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OLTONU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介紹


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。
ODN
ODN
ODN網路建設成本相對高昂,最高可達總體投資的50%~70%,是FTTx投資的重點。同時,也是FTTx管理的難點。ODN多採用P2MP拓撲,網路中的接續節點多,網路管理複雜。
如同我們在超市看到食品等商品有條形碼一樣,可以在光纖頭上加入電子標籤,對光纖進行有效管理,我們稱之為EODN;目前這方面的技術已經成為各大運營商和ITU-T等標準組織討論和關注的焦點。
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。

分類


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?

iODN

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。

eODN

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。

sODN

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。

基本結構


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

發展歷史


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。

主要故障


通過對PON在技術實現、配置操作和維護管理等方面的分析發現,PON在故障處理和網路維護中面臨的主要困難是網路中存在大量的光纖和無源器件,而它們恰恰成為PON網管系統監控和故障處理過程中的盲點。
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。

故障診斷技術


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。