摘要 ODN网络是FTTx建设中的重点,而光纤光缆的规划和建设更是其重中之重。从规划建设的角度研究和分析在FTTx各种应用模式中ODN结构的构建和光纤光缆的规划、建设思路。
0、引言
ODN网络由OLT至ONU之间的所有光缆和无源器件组成。
FTTx光配线网(ODN)是在接入光缆网络主干、配线层面的基础上向引入层面进行不同程度的延伸,FTTH技术(EPON/GPON)的引入,通过在不同光节点设置无源光分路器,使得FTTx网络对主干、配线层光缆的需求与其他接入方式也有所不同,显示了新的特点。
以OLT安装在局端为例,对ODN的物理结构规划进行具体分析。对于OLT下移的情形,可参照ODN框架结构对各种场合的ODN配线结构规划进行类似分析。
1、FTTB/C/Cab应用模式的ODN网络配线结构
对于FTTC应用,ONU直接安装在小区等DP点,接入网引入层为铜缆网。FTTC应用时的ODN结构,一般只包含1级配线,小区光分配点兼作用户接入点。
对于FTTB应用,可以是在FTTC/Cab的基础上,进一步将光缆向该DP点范围内的各大楼延伸;也可以是大楼作为DP点,直接实现FTTB。这两种FTTB实现方式分别为2级配线和1级配线结构,大楼光分配点兼作用户接入点。一般来说,写字楼应采用1级配线结构,住宅区采用2级配线结构。
FTTB/C/Cab应用时ODN配线结构如图1所示。
图1 FTTB/C/Cab应用时ODN配线结构
2、FTTH应用模式的ODN网络配线结构
FTTH应用是在FTTB/C/Cab的基础上,将接入光缆进一步向终端用户延伸,应根据楼宇的规模来进行配线结构规划。
2.1 别墅区
对于别墅区,用户相对较分散,应分区域设置光用户接入点(一般采用光分歧接头盒),通过入户光缆延伸至用户家里。光用户接入点一般直接连接至小区光分配点,形成2级配线;如该别墅区规模较大,可以增加1级光分配点,进一步在该别墅区分片设置光分配点,形成3级配线。
别墅区ODN网络配线结构如图2所示。
图2 别墅区等FTTH应用时ODN配线结构
每个用户接入点接入的用户应根据用户分布、接头盒性能进行规划,一般可按4-6个来考虑。
2.2 楼宇
结合ODN配线设施设置原则、配线结构规划,以典型的每层4户楼宇户型为模型,按楼宇的总层数将楼宇分为低层楼宇、中层楼宇和高层楼宇:
2.2.1 低层楼宇:总层数大于1层、小于6层。
对于低层楼宇,可在大楼的中间楼层设置光分配点,兼作用户接入点,直接通过入户光缆至楼内各用户。如5层楼高楼宇,在3层设置光分配点(用户接入点)。
如低层楼宇的用户数不超过4户,则可以采用别墅区的ODN配线结构,不在楼宇内单独设置光配线点。
2.2.2 中层楼宇:总层数小于16层。
对于中层楼宇,考虑到配线设施成本和入户光缆的布放,可在每3层楼的中间楼层设置用户接入点,覆盖此3层楼的用户;并将大楼垂直方向处于中间位置的用户接入点设置为大楼光分配点。以15层高楼宇为例,可在8层设置大楼光分配点,并在2层、5层、11层、14层各设置用户接入点。
低、中层楼宇ODN网络配线结构如图3所示。
图3 低、中层楼宇FTTH应用时ODN配线结构
2.2.3 高层楼宇:总层数在16层以上。
对于高层楼宇,如集中设置光分配点,则楼内需要增加大量的配线光缆,可以按楼层进一步划分区域,在各分区域内按照低、中层楼宇ODN配线结构设置光分配点、用户接入点。
