光接入網(wǎng)認證第一篇基礎(chǔ)知識

1、光接入網(wǎng)認證第一光接入網(wǎng)認證第一篇基礎(chǔ)知識篇基礎(chǔ)知識考試大綱考試大綱n光纖通信根底n光纖通信特點n光纖根本構(gòu)造n光纖導(dǎo)光原理n光纖損耗n光纜根本知識nPON網(wǎng)絡(luò)簡介nPON根本原理nPON系統(tǒng)組成nGPON和EPON技術(shù)比較nPON網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)指標n帶寬測算n光鏈路衰耗指標和計算光纖通信的特點光纖的根本構(gòu)造及組成n光纖主要由纖芯、包層、涂敷層組成。n纖芯的作用是傳導(dǎo)光波。n包層的作用是將光波封閉在光纖中傳播。纖芯和包層均由石英材料構(gòu)成，只不過是為了形成光波導(dǎo)效應(yīng)，必須使纖芯折射率高于包層折射率即 n1 n2，因而兩者石英材料的摻雜情況不同。n涂敷層的作用是保護光纖不受水汽的侵蝕和機械的擦傷，同

2、時增加光纖的柔韌性，它一般采用環(huán)氧樹脂或硅橡膠。n目前主流應(yīng)用的光纖有兩種尺寸規(guī)格，一種是芯線標稱直徑規(guī)格為 62.5um/ 125um纖芯直徑/包層直徑，下同或 50 um /125um的多模光纖，一種是芯線標稱直徑規(guī)格為 9um / 125um 的單模光纖。 光纖的組成構(gòu)造單模光纖尺寸多模光纖尺寸6光纖導(dǎo)光原理n折射定理：n1sin1=n2sin2n必須指出的是，根據(jù) 1=sin-1(n2/n1)，只有當(dāng)光從折射率大的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì)時，即n2n1時，才能產(chǎn)生全反射。n例如，當(dāng)光從玻璃射入空氣時能產(chǎn)生全反射；而當(dāng)光從折射率小的空氣射入折射率大的玻璃時，就不可能產(chǎn)生全反射。n普通光纖是

3、在纖芯材料SiO2中摻雜少量的Ge，使得纖芯的折射率略微高出包層的折射率，滿足光的全反射條件。7光纖通信的三個低損窗口：850nm，1310nm，1550nm8光纖的損耗光纖彎曲半徑不得小于30mm；光纖最小推薦的彎曲半徑為10mm；光纖最小推薦彎曲半徑為；n與接入網(wǎng)工程建立最為相關(guān)的主要是：n彎曲損耗：建立標準化、人員相關(guān)知識水平和責(zé)任心；n接續(xù)損耗：施工儀器及設(shè)備，人員技能；nOH根離子吸收：注意光纖的應(yīng)用環(huán)境，尤其注意阻水及防潮；9光纖主要傳輸參數(shù)u損耗u色散u傳輸帶寬 10光纜構(gòu)造及其特點與使用Q1：光纜構(gòu)造分為哪三局部？纜芯、加強元件、護層三局部。Q2：纜芯構(gòu)造有哪四種？層絞式、骨架

4、式、帶式、束管式四種。Q3：光纜采用什么措施防潮？1、纜芯內(nèi)填充油膏2、充氣方式。11主流應(yīng)用光纖性能指標光纖參數(shù)單位G.652AG.652BG.652CG.652D模場直徑（1310nm）m(8.6-9.5)0.5包成直徑m1251纖芯同芯度差m0.6包層不圓度%1光纜截止波長nm1260篩選應(yīng)力Gpa0.69宏彎損耗1550nmdB0.11625nmdB0.10.10.1色散系數(shù)0minnm1300nm0maxnm1324nm零色散斜率S0maxps/nm2*km0.092光纜參數(shù)衰減系數(shù)最大值1310nmdB/km0.350.350.350.351550nm0.220.220.220.2

