FTTH规模应用的ODN设计方法研究

李阳德

(广东省电信规划设计院有限公司第四分公司，广东湛江524022)

1.引言

光纤到户即FTTH（Fiber to the Home）顾名思义就是一根光纤直接到家庭。具体说，FTTH是指将光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处，是光接入系列中除FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网应用类型。

随着IPTV、网络游戏、网上影院等高带宽业务的出现，用户对接入带宽的需求将进一步增加，现有的以ADSL为主的宽带接入方式已经很难满足用户对高带宽、双向传输能力以及安全性等方面的要求。各国电信运营商把关注的目光投向了FTTH，计划利用光纤这一迄今为止最好的传输媒质来突破接入的“瓶颈”。FTTH被视为未来“最后一公里”乃至“最后一百米”宽带接入技术的代表。

一直以来人们认为大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备，但随着铜材价格上涨，光纤材料的成本正逐步下降，各地接入网的光纤化进程也逐渐升温。目前，中国电信已经确定了FTTH的技术路线，即“先使用技术成熟的EPON，继续跟进GPON的进展”。光纤宽带接入将成为固定宽带接入的终极模式。

2.FTTH的建网优势

FTTx的网络建设过程是从FTTB(Fiber To The Build)/FTTN(Fiber To The Node)再到FTTH的。由于初期FTTH建设成本相对于其它技术来说居高不下，分摊到每个用户的费用过于昂贵，并且没有相应的宽带业务进行运营支撑，所以大多数都是以FTTB或FTTN为主。

近年来，随着市场的发展以及各大运营商的规模采购，FTTH的综合建网成本大幅下降；有源设备OLT PON的价格下降了50%，ONU终端价格下降了40%。据统计，现有的FTTB实装率普遍低于30%，而FTTB建设时有源设备投资是一次性的，导致建网成本居高不下。相比较而言，FTTH只需把无源网络部分建设好后，根据用户开通情况再采购相应数量的ONU终端，这样在实装率较低的情况下FTTH反而比FTTB成本低。同时FTTH是光纤宽带网络的终极模式，无二次改造风险。

FTTH是目前已有的固定接入技术中最能满足未来需求的技术，是光纤宽带网络发展的终极模式，较FTTB更具有如下优势：

(1)建设成本优势：在实装率较低时，FTTH的建设成本比FTTB低；

(2)运行维护成本优势：FTTB需要在楼道设置有源设备，后期需要支付电费支出；

(3)带宽优势：FTTH能给用户提供100Mbps及以上的接入速率，而FTTB只能给用户提供100Mbps以下的接入速率；

(4)竞争优势：FTTH是光纤宽带网络发展的终极模式，较FTTB具有更高的带宽接入和多业务承载能力，也没有二次改造的风险；

(5)其它优势：FTTB从楼道至用户均采用铜缆，而FTTH是光纤到户，光纤与铜缆相比，具有衰减少、抗干扰性强、使用寿命长和成本低等优点。

FTTH不仅在成本上大幅下降，在需求和内容上也有了新的突破。今天，占用大量带宽的视频业务正越来越受到用户的青睐，未来这一趋势还将更加明显，用户对于带宽的需求正在改变。同时国家对于三网融合的大力推进，将使得更多的电视、视频内容进入客厅，其随时、随意、随便的操作方式，将有可能改变用户的观看习惯，开创新的娱乐方式。为了在竞争中占得先机，各大运营商已经加大FTTH规模部署的建设力度。

3.ODN网的设计方法

FTTH网络由局端机房设备(OLT)、用户终端设备(ONT)、光配线网(ODN)三个部分组成。ODN作为FTTH网络的重要组成部分，是OLT和ONU之间的光传输物理通道，通常由光纤光缆、光连接器、光分路器以及安装连接这些器件的配套设备组成。ODN包括四个部分——主干光缆段、配线光缆段、引入光缆段段和入户光缆段。ODN的定界与网络组成如图1所示：

有数据显示，ODN的投资比例占到FTTH整体投资的50%-70%。因此，只有合理的ODN网络规划，才能有效指导ODN网络建设，从而避免浪费大量投资。

根据接入光缆网的分层结构(主干、配线和引入层)以及OLT的位置设置，对于FTTH应用，ODN网的配线光缆段可以是2～3级配线，也可以是4级配线。配线级数多，使用的活动接头也会多，将直接影响传输距离。光分路器是网络的关键器件，在不同位置设置各种分路比的无源光分路器，形成不同的分光方式。分光方式决定了网络的逻辑结构。因此，网络设计中，对无源光分路器安放位置，采用的分路级数是非常关键的问题。

3.1 覆盖方式以及光分器的设计方法

FTTH的覆盖方式分为两种，全覆盖和薄覆盖。全覆盖就是引入光缆、光分路器端口、入户光缆按覆盖总家庭数一次建设到位。薄覆盖就是引入光缆按覆盖总家庭数一次建设到位，光分路器端口按小于覆盖总家庭数分步建设，入户光缆按需布放。

