1.FTTX基础原理和典型设备介绍
fttx原理
fttx原理
FTTX（Fiber To The X）是一种光纤接入技术，其中"X"可以代表不同的位置，如家庭（FTTH）、办公室（FTTO）、大楼（FTTB）或节点（FTTN）等。
这种技术的主要原理是使用光纤作为传输介质，将数据传输到用户的接入点。
FTTX的主要原理可以分为以下几个部分：
光纤传输：FTTX技术使用光纤作为传输介质，光纤具有高带宽、低损耗、抗干扰性强等优点，可以支持更高速度的数据传输。
无源光网络（PON）：FTTX通常采用无源光网络（PON）技术，这是一种点对多点（P2MP）的网络结构，其中光线路终端（OLT）位于中心局端，光网络单元（ONU）位于用户端，两者之间的光分配网络（ODN）采用无源器件，不需要电源供电。
上行和下行传输：在FTTX网络中，下行传输是从OLT到ONU的数据传输，通常采用广播方式，所有ONU都可以接收到数据。
而上行传输是从ONU到OLT的数据传输，通常采用时分多址（TDMA）技术，不同ONU在不同的时间段内发送数据，避免冲突。
带宽分配和动态管理：FTTX网络还需要实现带宽的动态分配和管理，以满足不同用户的需求。
这通常通过OLT和ONU之间的信令交互来实现，OLT可以根据ONU的请求和网络状态来动态分配带宽
资源。
总的来说，FTTX技术通过光纤传输和PON网络结构，实现了高速、高效、灵活的用户接入，是未来固定宽带接入的重要发展方向。
FTTX线路基础知识
特点
适用场合
典型汇聚式分光案例
青海油田FTTH工程
集中分光的网络结构
Central office OLT 1 x 32 Splitter NAP
. .
分路器布放方法
– – – – – – – – – – – – –
2010年10月
将所有分路器集中放置中心机房，所有光纤均从中心机房引入到用户端 单点测试和维护 光分路器和OLT设备端口利用率高 可按业务需求投入OLT的PON设备端口和光分路器，减少设备初期投资 分路器端口成本最低 光损耗最小 每个用户均有专用的光纤线路，并可为用户提供最大的宽带 移动、增加或改变网络布局都可在局端完成无需重新布线，具有最大的网络灵活性 巨大的基础建设费用，线路前期投资高，局端的光纤管理复杂 适合管道敷设方式； 适合新建工程； 适合机房面积、管道和光缆资源较充足的情况； 适合用户离中心机房很近的情况
高层楼小区线路方案
ONT
GYTA
BC-6B
DC-2S-2BIF15 -
OLT
ODF
分散分光的方案 1:32光分路器置于弱电竖井中分散分光。每个光分配点可覆盖1000户以上，每 个用户接入点可容纳32户。
高层楼小区线路方案经济性分析
案例分析：27层住宅，230户，分别采用集中分光和分散分光的方式 ，两种方案每线成本相差150元左右。
FTTX线路基础知识 线路基础知识
烽火通信科技股份有限公司 2008年2月
2006-00-00
内容提要
FTTx网络概述 PON网络架构分析 无源光网络节点部署 无源光网络建设成本分析
FTTH和FTTx 和
Fiber To The Home 现在FTTH成为了光纤接入的代名词，超越了to Home的含义。 FTTH是以光纤为介质的接入，具体在光纤上使用什么协议则并没有限 定
FTTX-FTTB等等应用介绍
FTTx划分FTTx技术主要用于接入网络光纤化，范围从区域电信机房的局端设备到用户终端设备，局端设备为光线路终端(Optical Line Terminal; OLT)、用户端设备为光网络单元(Optical Network Unit; ONU)或光网络终端(Optical Network Terminal; ONT)。
根据光纤到用户的距离来分类，可分成光纤到交换箱(Fiber To The Cabinet; FTTCab)、光纤到路边(Fiber To The Curb; FTTC)、光纤到大楼(Fiber To The Building; FTTB)及光纤到户(Fiber To The Home; FTTH)等4种服务形态。
