FTTH網(wǎng)絡增加了交換局的光纖密度

FTTH網(wǎng)絡增加了交換局的光纖密度

　　首先，為什么會有從純粹的光傳輸?shù)酵耆墓饫w接入這樣一個戲劇性的轉(zhuǎn)變呢？這是因為服務提供商必須能提供互聯(lián)網(wǎng)接入、數(shù)字電視和電話服務（通常稱為“三重業(yè)務”）以吸引和留住寬帶用戶。混合網(wǎng)絡通常被傳輸距離或單個節(jié)點上的用戶數(shù)量所限制。最快的DSL網(wǎng)絡只能在半英里內(nèi)提供從復用設備到客戶端的三重業(yè)務，而混合網(wǎng)絡的帶寬則受到單個節(jié)點的用戶數(shù)量和電氣噪聲的限制，因為電氣噪聲會損傷信號的波形。

　　FTTH是唯一一個可以在服務區(qū)域內(nèi)透明地、大規(guī)模地、可靠地提供Gb/s速率的全光接入平臺。這個才是過渡到完全光纖接入的根本原因。那么，應該如何設計光纖接入網(wǎng)呢？

　　集中式的結(jié)構(gòu)

　　建立可升級的FTTH網(wǎng)絡的最好方法就是要保證它的物理層能夠支持多種接入結(jié)構(gòu)，集中式的結(jié)構(gòu)對這方面的支持就非常好。這種單光纖接入到用戶家里的方法被廣泛地采用，因為它的效益高并能夠支持多種結(jié)構(gòu)。PON在當前已經(jīng)很常見了，交換式的以太網(wǎng)或者點對點網(wǎng)絡在某些特定情況下也是適用的，這些情況是指已有以太網(wǎng)基礎設施的地方。圖1顯示了一個FTTH網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，它包含三個不同的光纜部分：藍線是饋線段，紅線是配線段，綠線是入戶線段。

　　一種典型的光接入網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)：饋線（藍色），配線（紅色），入戶線（綠色）。

　　在一個以集中式結(jié)構(gòu)建設的FTTH網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域內(nèi)，都會有一根光纖（圖1中紅色線）通到光纖服務終端準備為每個家庭或企業(yè)提供服務。當家庭或企業(yè)需要接入網(wǎng)絡時，入戶光纖（圖1中綠色線）就能馬上連接到光纖服務終端以完成光纖接入服務。那么配線光纖（紅色線）的上行末端從哪里開始呢？

　　每個用戶的光纖既可以起始于鄰近的LCP分路器箱，也可以直接起始于交換局。無論哪個起始點都能很好地支持未來帶寬需求的增長，即每戶家庭100Mbit/s的流量。基于這一點，在目標區(qū)域內(nèi)部署支持所有家庭用戶的光纖網(wǎng)絡的總成本應予以認真考慮。

　　總的成本不僅包括光纜的成本，最重要的是光纜鋪設的成本。無論是架空還是地埋，使用帶狀光纜是最有利于提高效率和降低安裝成本的。下面的FTTH部署實例就是在一個相當密集的區(qū)域內(nèi)高效、低成本、高可靠地支持數(shù)千個家庭用戶。它利用了帶狀光纜、高密度的交換局光纖硬件以及LCP分路器箱。

　　照片1. 交換局里高密度的機架可以有效地支持大量的光纖，同時也提供了易于操作的手動故障切換恢復功能。

　　一個具體實施的例子

　　圖2描繪了一個城市的FTTH網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，其中每個區(qū)域大約承載3450個用戶。在交換局中，一個高密度的機架可以支持高達1728個光纖端口。一般來說，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡設計者喜歡選用SC/APC連接器，因為它的回波損耗可以達到65dB。

　　一個以環(huán)網(wǎng)為基礎的FTTH網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，可以為大量用戶提供高可靠的服務。

　　采用SONET/SDH承載以太網(wǎng)有幾項優(yōu)勢。首先，可以讓運營商利用他們已有的TDM構(gòu)架來提供以太網(wǎng)。第二，在這個場景中以太網(wǎng)作為TDM網(wǎng)絡提供、維護和管理的另一條電路，和其他TDM業(yè)務是類似的。

　　另一方面，采用SONET/SDH承載以太網(wǎng)也有些劣勢。首先，業(yè)務的開銷因為多層協(xié)議的配置、驗證、管理等而增加。第二，可以提供的帶寬是有限的，通常在1~8個T1/E1以內(nèi)（如提供T1，則速率在5~12Mbps）。第三，由于不能采用統(tǒng)計復用，以太網(wǎng)業(yè)務和TDM業(yè)務一樣昂貴。

