摘要：文章通过从FTTH的实现方式出发，对宏观和微观FTTH 规划及设计方案作了深入的探讨。
关键词：FTTH；方式；规划及设计
一、FTTH的实现方式
1、P2P和P2MP
FTTH的实现方式有：点到点（P2P）和点到多点（P2MP）。
所谓点到点（P2P）光接入技术结构如图1所示，即从用户端到设备端使用一根光纤实现连接，传输速率上最大也达到千兆，传统的电缆就是这种形式。局端是光信号进行传输，用户设备需使用光电转化器转化成电信号后进行对接。对于公众用户而言，此种技术最大的限制就是光纤的重复浪费和大量铺设，后期维护可以说将耗费大量的人力，而本身前期的光纤投资也会是一笔巨大的幵支。所以这种技术不适合大规模地光纤入户建设，的实现需要寻找一种建设和维护成本都较低的技术实现。
图1 点到点以太网结构图
P2MP的连接方式通常采用PON的形式来实现，PON方式中的ODN采用无源光分配器（splittor）形成树型拓扑结构，如图2所示。这种方式只需要N/n根主干光纤（N为用户数，n为分光比），并只需要N+1对光收发器件，室外无有源设备，降低了维护成本，减少了室内的机房面积占用，建设成本和维护成本都较低，而且PON系统的可扩展性好，便于维护管理，是未来FTTH的主要实现方式。
图2 点到多点原理结构图
2、EPON实现FTTH的优势
PON系统中分光器是无源设备安装在楼道竖井里无需电源接入，即减少UPS的投入又可避免后期断电等障碍。终端ONU放置在用户家，供电是由用户自己提供。而PON系统中省去了楼宇的综合布线等投资，传统LAN网中的一些弊端都可完全避免。OLT如果立在局端，可以省去建设模块局机房的需求，这样同传统的接入方式比较建设和维护成本低是第一大优势。
针对用户目前的带宽需求，20M速率在一段时间内足以满足用户的互联网应用的需求，EPON及FTTH接入方式完全可以满足上下行理论带宽1.25Gbps。而光纤入户形式每个PON口下只能接入64户，带宽毫无压力。EPON技术不需任何复杂的协议，并且又能具备可后期升级网络扩容的优点。
由于EPON可以提供QoS服务保证的相关功能，在开通不同业务后可根据签署的协议来进行分类提供不同的服务管理。并且具备多业务的承载能力，除了适应IP业务的要求，对于传统业务也可完美的兼容。兼容性是运营商技术改革平滑过渡时期最需要考虑的因素。而且对于老旧小区的改造，不适于一次高成本的投入，只是保证一个小区具备光纤接入的能力，但实际的光纤用户改造量对于用户来说还有个适应过程。包括各个方面的推广，短时期也难以实现所有用户强行改造，用户对新业务的接受也需要一个过程。我们说是最后一公里的最佳解决方式，所以重点应在于光纤入户。
GPON功能上要比EPON更加完善，但其代价是要靠复杂的技术来实现。比如就GPON的光模块而言，根据标准要求其支持三类ODN，所以对ONU而发射机功率和OLT接收灵敏度就有很高的要求，而符合此种要求的光模块价格成本几乎是IPON光模块价格的6倍。GPON芯片功能比较复杂，需要一个新的设计封装格式，GPON芯片的厂商太少，所以价格难以下降。对于规模比较大的网络建设，EPON技术简单，技术成熟较早而且我国已经大规模商用。在这种背景下，无论是用户侧还是网络侧的设备成本，GPON都要比EPON高出不少。只有当GPON系统大规模的商用，各大厂商的价格成本才会逐渐降低，接入市场上才会有越来越多的应用选择靠GPON来实现。目前各运营商针对普通中低端客户和住宅客户为了能创造更高的经济效益，更稳定的网络使用享受，EPON无疑还是首选。而且到目前为止还没有出现GPON能做而EPON做不了的公众业务接入。
综上所述，我们从用户的提速要求，技术要求，以及目前各运营商对于传统铜缆接入方式的改造形式来看，在大力快速发展光纤入户的阶段，目前EPON是实现FTTH的理想接入技术。另外从运营商经济效益的角度考虑，釆用EPON系统实现FTTH可以降低建设、管理、运营、维护的成本。而后期同时可以满足设备升级的需求，有利于占有市场提高经济收入，使得在宽带市场益竞争激烈的环境下长期保持竞争优势。同时光纤接入方式的实现对今后的增值业务等可提供新的赢利机会。
二、宏观 FTTH 规划及设计方案
1、整体目标
对于新建小区直接采用FTTH光纤入户的接入方式，同时，对老式住宅区原有的 FTTB 等改造成 FTTH 光纤入户方式。宽带速率分为 1m、2m、4m、10m、20m 这五个档次。要想完成这一目标，必须加强基础设施的投入力度，包括光缆、模块局、模具机房等等，从而更好地满足光纤入户的建设标准。
2、建设原则