美国运营商Verizon将FTTB及FTTH合称光纤到驻地(Fiber To The Premise; FTTP)。
上述服务可统称FTTx。
1. FTTCFTTC为目前最主要的服务形式，主要是为住宅区的用户作服务，将ONU设备放置于路边机箱，利用ONU出来的同轴电缆传送CATV信号或双绞线传送电话及上网服务。
2. FTTBFTTB依服务对象区分有两种，一种是公寓大厦的用户服务，另一种是商业大楼的公司行号服务，两种皆将ONU设置在大楼的地下室配线箱处，只是公寓大厦的ONU是FTTC 的延伸，而商业大楼是为了中大型企业单位，必须提高传输的速率，以提供高速的数据、电子商务、视频会议等宽带服务。
3. FTTH至于FTTH，ITU认为从光纤端头的光电转换器（或称为媒体转换器MC）到用户桌面不超过100米的情况才是FTTH。
FTTH将光纤的距离延伸到终端用户家里，使得家庭内能提供各种不同的宽带服务，如VOD、在家购物、在家上课等，提供更多的商机。
若搭配WLAN技术，将使得宽带与移动结合，则可以达到未来宽带数字家庭的远景。
4. FTTPFTTP(fiber to the premise，光纤到用户所在地)，北美术语，FTTP将光缆一直扩展到家庭或企业。
FTTx知识介绍
ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD
实践思路和规划目标
积极落实集团接入网转型战略，以业务驱动为核心，针对大带宽、 积极落实集团接入网转型战略，以业务驱动为核心，针对大带宽、高 速率业务越来越多的业务需求，以提升宽带客户感知为中心， 速率业务越来越多的业务需求，以提升宽带客户感知为中心，支撑品 牌经营、帐号经营，推进接入网向“ 化 宽带化、无线化”转型。 牌经营、帐号经营，推进接入网向“IP化、宽带化、无线化”转型。 减少铜缆被盗、铜缆老化、 减少铜缆被盗、铜缆老化、交换设备陈旧等因素造成的客户服务质量 的下降，综合考虑业务需求、投资成本、网络演进等， 的下降，综合考虑业务需求、投资成本、网络演进等，选择合理的接 入网建设和改造的模式，快速实现接入网的光进铜退， 入网建设和改造的模式，快速实现接入网的光进铜退，推动接入网战 略转型， 略转型，促进业务转型 不久的将来，接入距离在城市大于1公里和农村大于 公里和农村大于2.5公里的铜缆全 不久的将来，接入距离在城市大于 公里和农村大于 公里的铜缆全 部退出， 部退出，实现光纤接入逐步渗透和推广
ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
EPON网络资源管理 网络资源管理
设备管理 OLT、ONU、OBD网元的录入及维护。 OLT一般录入在机房。ONU一般在楼道内常见。 面板管理 OLT是框、板、端子三层结构，ONU和OBD是板、端子 两层结构 成端管理 局向光纤管理 跳接管理 熔接管理 覆盖管理 主要是ONU的地址覆盖
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EPON资源配置 光路命名 资源配置资源配置
EPON光路命名应与系统中光 路的编码区别。按EPON光路 的路由段命名光路编码。 EPON光路分主光路段和子光 光路分主光路段和子光 路段。主光路段： 路段。主光路段：从OLT上 上 PON口到第一个光分路器入 口到第一个光分路器入 端子的光纤通路。子光路段： 端子的光纤通路。子光路段： 第一个光分路器出端子到次 级的光分路器或下级光交接 设备、 所达的光纤通路。 设备、ONU所达的光纤通路。 所达的光纤通路 子光路编码描述了全程EPON 子光路编码描述了全程 光路的端到端路由。 光路的端到端路由。如下图 所示子光路编码： 所示子光路编码： E0802010001-4-3