　　圖2中藍色的饋線環(huán)網(wǎng)可以由一根包含864根ITU G.652.D單模光纖的無膠帶狀光纜組成。這個環(huán)網(wǎng)可以環(huán)繞全城并提供手動故障切換機制。在這個例子中，一個機架可以支持高達864個業(yè)務端口以及另外864個備用端口（每個區(qū)域216線）。如果這個環(huán)被切斷了，那么受影響的區(qū)域的跳線可以手動迅速穿過機架中間連接到另一邊的備用端口。如果沒有手動故障切換機制，那么這個城市的環(huán)網(wǎng)服務就會中斷——直到被切斷的線路重新接上，而這樣的現(xiàn)場維修既費錢又費時。

　　值得一提的是，使用帶狀光纜可以大大減少建設網(wǎng)絡時在交換局終接光纖的時間。通過每次同時熔接12對光纖，完成交換局內(nèi)1728根光纖的熔接僅僅需要3人·天的工作量，而每次熔接1對光纖則需要14.5人·天。（假設每次同時熔接12對光纖需要10分鐘，每次熔接1對光纖需時4分鐘）。

　　照片1顯示了一個高密度機架及其組成部分，包括一個72端口的模塊槽，可根據(jù)需要逐步增加模塊，每個可插拔模塊包含12個光纖端口。

　　在透明的可插拔模塊中，一個12芯的帶狀尾纖熔接到饋線端的12芯帶狀光纜一般只需要10分鐘。這種透明塑料結(jié)構(gòu)使得定位一根跳線的末端變得非常迅速。并且，如果服務的區(qū)域比較小，就可以不用本例子中的LCP分路器箱，將家庭用戶直接連接到中心局機架上，那么這個模塊槽就可以容納3個32端口的分路器模塊。此外，WDM模塊往往需要把外部的視頻信號疊加到PON信號上，有必要時，可插拔模塊也可以實現(xiàn)這一功能。對于機架本身，松弛的跳線可以很方便地安置在機架的中心，因此多余的跳線管理起來也很容易。

　　重新回到圖2中FTTH網(wǎng)絡部署的例子。在4個交叉點上，每一個（圖中以“X”表示）都有饋線環(huán)的216條光纖熔接到四個144端口預端接跳線板上（照片2）。

　　照片2. 預端接跳線板。

　　在交叉連接箱內(nèi)還有另外三個144端口預端接跳線板，864芯配線環(huán)光纜（圖中紅色部分）中的216根配線光纖熔接其上。實際上，這條光纜即充當了饋線也充當了配線。前面的216根光纖在LCP分路器箱中連接饋線端，而剩下的57*×144）根光纖充當每個LCP分路器箱內(nèi)發(fā)出的配線。每個配線環(huán)（圖中紅色部分）最多可以有6個LCP分路器箱，又因為每個LCP分路器箱可以承載576個用戶，那么每個區(qū)域的配線環(huán)總共就能承載3456個用戶，所服務的四個區(qū)域的總承載量就等于13824個用戶。服務這么多用戶只要一個機架的864個端口就可以了。

　　配線環(huán)也設有手動故障切換機制以防萬一線纜被切斷了。必要的時候，受影響端口的跳線可以由人工連接到配線環(huán)的另一邊。

　　區(qū)域中的每個LCP分路器箱都有18根光纖要回傳到交換局來支持1×32分路比的PON?？紤]遠一點，以后還可以再增加18根光纖用來支持1×16分路比的PON，以提供更多的用戶帶寬。此外，這36根光纖可以通過交叉連接箱內(nèi)的跳線和LCP分路器箱內(nèi)富余的饋線端口實現(xiàn)手動故障切換。

　　至于每個LCP分路器箱出來的576根光纖，如果配線環(huán)被切斷了，只有一些分配箱的客戶服務會受到暫時的影響，直到配線環(huán)被重新熔接好服務才能恢復。

　　饋線環(huán)和配線環(huán)的一個主要優(yōu)點是：整條光纜可以放進一根1.25英寸的管道中或者是架空的信號線纜中。帶狀光纜終端分配系統(tǒng)和接入終端盒可以沿配線環(huán)的任何一側(cè)接入到配線光纜中。然后預端接的終端上就有了4至12路用戶線，可以接入預端接的入戶光纜了。

　　收益

　　當今的光接入網(wǎng)需要交換局的光纖硬件能夠和外部的光纜以及光纖硬件協(xié)調(diào)地集成在一起，既要方便運行維護，又要降低安裝成本。

　　使用集中式的結(jié)構(gòu)以及高密度的機架就可以提高無膠帶狀光纜的效益，因為12根光纖可以在可插拔模塊里面一起熔接，而不需要額外的機架內(nèi)部或外部空間。如果沒有這種節(jié)省空間的設計，那么一些交換局就會沒有足夠的空間容納區(qū)域內(nèi)所有的光纜。

　　總之，正確的設計提高了FTTH網(wǎng)絡在特殊環(huán)境中的運行性能，并且方便了以后帶寬的升級和傳輸設備的更換。