光分配網
基於PON設備的FTTH網路
光分配網(Optical Distribution Network,簡稱:ODN)。ODN是基於PON設備的FTTH光纜網路。其作用是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。從功能上分,ODN從局端到用戶端可分為饋線光纜子系統,配線光纜子系統,入戶線光纜子系統和光纖終端子系統四個部分。
ODN是基於PON設備的FTTH光纜網路,主要是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。從功能上分,ODN從局端到用戶端可分為饋線光纜子系統、配線光纜子系統、入戶線光纜子系統和光纖終端子系統。如下圖所示。
在電子工業出版社的《計算機網路》教材第四版上10.6.2章節中,ODN理解為Optical Distribution Node,即光分配節點。指的是HFC(Hybrid Fiber Coax,光纖同軸混合網)中模擬光纖的光纖節點,用於連接模擬光纖。
在FTTx發展中,接入層需要新建一張巨大的光纖分配網路,即ODN網路。ODN網路建設成本高昂,最高可佔總體投資的50%-70%,是FTTx投資的重點。同時,ODN也是FTTx管理的難點。首先它相比銅線簡單的P2P結構,ODN多採用P2MP拓撲,網路中的接續節點多,網路管理複雜。其次,光纖比銅線敏感,更容易受損。因此,對ODN進行高效的建設、運營和維護至關重要,需要一套智能、準確的管理解決方案,確保ODN網路得到充分利用,有效保護長期投資。目前,如何對ODN網路進行科學的管理已經成為各大運營商和ITU-T等標準組織關注的焦點。
那麼能否在不改變ODN的無源特性下,解決ODN管理的兩大核心問題,實現ODN的自動化管理呢?
華為提出了iODN(智能 ODN)解決方案。在iODN解決方案中,ODN產品新增了以下智能特性:光纖標識管理、埠狀態收集、埠查找指示、可視化工具PDA等。
iODN解決方案可以實現ODN光纖連接信息的自動錄入和管理,保證存量系統信息的準確無誤和及時同步。同時,通過PDA的可視化軟體及iODN設備上的智能LED指示,可以實現光纖自動化查找、精確操作,極大提高運維效率,實現ODN網路的高效運營和維護。此外,基於iODN架構,在存量系統基礎上可以開發出多種增值應用,實現施工、運維全流程自動化。
中興則推出“eODN(Easy ODN)”,基於GIS地理信息系統與R智能標識系統。該系統ODN網路周期中的規劃、設計、施工和維護等各個環節,將前期規劃、中期建設以及後期維護有效結合起來,利用非接觸智能系統提高光纖管理效率,實現各個部門對於光纖信息的共享和無縫傳遞,讓ODN網路建設成為一個動態的良性循環,保證其可持續發展。
烽火通信公司堅持從傳統ODN的實際情況出發設計產品,提出了“sODN(smart ODN)”的完整解決方案。
系統充分考慮了現有傳統ODN的運行維護特點,力求在智能化實施中確保現有的從業人員能夠輕鬆地適應新的ODN智能化管理模式。系統兼具低功耗、長壽命、易維護的特點,通過新的信息化手段讓ODN網路成為一個有機的整體,提升客戶感知。
ODN(Optical Distribution Network):光配線網路,用於在OLT和ONU間提供光通道,其中入戶光纜段是ODN實施中最困難的部分。
FMP(Fiber management point):用於ODN故障診斷時的測試接入點。
FMS(Fiber management System):光纖管理系統,用於ODN的線路測試和故障定位。