1 FTTx基础知识及主要设备简介
13
光纤通信的性能指标--衰减 衰减
光纤的损耗又称为衰减。 好比如一辆汽车从海口到定安，在海口出发时加了50 好比如一辆汽车从海口到定安 升汽油，到了定安，只剩下20 20升汽油了，那么，意味着 这辆车在路上花了30升汽油 升汽油，路上花的30升汽油相当于 光纤的损耗。
输入光
15
光纤通信的性能指标--衰减 衰减
a）吸收 包括玻璃材料固有吸收和 杂质引起的吸收损耗。 b）散射 瑞利散射 c）宏弯 d）微弯 在成缆过程中，光纤的轴 线发生随机的微小变化。
c)
a) b) d)
16
光纤通信的性能指标--衰减 衰减 三个通信窗口：850、1310 1310和1550nm窗口
11
§ 多模光纤一般有效传输距离在2 公里以内。通常使用波长为 850nm或1300nm的光进行传输。
光纤分类
§ 单模光纤（用B表示） ：光在光纤内传输时只有一种模式 光在光纤（用A1表示） ：光在光纤内传输时有一种以上模式 光在光纤内传输时有一种以上模式。
24
PON系统的基本组成
uPON系统由局端设备（光线路终端OLT OLT）、无源光分配网络ODN和用户
端设备（包括光网络单元ONU、光网络终端 光网络终端ONT）组成。 uOLT提供语音、数据、视频业务网络的互联接口 视频业务网络的互联接口，并实现网络管理的主 要功能。 uONU/ONT负责向终端用户提供所需的业务接口 负责向终端用户提供所需的业务接口。 uODN负责连通OLT与所属的ONU。ODN ODN为OLT与ONU之间提供光传输手 段，其主要功能是完成光信号功率的分配 其主要功能是完成光信号功率的分配。
入射 θ1 θ3 反射 入射 θ1
FTTx 光纤接入网络工程课件：FTTx的概念、分类及应用场景
FTTx的概念、分类及应用场景
于光网络单元ONU在用户端不同，因此x代表不同变体，可以是光纤到楼内、光纤到光节点(FTTN)、光纤到路边 、光纤到楼层(FTTF)、光纤到户、光纤到办公室(FTTO)等，如图3-1所示。FTTx将用户从电的时代转入一个全新 的光的时代。表3-1是几种常用的F PON除了树型和总线型网络拓扑外，还可以构成环型拓扑，如图3-5所示。
FTTx的概念、分类及应用场景
3.3 基于企业用户的应用
FTTx的概念、分类及应用场景
企业用户一般集中于写字楼或者工业园区，用户分布较散，宽带需求相对较高，业务需求多样化，除语音和 互联网业务外，还有专线和视频会议等需求。针对企业用户，一般采用FTTN或FTTB的接入方式。FTTN接入方 式前期引入光纤资源到写字楼内，在楼内安装分纤箱成端光缆，光缆到光节点。等后期有客户需求，再从楼内的 分纤箱拉皮线光缆到用户所在处并安装ONU。FTTB接入方式是光缆到楼，ONU安装在公共的楼道ONU综合箱 内，从ONU综合箱内布放五类线或双绞线到用户所在处，可以采用FTTB+LAN，如图3-6所示。
FTTx的概念、分类及应用场景 PON网络拓扑有以下三种。 1. 树型网络结构 树型网络结构是FTTx PON的一种典型结构，如图3-3所示。
2. 总线型网络结构 总线型网络结构不属于PON国际标准中定义的网络拓扑类型，它是根据实际网络需求而衍生出的网络结构 ，其结构示意图如图3-4所示。
FTTx的概念、分类及应用场景
本章学习目的和要求 ● 熟悉FTTx的概念和分类 ● 熟悉FTTx的网络拓扑 ● 熟悉FTTx场景应用
FTTx的概念、分类及应用场景
3.1 FTTx的概念及分类
FTTx的概念、分类及应用场景
FTTX网络基础原理介绍概述
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x B 4x 5x 6x
C 7 8 9 101112
A 123456
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x A 4x 5x 6x