覆盖方式选择需根据市场预测情况进行选择。新建小区的FTTH建设，宽带或语音市场预测渗透率一年内超过60%时采用全覆盖方式。而新建区域的市场预测渗透率不高以及改造的区域即采用薄覆盖的方式。

在大规模推进FTTH的情况下，为了节省光缆的投资以及提高分光器端口的利用率，分光方式务必以二级分光为主，一级分光仅适用于用户密度大、需求不明确或带宽需求高等情况。总分光比一般应为1：64。在光功率受限或需提供高带宽业务时，总分光比可采用1：32或以下。在同一PON口下，如采用二级分光方式，第一级光分路器不可直挂用户，第二级光分路器应采用相同分光比。采用二级分光且总分光比为1：64时，光分路器宜选用1：4+1：16或1：8+1：8组合。光分路器应靠近用户侧设置。用户规模较明确且分布密度相对较高时，采用分散分光方式；用户规模不明确或分布密度较低时，采用集中分光方式。

ODN网建设中，光分路器的配置也是非常关键的一环，合理的配置是节省投资提高利用率的关键。全覆盖时光分路器端口按覆盖总家庭数一次建设到位，光分路器端口可适当考虑冗余。薄覆盖时光分路器槽位及机架位按总家庭数用户容量配置，光分路器端口按需分步配置：

(1)新建小区：一级分光时，一级光分路器端口初期按覆盖总家庭数×一年内市场预测渗透率配置；二级分光时，第二级光分路器端口初期按覆盖总家庭数×一年内市场预测渗透率配置，第一级光分路器端口初期按第二级光分路器端口/收敛比配置。

(2)现有小区改造：一级分光时，一级光分路器端口初期按覆盖总家庭数×当前宽带渗透率×25%配置；二级分光时，第二级光分路器端口初期按覆盖总家庭数×当前宽带渗透率×25%配置，第一级光分路器端口初期按第二级光分路器端口/收敛比配置。

3.2 光节点以及光缆的设计方法

(1)引入光节点的设置

引入光节点的设置关系到组网的稳定以及投资的合理。引入光节点的分光/分纤结构宜控制在3次以内。为节约上行光缆，在保证光分路器分支利用率的情况下，光分路器应靠近用户建设，原则上光分路器应设置在小区内部。

二级分光方式下，第一级光分路器应靠近第二级光分路器，并设置在便于汇聚第二级光分路器的位置。末梢光节点设置宜靠近用户侧，以缩短入户光缆布放距离。二级分光时，为减少光分路箱数量，提高光分路器端口利用率，第二级光分路器应适当集中设置，楼层光分路箱覆盖楼层范围宜为上下各1～3层，原则上各不超过5层。一级分光时，为便于汇聚入户光缆，缩短入户光缆距离，可在楼层设置光缆分纤箱，覆盖楼层范围宜为上下各1～3层，原则上各不超过5层。

光分路箱应适合安装插片式封装的光分路器，以4个安装槽位为主，可灵活组合便于光分路器扩容。应采用无跳纤结构，入户光缆直接成端与光分路器端口对接，主缆与入户光缆宜分层管理，可适当预留储纤用停泊位，要求尺寸小、结构紧凑、防潮、防腐蚀及密封性较好，应具有方便光缆掏接的U型进出线口。箱体材料宜采用工程塑料材质。

(2)引入光缆配置

引入光缆应建设到小区或楼宇，光缆芯数按满足覆盖小区或楼宇内总家庭数一次建设到位，光缆芯数按（覆盖总家庭数/总分光比）配置，并应预留维护及非PON业务使用的纤芯。工程建设中，宜选用6芯、12芯、24芯等光缆。

(3)楼内垂直光缆

楼内垂直光缆芯数按满足覆盖楼内总家庭数一次建设到位。楼层分光时，垂直光缆芯数按光分路箱终期光分路器数量配置，每个光分路箱预留1～2芯；楼层分纤时，垂直光缆芯数按光分纤箱覆盖总家庭数数量配置，每个光缆分纤箱预留10%（不低于2芯）的纤芯。13层及以上的高层楼宇，可每条楼内垂直光缆另预留2芯备用。同一光缆路由上需进行多次分纤时，宜采用光缆掏接方式。为降低施工难度、提高安全性，每条光缆掏接次数宜不超过4次。

4.结束语

随着三网融合的快速推进，新业务和新技术的不断出现，大大加快了FTTH的发展进程。FTTH开始迅速进入到规模建设阶段，FTTH建设模式、ODN工程部署、业务快速发放和自动运维、智能家庭网络以及未来FTTH技术演进都是必须考虑的关键因素。

[1]陈静棠.FTTH规模应用的探讨[J].企业科技与发展，2010，(16)：84～87.

[2]谢桂月.用PON实现FTTH的设计要点[J].广东通信技术，2006，(8)：22～27.

[3]中国电信广东公司FTTH工程建设原则[R].2011.