5、21625nm0.240.240.24PMDQM=20段，Q=0.01%ps/km1/20.50.20.50.2單模光纖：單模光纖：適用于適用于1310nm1310nm和和1550nm1550nm窗口；在窗口；在13101310波長工作時，理論色散值為零；波長工作時，理論色散值為零；在在15501550波長工作時，傳輸損耗最小，但色散系數(shù)較大波長工作時，傳輸損耗最小，但色散系數(shù)較大12主流應(yīng)用光纖性能指標單模光纖G.657光纖又稱彎曲不敏感光纖，其最主要的特性是具有優(yōu)異的耐彎曲特性。按照是否與G.652光纖兼容的原那么，G.657光纖劃分成了A、B兩大類光纖，同時按照最小可彎曲半徑的原那么，將

6、彎曲等級分為1，2，3三個等級。ITU-T G.657ITU-T G.657（20092009）A A類類B B類類( (要求與要求與G.652G.652完全兼容完全兼容) ) ( (不要求與不要求與G.652G.652完全兼容完全兼容) )彎曲等級彎曲等級1 1（最小彎曲半徑（最小彎曲半徑10 mm10 mm）G.657.A1 G.657.A1 - -彎曲等級彎曲等級2 2（最小彎曲半徑（最小彎曲半徑7.5mm7.5mm）G.657.A2G.657.A2G.657.B2 G.657.B2 彎曲等級彎曲等級3 3（最小彎曲半徑（最小彎曲半徑5 mm5 mm）- -G.657.B3 G.657.

7、B3 13主流應(yīng)用光纖性能指標特性單位技術(shù)指標G.657.A1G.657.A2G.657.B2G.657.B31310nm模場直徑m（8.6-9.5）0.4（8.6-9.5）0.4（6.3-9.5）0.4（6.3-9.5）0.4未成纜光纖的宏彎損耗彎曲半徑mm151015107.515107.5107.55彎曲圈數(shù)-101101110111111550 nm最大值dB0.25 0.75 0.030.10.5 0.030.10.50.030.080.151625 nm最大值dB11.50.10.210.10.210.10.250.45衰減特性1310nmdB/km0.51310nm 1625nm

8、dB/km0.41383 nm 3nmdB/km0.41550 nmdB/km0.30.31625nmdB/km0.4色散特性零色散波長nm13001324不規(guī)定零色散斜率ps/nm2 km0.092偏振模色散特性M-20不規(guī)定 Q-0.01%PMDQ 最大值ps/km1/20.20 單模光纖技術(shù)指標單模光纖技術(shù)指標n光纖通信根底n光纖通信特點n光纖根本構(gòu)造n光纖導(dǎo)光原理n光纖損耗n光纜根本知識nPON網(wǎng)絡(luò)簡介nPON根本原理nPON系統(tǒng)組成nGPON和EPON技術(shù)比較nPON網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)指標n帶寬測算n光鏈路衰耗指標和計算15EPON根本原理EPON無源光網(wǎng)絡(luò)是一種點到多點(Point-to

9、-Multipoint Optical Access Network )PON系統(tǒng)ONU-specific packetONU-specific packetSplitter 無無源光分路器源光分路器headerPayloadFCS802.3 frame16EPON下行傳輸EPON上行傳輸PON網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造PON系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中的位置OLT相當(dāng)于會聚交換機OLT與ONU之間全程無源ONU家庭家庭公司公司/辦公室辦公室樓宇樓宇SNIUNI基于基于 PON的光纖接入網(wǎng)絡(luò)的光纖接入網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)核心網(wǎng)用戶用戶FTTHFTTOFTTBONUONUBRAS/SRIP城域網(wǎng)IPTV/全球眼業(yè)務(wù)平臺Internet軟交

10、換/IMS平臺OLTBRAS/SRL2匯聚(可選)VOIP業(yè)務(wù)流IPTV業(yè)務(wù)流STM-1/E1BACBAC1NTDM業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)（SDH/DDN/FR/ATM ）ODN1N1N互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流GE/10GENTEPON和GPON技術(shù)比較n光纖通信根底n光纖通信特點n光纖根本構(gòu)造n光纖導(dǎo)光原理n光纖損耗n光纜根本知識nPON網(wǎng)絡(luò)簡介nPON根本原理nPON系統(tǒng)組成nGPON和EPON技術(shù)比較nPON網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)指標n帶寬測算n光鏈路衰耗指標和計算帶寬測算PON系統(tǒng)內(nèi)單個PON樹可用帶寬技術(shù)EPONGPON線路速率（Mbps）下行12502488上行12501244可用帶寬（Mbps）下行9502200上