①新建接入点指的是对新的住宅区、商业建筑等未覆盖网络的地区，以光纤入户方式为主，进而实现语音业务。②接入点改造是对已经实现宽带 覆盖，但是无法进行 PON 连接的区域。按照数据与语音同时改造的方案，合理使用资源，拒绝浪费以及重复性建设。
3、设备选型要求
选择运行稳定且主流的设备型号。选择中兴、华为等实力雄厚企业的技术稳定性产品，优先选择集成度高、反馈效果好的产品。
4、选择技术方案
结合用户的分布特点以及业务需求方式，进行整体性的技术方案选择。现阶段，主要包括技术选择以及拓扑结构选择两种方式：①点对点拓扑结构，主要指的是以太网技术为主的点到点 FTTH 系统。站在经济层面考虑，优先考虑 WDM、单线双线的运输方式。上行信号采用 1310nm 波长，下行采用 1550nm 波长。在具体的实现过程中，根据具体的情况，选择单级点到点的光传输方式。与此同时，也可以采用两级点到点的光纤传输方式。②点对多点的拓扑结构：这种技术方案基于 GPON、EPON等技术。站在经济层面考虑，优先考虑 WDM 的单纤双向的传输方式。结合具体的情况，可以选择双向方式的单纤两波技术，采用 1490nm 下行信号，1310nm 上行信号。另外，还可以考虑单纤三波的技术方式，1550nm 波长1490nm 波长的下行信号，以及 1310nm 上行信号。在具体的网络结构上来说，可以选择分配功能在 OLT 的星形拓扑结构，还可以采用总线形、树形等具有分配点的拓扑结构。在具体的规划过程中，还应该对分配点、OLT、光缆接入性能等提出针对性的改进措施。
5、网络规划
①结合具体的用户分布情况，准确定位FTTH的服务范围，然后准确定位服务区的划分以及 OLT 的具体数据与位置。在不确定用户分布的情况下，可以结合整体的用户规模以及单位OLT 的标准来确定设备的总体数量。②结合具体的用户规模，确定 OLT 上行端口、下行端口的具体配置，以及 ODN 网络规模（主要包括入户线、配线、馈线光缆的规模）、ONT 设备数量。③对整个规划区域内部的网络规模进行统计，比如说，整体光纤接入规模、ONT 节点数、设备数等等。
6、出局配套接入主干光缆的具体设计
结合具体的光纤入户网络规划，设计出局配套接入主干光缆的拓扑结构及芯数等具体内容。
7、整体投资估算
估算投资包括多个方面的，比如说，年度建设计划、投资估算以及经济分析等等。
三、微观 FTTH 规划及设计方案
微观FTTH规划及设计方案指的是以一个具体的光纤入户服务区为主要研究对象，在研究深度以及研究内容上，要求接近于初步设计与可行性分析技术。微观规划能够为宏观规划提供具体的指标，比如说，单用户造价指标、平均光缆长度等等。
1、对系统整体方案的描述
对系统整体方案的描述，需要包括环境概况、上联接口数量与种类等多个方面，主要包括具体的承载业务，两波或者三波，单纤或三纤等等。
2、具体的用户分布与业务需求特点
全面分析小区用户的具体需求特点，包括宽带需求标准以及业务种类。对于小区的用户分布情况进行彻底调查，比如说，具体楼型、单元用户数量、用户间距等等。
3、划分服务区以及设置 OLT
结合任务书要求划分具体的服务区范围。结合城域网机房与用户的距离，设定 OLT 机房位置。如果两者之间的距离比较近，可以选择城域网机房内设置 OLT 机房；如果两者之间的距离比较远，可以在用户区域内设计 OLT 机房。然后结合总体的用户规模，确定 OLT 的配置、规模以及配线设备。
4、划分总体线路
在划分小区的基础上，确定光分路器的具体设置情况，作为PON的核心元件，能够有效降低投入费用以及光纤资源。在此基础上，设置具体的分配点位置、设备配线。最终，确定用户接入点的具体位置以及具体的配线设备。
结语
PON技术目前的发展趋势是：APON已被淘汰并没有大范围应用，EPON应用目前已很成熟，我国目前主流的PON接入方式即跳过APON大量建设EPON，今后也将逐步过渡到GPON，WDM-PON相对较为遥远，但也应予以必要的关注。
参考文献：
[1]刘少华，的网络规划与实现2009，3（2）：29-32
[2]“康宁称其光纤超越ITUG.657.B.3标准”，千家综合布线网，2009年
[3]朱昀，“皮线光缆在FTTH工程中的应用”，通信世界网，2009年
[4]吕根良，“FTTH光纤冷接续技术将成为主流”，千家综合布线网，2009年
论文作者:陈景升
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/16
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