光接入網(wǎng)認(rèn)證第一篇基礎(chǔ)知識(shí)

1、中國電信2013年光網(wǎng)工程合作方資格認(rèn)證培訓(xùn)FTTH概論河南日海恒聯(lián)通信技術(shù)有限公司2013年3 月考試大綱考試大綱n光纖通信基礎(chǔ)光纖通信特點(diǎn)光纖基本結(jié)構(gòu)光纖導(dǎo)光原理光纖損耗光纜基本知識(shí)nPON網(wǎng)絡(luò)簡介PON基本原理PON系統(tǒng)組成GPON和EPON技術(shù)比較nPON網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)指標(biāo)帶寬測(cè)算光鏈路衰耗指標(biāo)和計(jì)算光纖通信的特點(diǎn)光纖的基本結(jié)構(gòu)及組成n光纖主要由纖芯、包層、涂敷層組成。纖芯的作用是傳導(dǎo)光波。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。涂敷層的作用是保護(hù)光纖不受

2、水汽的侵蝕和機(jī)械的擦傷，同時(shí)增加光纖的柔韌性，它一般采用環(huán)氧樹脂或硅橡膠。目前主流應(yīng)用的光纖有兩種尺寸規(guī)格，一種是芯線標(biāo)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(biāo)稱直徑規(guī)格為 9um / 125um 的單模光纖。 光纖的組成結(jié)構(gòu)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=n2sin2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(shí)，即n2n1時(shí)，才能產(chǎn)生全反射。例如，當(dāng)光從玻璃射入空氣時(shí)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(shí)，就不可能

3、產(chǎn)生全反射。普通光纖是在纖芯材料（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(gè)低損窗口：850nm，1310nm，1550nm8光纖的損耗G.652光纖彎曲半徑不得小于30mm；G.657A1光纖最小推薦的彎曲半徑為10mm；G.657A2光纖最小推薦彎曲半徑為7.5mm；n與接入網(wǎng)工程建設(shè)最為相關(guān)的主要是：彎曲損耗：建設(shè)規(guī)范化、人員相關(guān)知識(shí)水平和責(zé)任心；接續(xù)損耗：施工儀器及設(shè)備，人員技能；OH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；光纖主要傳輸參數(shù)u損耗u色散u傳輸帶寬 9光纜結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)與使用10Q1：光纜結(jié)構(gòu)分為哪三部

4、分？纜芯、加強(qiáng)元件、護(hù)層三部分。Q2：纜芯結(jié)構(gòu)有哪四種？層絞式、骨架式、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(biāo)光纖參數(shù)單位G.652AG.652BG.652CG.652D模場(chǎng)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/km0.3

5、50.350.350.351550nm0.220.220.220.221625nm0.240.240.24PMDQM=20段，Q=0.01%ps/km1/20.50.20.50.2G.652G.652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(shí)，理論色散值為零；波長工作時(shí)，理論色散值為零；在在15501550波長工作時(shí)，傳輸損耗最小，但色散系數(shù)較大波長工作時(shí)，傳輸損耗最小，但色散系數(shù)較大主流應(yīng)用光纖性能指標(biāo)12G.657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.

6、652光纖兼容的原則，G.657光纖劃分成了A、B兩大類光纖，同時(shí)按照最小可彎曲半徑的原則，將彎曲等級(jí)分為1，2，3三個(gè)等級(jí)。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(jí)彎曲等級(jí)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(jí)彎曲等級(jí)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(jí)彎

7、曲等級(jí)3 3（最小彎曲半徑（最小彎曲半徑5 mm5 mm）- -G.657.B3 G.657.B3 13主流應(yīng)用光纖性能指標(biāo)特性單位技術(shù)指標(biāo)G.657.A1G.657.A2G.657.B2G.657.B31310nm模場(chǎng)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.

8、10.210.10.250.45衰減特性1310nmdB/km0.51310nm 1625nmdB/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 G.657G.657單模光纖技術(shù)指標(biāo)單模光纖技術(shù)指標(biāo)n光纖通信基礎(chǔ)光纖通信特點(diǎn)光纖基本結(jié)構(gòu)光纖導(dǎo)光原理光纖損耗光纜基本知識(shí)nPON網(wǎng)絡(luò)簡介PON基本原理PON系統(tǒng)組成GPON和EPON技術(shù)比較nPON網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)指標(biāo)帶寬

9、測(cè)算光鏈路衰耗指標(biāo)和計(jì)算EPON基本原理EPON無源光網(wǎng)絡(luò)是一種點(diǎn)到多點(diǎn)(Point-to-Multipoint Optical Access Network )的光接入網(wǎng)絡(luò)，是二層采用802.3以太網(wǎng)幀來承載業(yè)務(wù)的PON系統(tǒng)15ONU-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)結(jié)構(gòu)PON系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中的位置OLT相當(dāng)于匯聚交換機(jī)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

10、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(tái)Internet軟交換/IMS平臺(tái)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光纖通信基礎(chǔ)光纖通信特點(diǎn)光纖基本結(jié)構(gòu)光纖導(dǎo)光原理光纖損耗光纜基本知識(shí)nPON網(wǎng)絡(luò)簡介PON基本原理PON系統(tǒng)組成GPON和EPON技術(shù)比較nPON網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)指標(biāo)帶寬測(cè)算光鏈路衰耗指標(biāo)和計(jì)算帶寬測(cè)算PON系統(tǒng)內(nèi)單個(gè)PON樹