以18层高楼宇为例,可将1-9层和10~18层划分为两个区域,分别在5层、14层设置光分配点,在2层和8层(与5层光分配点相连)、11层和17层(与14层光分配点相连)设置用户接入点。
楼内各光分配点的上联可以采用两种方案:
①方案1:各分配点以星型方式上联至上级光分配点,即楼内只有1级配线。
②方案2:将楼内垂直方向处于中间位置的光分配点同时作为大楼内其余光分配点的上级光分配点,即在楼内形成2级配线。
这两种方案直接影响楼内配线光缆的布放,应根据光分路器的设置方式进行选择,方案1、方案2分别更适用于光分路器采用静态设置方式、动态设置方式,两种方式的说明如图4所示。
图4 不同FTTH用户规模光分路器位置设置的两种方法
高层楼宇ODN网络配线结构如图5所示。
图5 高层楼宇FTTH应用时ODN配线结构
以上对低层楼宇的配线结构规划是按照每个用户接入点覆盖最多5层楼来考虑的;对中层楼宇和高层楼宇则是按照每个用户接入点覆盖最多3层楼来考虑的。在实际应用中,应结合楼层用户密集度和大楼垂直布线条件,同时考虑到有的楼宇用户分布并不均匀,参考上述模型对楼内配线结构进行规划。
3、FTTH/B/C/Cab混合应用模式的ODN网络配线结构
对于一个接入网小区,可能包含别墅区和各种户型的低、中、高层楼宇,在进行ODN规划时,应以别墅、楼宇为单位,由下至上进行规划。
而FTTx网络是从FTTB/C/Cab逐步向FTTH演进的,因此FTTx网络的部署是由上至下的。
在FTTx网络部署时,要结合ODN规划,采取适当超前的原则进行ODN建设,以满足向FTTH的演进需求:
①在实施FTTB/C/Cab时,大楼/小区等光分配点配线设施在容量上要考虑有足够的可扩容空间。
②对于有发展潜力的楼宇,在部署FTTH网络时,光分线盒、光终端盒尽量按满足大楼内所有目标用户的接入需求进行配置(并在端口配置上适当考虑冗余),一次性部署到位。
③光分路器按需配置。
4、光缆选型与光缆连接
4.1 光缆选型
在FTTx网络中,新建的光缆应全部采用G.652单模光缆,对于接入网小区内现有的多模光缆,在满足传输系统指标的前提下,可以将单模光缆和多模光缆混合组网。
在FTTx系统ODN网络中的光缆,按工作环境分为室外光缆、室内光缆和室内室外两用光缆:
(1)在室外环境下宜选用室外光缆。
(2)在室内环境下宜选用室内光缆。室内光缆通常分为单芯光缆、双芯光缆、多芯光缆和光纤带光缆。依据用途不同,可分为垂直布线用光缆和水平布线用光缆。
(3)当需要光缆从室外跨入室内时,可选用室内室外两用光缆直接进入室内;也可使用室外光缆在具有良好接地保护的金属管线内直接进入室内,如果没有金属管线保护,则室外光缆在室内的应用距离不应超出15 m。
各种光缆均需符合现行标准的要求。室内光缆除了可以采用YD/T 1258定义的各种结构的室内光缆之外,还可以采用符合标准的其他结构的室内光缆,如悬挂式布线光缆(“8”字形光缆)、骨架槽式光纤带光缆等。
对应于ODN网络中的馈线、配线和入户段,馈线光缆主要在室外;配线光缆在室外、室内和室内室外3种工作环境下都有;入户光缆对于别墅区为室内室外环境,对于楼宇则为室内环境。ODN网络中具体宜选用的光缆结构如下:
(1)馈线光缆宜选用光纤带室外光缆。
(2)室外用配线光缆如芯数较大,也宜采用光纤带室外光缆。