ODN包括5個部分:饋線段、光纜分配點、配線段、光纜接入點和入戶段。從局端機房的ODF(光纖配線架)到光纜分配點的饋線段,作為主幹光纜,實現長距離覆蓋;從光纜分配點到用戶接入點的配線段,對饋線光纜的沿途用戶區域進行光纖的就近分配;用戶接入點到終端的入戶段,實現光纖入戶。
FTTH在國外的商用已經超過五年,在國內也已經過多方試點,其中的設備和光器件均已發展成熟,目前的工作重點是推動FTTH的規模化應用,途徑就是進一步降低成本。據統計,國外FTTH實施過程中,施工成本佔50%左右,設備成本和光纜成本各佔大約25%;中國國情與之不同,人工成本比較低廉,據中國網通集團研究院副總工唐雄燕博士稱,國內FTTH實施成本的組成是,設備佔40%-50%,光纜和施工成本各佔25%-30%。也就是說,國內與國外的FTTH實施成本中,設備成本和施工成本所佔比例相反。
FTTH系統由OLT(光線路終端)、ONU(光用戶單元)和ODN(光分配網)三部分組成,ODN可分為饋線段、配線段和入戶段三部分,FTTH系統設計中的關鍵問題是OLT、光分配點和ONU的設置位置,以及ODN各段的光纜選擇,設計ODN網路架構之前,要充分考慮目標區域的住宅類型和網路路由的特點。長飛公司的朱險峰先生在論壇報告中,詳細對比了日本、美國和中國的住宅類型及路由特點,並將勞動力成本納入考慮,認為中國的FTTH建設要以本國國情為基礎進行規劃,而不能照抄日本或者美國模式。經過近幾年的試點,業內形成了一個統一意見:OLT集中設置在局端機房內;光分配採用1×32一級分光,集中放置並儘可能靠近用戶端;ONU盡量設置在室內,並加一個弱電盒。
因國際銅價飛漲,而製造光纖的原料是自然界最豐富的砂土,“光進銅退”成為FTTH推廣應用的口號之一,針對不同用戶類型提出了不同的解決方案:
1)對別墅小區等高端用戶,採用優質優價方案,以FTTH一步到位。
2)對新建小區進行網路覆蓋建設,應盡量高起點,同時控制成本,如採用FTTB+LAN模式,ONU集中放置,多戶共享。朱險峰先生在報告中建議,對入戶開通率超過50%的小區,光分配點集中放置,對開通率低於50%的小區,採用其他分光方式以降低成本。
3)對老城區的改造採用寬頻下沉模式,將ONU設置在電話交接箱附近。
4)對農村信息化建設,採用光纖到(行政)村+DSL模式,如果需要升級擴容,可將ONU進一步引入自然村。在農村實施“光進銅退”工程的另一個好處是可以解決銅纜頻繁被盜的問題,據了解,通信設施維護成本的1/3被用於銅纜的置換。
在光纜的選擇問題上,FTTH設計經驗:
1)饋線光纜的纜芯採用普通G.652光纖,主要考慮因素是路由狀況,在路由緊張的情況下推薦三種光纜:雨水管道光纜、開槽淺埋光纜和微型氣吹光纜。
2)對配線光纜的要求是組裝密度高,纜徑相對較小,便於分歧和接續,在垂直布放時無油膏滴流隱患。
3)入戶光纜要具有良好的抗拉伸、抗彎曲和抗側壓特性,結構小巧便於在樓宇間穿管布放,同時要便於現場端接,纜芯一般採用具備微彎曲功能的G.657光纖。
自2008年以來,隨著現網大量的FTTx建設及改造工程的開展和業務的大規模投入使用,網路維護工作量大幅增加,FTTxPON的故障主要分佈在主幹光纜段和用戶接入段,如表1所示。經統計,主幹光纜段落故障及用戶接入段故障等ODN故障數量呈現上升的趨勢,亟需採用故障檢測和故障診斷技術對ODN進行有效的監控,以降低網路維護人員的故障處理難度,提高網路維護效率。
對於當前PON在實際維護及線路故障處理中面臨的前所未有的困難,隨著世界範圍內PON規模和用戶數量的逐年增加,各國運營商和世界主流設備廠商都在積極地開展研究工作,實現對PON尤其是ODN的監控和故障診斷。目前主要有以下3種技術應用於ODN的監控和故障診斷:
1、基於“暗光纖”的ODN監控和故障測量技術;
2、基於設備及網管系統的ODN監控和故障測量技術;
3、帶外鏈路狀態監測及故障測量技術。