11、行9001000miPON1)iii(并發(fā)比業(yè)務(wù)用戶數(shù)業(yè)務(wù)帶寬業(yè)務(wù)樹可用帶寬單個PON系統(tǒng)內(nèi)帶寬規(guī)劃原那么應(yīng)根據(jù)不同業(yè)務(wù)和不同客戶群的需求差異分配相應(yīng)的帶寬保證PON系統(tǒng)內(nèi)不同用戶的根本可用帶寬高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬要優(yōu)先保證對用戶的最大可用帶寬進展限速對于FTTH應(yīng)用，宜將OLT設(shè)置為組播復(fù)制點對于FTTH應(yīng)用，PON系統(tǒng)內(nèi)帶寬測算公式OLTONU1NN個ONU帶的M個用戶共享帶寬考慮平安冗余，高清、標清IPTV業(yè)務(wù)所需帶寬?。?2M/路、3M/路對于FTTB應(yīng)用，應(yīng)結(jié)合組播復(fù)制點設(shè)置，測算單個PON樹內(nèi)可容納的最大用戶數(shù)ONU1N帶寬測算PON系統(tǒng)內(nèi)FTTH組網(wǎng)例如假定所有業(yè)務(wù)的并發(fā)比統(tǒng)一取5

12、0%EPON：按164組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達30MGPON：按1128組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達34M假定直播高清、標清用戶各占50%業(yè)務(wù)的并發(fā)比取100%，其余業(yè)務(wù)統(tǒng)一取50%EPON：按164組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達27M開高清 / 18M開標清GPON：按1128組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達31M 開高清 / 22M 開標清注：上述帶寬均指下行帶寬一般情況下，F(xiàn)TTH應(yīng)用模式為每戶提供20M寬帶接入，OLTONU之間不存在帶寬瓶頸。帶寬測算OLT上聯(lián)n1j1jjj)ii (并發(fā)比）業(yè)務(wù)用戶數(shù)業(yè)務(wù)帶寬（業(yè)務(wù)頻道數(shù)制式頻道帶寬制式上聯(lián)帶寬miBTVBTVOLTBTV業(yè)務(wù)IPTV組播業(yè)務(wù)組播復(fù)制點在OLT

13、時，OLT上聯(lián)帶寬計算公式BTV業(yè)務(wù)組播復(fù)制點在BRAS時，OLT上聯(lián)帶寬計算公式當(dāng)OLT側(cè)不同以太網(wǎng)/IP類業(yè)務(wù)上聯(lián)基于物理鏈路隔離時，應(yīng)分別計算不同業(yè)務(wù)的上聯(lián)帶寬 根據(jù)所采用的上聯(lián)鏈路端口可用帶寬需考慮冗余，計算所需的上聯(lián)端口數(shù)OLT一般采用雙鏈路上聯(lián)保護）忙時并發(fā)比業(yè)務(wù)用戶數(shù)業(yè)務(wù)所需帶寬（業(yè)務(wù)上聯(lián)帶寬miiiiOLT1上聯(lián)鏈路冗余系數(shù)上聯(lián)端口可用帶寬上聯(lián)帶寬上聯(lián)端口數(shù)OLTOLT帶寬測算OLT上聯(lián)例如某OLT局站用戶情況局站覆蓋IPTV用戶1020戶其中高清用戶20戶，標清用戶1000戶，業(yè)務(wù)忙時并發(fā)比取0.5，組播復(fù)制點設(shè)置在BRASOLT上聯(lián)帶寬=(20戶12M/戶+1000戶3M/

