接施工,同时获得良好的光学性能的表现。而工厂预端接光缆由于其所有的产品的生产都于工厂中进 行,因而确保了系统的性能,而且由于其均使用的是即插即用的方式,因而灵活性相对较高。另外,由于工厂预端接光缆的附加值相对较高,虽然初始投资高,但由于其无需进行现场端接,因而人工费相当低,组网较为灵活,因而在美国等地应用相当广。
(3)PON技术的进一步发展。对于FTTH的总成本来看,光纤光缆成本已得到了较好的控制,因此,PON等有关产品成本的控制变得相当关键,随着供应商的广泛参与以及FTTH市场的容量扩大,相信PON技术会得到进一步的发展和应用,届时其有关产品成本将会更加具有竞争力,从而实现FTTH的进一步推广和应用。
参考文献:
[1]陈洁.FTTH技术实现及存在问题[J].产品与技术,2006,(06).
[2]吕根良.我国三网融合FTTH工程面临的风险[J].电信技术,2011,(02).
[3]季伟,刘永辉,刘剑等.实现三网融合的FTTH工程设计[J].光网络,2010,(05).
[4]王小军.建设HFC网络回传通道促进数字互动电视发展[J].中国有线电视,2005,(09).

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