(3)由室外进入室内的配线光缆可以采用骨架槽式室外光缆或室内室外两用光缆,如芯数较大,也应采用光纤带光缆;由室外进入室内的入户光缆宜采用室内室外两用光缆,如悬挂式布线光缆等。
(4)室内用配线光缆(垂直布线光缆)宜采用骨架槽式光纤带光缆,以便于光分线盒、终端盒抽芯;室内用人户光缆(水平布线光缆)可以根据需要采用单芯/双芯/多芯室内光缆,在施工条件具备时,也可以采用铠装尾纤/加强尾纤。
4.2 光缆连接
馈线、配线和入户光缆段与段之间的连接包括两种方式:固定连接和活动连接。固定连接可以采用两种技术:熔接和机械接续(冷接)。现阶段,冷接技术可靠性尚未经过长时间检验,光缆固定连接应以熔接为主。
固定连接相对于活动连接,可以减少连接损耗,但配线不够灵活。考虑到接入网光缆的层次结构,以及FTTx网络的演进过程,具体采用的连接方式如下:
(1)一般馈线和配线光缆、以及配线光缆与配线光缆之间应采用活动连接。
(2)应尽量保证每个光配线点只有1个活动连接头,设置光分路器的配线点可以有2个活动连接头。
(3)接入网小区光分配点应尽量直接与主干光节点相连接。
(4)当FTTH接入进入规模应用时,光分路器可采用静态设置方式,此时可将设在小区,路边等接入网小区光分配点的连接方式改为固定连接。
(5)从接入网小区光分配点引出1条或数条大芯数光缆,通过光分歧接头盒采用直熔的固定连接方式分配至该小区所属各大楼光分配点。
(6)在用户数较为明确且放号率较高时,如写字楼的FTTD应用等,可以直接采用熔配一体化光分路器。
(7)入户光缆如一次性部署到户时,应直接和配线光缆熔接。
(8)如线路衰耗较大,无法满足传输系统要求,可将个别活动连接点改为固定连接点。
4.3 光缆纤芯规划
ODN光缆纤芯规划可分为两个层次的规划:
(1)考虑FTTx网络接入需求,对接入网主干、配线层光缆纤芯进行整体规划。
(2)考虑FTTx网络在接入网引入层的光缆延伸,对接入网小区的光缆纤芯进行规划。
ODN网络光缆纤芯的规划应通过对用户和业务进行预测,由下至上进行考虑。考虑到FTTx网络向FTTH的演进,应按照所有目标用户均实现FTTH、光分路器尽量靠近用户的原则来进行纤芯规划。
对于现有的光缆要充分利用,在FTTx网络发展到一定规模,超出光缆芯数预警线时才考虑对光缆进行扩容,扩建的光缆芯数根据规划确定。
4.3.1 入户光缆(水平布线光缆)
入户段光缆纤芯一般采用单芯,对于需要提供线路保护的则采用双芯。大客户、商业客户可根据用户分布采用多芯入户光缆。对于需要跨楼层布放的入户光缆,可以采用多芯悬挂式布线光缆由用户接入点布放至该楼层,然后分开为多根单芯,双芯光缆进入各户。
4.3.2 配线、馈线光缆
对于EPON系统,按ODN采用一级分光(分路比1:32)进行光缆纤芯规划。
针对光分路器的两种设置方式的特点(动态设置可以提高PON口使用效率;静态设置则会使PON口使用效率降低,但便于工程实施、维护),考虑在ODN网的不同层次分别考虑不同的光分路器设置方式来进行纤芯规划:
(1)对ODN网在接入网引入层光缆段的纤芯规划按照光分路器动态设置来考虑,以提高PON口使用效率,虽然对接入网引入层的光缆占用总体上会增加,但可以减少对接入网主干、配线层光缆的占用。
(2)对ODN网在接入主干、配线层光缆段的纤芯规划按照光分路器静态设置来考虑,同样,可以减少对接入网主干、配线层光缆的占用。
(3)馈线、配线光缆纤芯要考虑10%-15%的冗余。