14、戶)0.5+3700戶4M/戶0.5=9020MOLT上聯(lián)端口210GE雙上聯(lián)思考：如果組播復(fù)制點在OLT處，一共有100個頻道，每個頻道帶寬為3M，試計算OLT上聯(lián)帶寬？ODN框架構(gòu)造此分段為行標定義，需根據(jù)接入光纜網(wǎng)規(guī)劃進展對應(yīng)分光方式一級分光與二級分光一級分光一級分光二級分光二級分光光分路器級聯(lián)后總的分路數(shù)不得大于系統(tǒng)設(shè)計的最大光分路數(shù)分段參見接入光纜網(wǎng)規(guī)劃方法可下移至主干光節(jié)點分光方式靈活選擇u一級分光方式u優(yōu)點：光分路器集中設(shè)置，便于集中維護；構(gòu)造簡化，便于故障定位u缺點：為提高分光器端口實裝率，分光點宜設(shè)置在較高位置，相應(yīng)增加配線光纜的投資；光分路器集中設(shè)置，分光設(shè)施體積相對較大，

15、對其安裝條件具有一定要求u適用場景：新建住宅樓宇區(qū)，以及商務(wù)樓、別墅區(qū)u二級分光方式u優(yōu)點：節(jié)省配線光纜投資；一級、二級分光設(shè)施體積相對較小，利于選點談判u缺點：分光設(shè)施較分散，不利于集中維護；故障定位比一級分光要難u適用場景：二次進線樓宇區(qū)，以及農(nóng)村區(qū)域光模塊選用PON設(shè)備采用不同的光模塊，可以支持不同的ODN等級EPON在用的光模塊主要有：1000BASE-PX20，允許通道插損24dB，支持最高光分路比為1:32，EPON網(wǎng)絡(luò)部署早期配置，新采購設(shè)備已不再配置PX20光模塊1000BASE-PX20+，允許通道插損28dB，支持最高光分路比為1:64，當(dāng)前采購EPON設(shè)備均配置PX20+

16、光模塊GPON在用的光模塊主要有：Class B+，允許通道插損28dB，支持最高光分路比為1:64，現(xiàn)網(wǎng)GPON設(shè)備普遍配置Class B+光模塊Class C+，允許通道插損32dB，支持最高光分路比為1:128，Class C+光模塊已成熟，應(yīng)主要采用各地在FTTH 規(guī)模部署過程中，OLT 及ONU 設(shè)備應(yīng)采用不低于PX20+EPON和Class C+GPON等級的光模塊，ODN 網(wǎng)絡(luò)光功率全程衰耗應(yīng)分別控制在28dB 和32dB 以內(nèi)PON傳輸距離測算公式FcWDMcAMANAILPL光纖線路含固定接頭衰減系數(shù)PON系統(tǒng)R/S-S/R最大允許通道插損OLT-單個ONU之間所有光分路器插

17、損之和單個活動連接器的損耗WDM器件的插損OLTONU傳輸距離OLT-單個ONU之間活接頭數(shù)量線路維護余量存在模場直徑不匹配的光纖連接等引入的附加損耗PON傳輸距離測算相關(guān)參數(shù)傳輸距離（km）線路維護余量取值（dB）L51，2)5L102，3)103光分路器規(guī)格插入損耗典型值（dB）123.9147.21810.511613.813217.116420.1112823.7波長窗口光纖線路衰減系數(shù)（dB/km）1310nm/1270nm0.38（光纖帶光纖0.4）1490nm/1577nm0.26（光纖帶光纖0.28）線路維護余量活接頭連接損耗：0.5dB/個；光分路器連接頭損耗按0.25dB/個額外計取。注：OLT、ONU設(shè)備側(cè)的活接頭不計算在內(nèi)光纖衰減系數(shù)含固定接頭1N光分路器插損2N增加0.3dB采用最壞值原那么進展設(shè)計，留足余量！PON傳輸距離測算例如采用GPON組網(wǎng)，光模塊為Class C+支持最大插損32dB活接頭總插損0.540.2543dB主干、配線光纜纖芯為G.652D，引入光纜纖芯為G.657A，無附加損耗傳輸距離：L32-24.3-3-2.5/