11、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(gè)PON系統(tǒng)內(nèi)帶寬規(guī)劃原則應(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)不同用戶的基本可用帶寬高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的帶寬要優(yōu)先保證對(duì)用戶的最大可用帶寬進(jìn)行限速對(duì)于FTTH應(yīng)用，宜將OLT設(shè)置為組播復(fù)制點(diǎn)對(duì)于FTTH應(yīng)用，PON系統(tǒng)內(nèi)帶寬測(cè)算公式OLTONU1NN個(gè)ONU帶的M個(gè)用戶共享帶寬考慮安全冗余，高清、標(biāo)清IPTV業(yè)務(wù)所需帶寬?。?2M/路、3M/路對(duì)于FTTB應(yīng)用，應(yīng)結(jié)合

12、組播復(fù)制點(diǎn)設(shè)置，測(cè)算單個(gè)PON樹內(nèi)可容納的最大用戶數(shù)ONU1N帶寬測(cè)算PON系統(tǒng)內(nèi)（FTTH組網(wǎng)示例）假定所有業(yè)務(wù)的并發(fā)比統(tǒng)一取50%EPON：按164組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達(dá)30MGPON：按1128組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達(dá)34M假定直播（高清、標(biāo)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(dá)27M（開高清） / 18M（開標(biāo)清）GPON：按1128組網(wǎng)，戶均業(yè)務(wù)帶寬可達(dá)31M （開高清） / 22M （開標(biāo)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(cè)算OLT上聯(lián)n

13、1j1jjj)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(diǎn)在OLT時(shí)，OLT上聯(lián)帶寬計(jì)算公式BTV業(yè)務(wù)組播復(fù)制點(diǎn)在BRAS時(shí)，OLT上聯(lián)帶寬計(jì)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(shí)，應(yīng)分別計(jì)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(jì)算所需的上聯(lián)端口數(shù)OLT一般采用雙鏈路上聯(lián)保護(hù)）忙時(shí)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(cè)算OLT上聯(lián)（示例）某OLT局站用戶情況局站覆蓋

14、IPTV用戶1020戶（其中高清用戶20戶，標(biāo)清用戶1000戶），業(yè)務(wù)忙時(shí)并發(fā)比取0.5，組播復(fù)制點(diǎn)設(shè)置在BRAS4M寬帶上網(wǎng)用戶3700戶，業(yè)務(wù)忙時(shí)并發(fā)比取0.5OLT上聯(lián)帶寬=(20戶12M/戶+1000戶3M/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(diǎn)在OLT處，一共有100個(gè)頻道，每個(gè)頻道帶寬為3M，試計(jì)算OLT上聯(lián)帶寬？ODN框架結(jié)構(gòu)此分段為行標(biāo)定義，需根據(jù)接入光纜網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行對(duì)應(yīng)分光方式一級(jí)分光與二級(jí)分光一級(jí)分光一級(jí)分光二級(jí)分光二級(jí)分光光分路器級(jí)聯(lián)后總的分路數(shù)不得大于系統(tǒng)設(shè)計(jì)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

15、干光節(jié)點(diǎn)分光方式靈活選擇u一級(jí)分光方式優(yōu)點(diǎn)：光分路器集中設(shè)置，便于集中維護(hù)；結(jié)構(gòu)簡化，便于故障定位缺點(diǎn)：為提高分光器端口實(shí)裝率，分光點(diǎn)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(duì)較大，對(duì)其安裝條件具有一定要求適用場(chǎng)景：新建住宅樓宇區(qū)，以及商務(wù)樓、別墅區(qū)u二級(jí)分光方式優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省配線光纜投資；一級(jí)、二級(jí)分光設(shè)施體積相對(duì)較小，利于選點(diǎn)談判缺點(diǎn)：分光設(shè)施較分散，不利于集中維護(hù)；故障定位比一級(jí)分光要難適用場(chǎng)景：二次進(jìn)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(jí)EPON在用的光模塊主要有：1000BASE-PX20，允許通道插損24d

16、B，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+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(jí)的光模塊，O

17、DN 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(cè)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(gè)ONU之間所有光分路器插損之和單個(gè)活動(dòng)連接器的損耗WDM器件的插損OLTONU傳輸距離OLT-單個(gè)ONU之間活接頭數(shù)量線路維護(hù)余量存在模場(chǎng)直徑不匹配的光纖連接等引入的附加損耗PON傳輸距離測(cè)算相關(guān)參數(shù)傳輸距離（km）線路維護(hù)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

18、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(hù)余量活接頭連接損耗：0.5dB/個(gè)；光分路器連接頭損耗按0.25dB/個(gè)額外計(jì)取。（注：OLT、ONU設(shè)備側(cè)的活接頭不計(jì)算在內(nèi)）附加損耗：G.652D光纖與模場(chǎng)直徑不匹配的G.657B光纖連接時(shí)可取0.2dB/連接點(diǎn)光纖衰減系數(shù)（含固定接頭）1N光分路器插損（2N增加0.3dB）采用最壞值原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，留足余量！注：1270nm窗口光纖衰減系數(shù)要比1310nm窗口大，可統(tǒng)一按0.4dB/km取值進(jìn)行測(cè)算PON傳輸距離測(cè)算示例采用GPON組網(wǎng)，光模塊為Class C+（支持最大插損32dB）按1:128設(shè)計(jì)，一級(jí)光分路器為1:8（插損10.5dB），二級(jí)光分路器為1:16（插損13.8dB），光分路器總插損24.3dB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，無附加損耗按上行方向（1310nm）光纖衰減系數(shù)（含固定接續(xù)）0.4dB/km測(cè)算線路維護(hù)余量：2.5dB傳輸距離：L（32-24