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x B 4x 5x 6x
C 7 8 9 101112
点到多点光接入方式
点到点MC方式
PON
PDH/SDH
FTTX实现技术
传统的P2P光纤接入系统采用媒质转换器（MC），应用比较普遍；新的P2P标准定 义了光接口、OAM等内容，改善了传统MC方式存在的缺陷 无源光网络PON逐渐成为FTTX的主要实现技术，包含A/BPON、EPON、GPON等
点到点的媒体转换器（MC）方式
A 123456
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x A 4x 5x 6x
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x B 4x 5x 6x
ONU
ONU
ONU
E thern et E thern et E thern et
PON vs MC
以32个结点为例
MC技术的两种使用方式：
由此可知，点到多点PON的FTTH在后期扩容的成本、维护管理的成本以及 业务提供能力等方面优于点到点的MC方式，是实现FTTH的最佳技术。
PON技术
相同的拓扑——P2MP光纤
APON/BPON
FSAN提出，ITU-T标准 化； ATM封装； 目前标准化最完善； G.983.1～10
EPON
IEEE 以太网封装； 2004年6月形成标准； 802.3ah； 中国电信企业标准； 商用芯片成熟，已实现 多厂家互通。
FTTx技术
FTTx技术3.2.1 概述传统的接入网技术难以满足Multiple-Play业务的需求，只有基于光纤接入技术的综合业务接入网能够满足未来用户的需求。
光纤接入采用光纤作为传输媒质，具有传输容量大、传输质量高、高可靠性、传输距离长、抗电磁干扰等优点，是未来宽带有线接入的发展方向。
FTTX是接入网提速的必然选择，最终目标是FTTH （光纤到户）。
图3-2 FTTx接入示意图图3-3 FTTH 接入示意图FTTx 系统主要由光线路终端（OLT ，局端设备）、光网络单元（ONU ，用户端设备）和光分配网（ODN ，光纤环路系统）组成。
其中光分配网由以下几部分组成：● 干（馈）线光缆：由中心机房引出，至光分配点● 配线设施：光缆接续盒、光交接箱、光配线箱、ODF● 光分配点：光分路器所在的位置● 配线光缆：光配线点至入户光纤配线点之间● 光分路器：1:2 ～1:64● 入户光纤配线点：对入户线光缆进行配线的设施所在的位置● 入户线光缆：入户光纤配线点至光纤端接点之间● 配线设施：楼道分线盒、光缆接头盒● 光纤端接设施：光纤插座、入户终端盒● 跳线：连通光纤端接设施与ONU接入点用户机楼ONUHome ONU n OLT建筑物铜缆网FTTH图3-4 ODN拓扑示意图图3-5 ODN应用示意图3.2.2 FTTx的划分与技术种类1、FTTx的划分根据光纤到用户的距离来分类，如图1所示，可分成光纤到交换箱(FTTCab)、光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)及光纤到户(FTTH)或光纤到办公室（FTTO）等。
美国运营商Verizon将FTTB及FTTH合称光纤到驻地(FTTP)。
上述服务可统称FTTx。
（1）光纤到路边光纤到路边（FTTC）的ONU设置在路边的人孔、电线杆的分线盒处、交接箱等位置，从ONU到用户之间采用双绞线、同轴电缆等，是一种光缆/同缆混合系统。
（2）光纤到大楼光纤到大楼（FTTB）中ONU直接放在楼内，再经铜线将业务分送到各个用户。
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LLID 3种
OAM 通道
802.3ah /802.1ag 广播LLID
802.1ag 组播GEM PORT
组播
数据面 控制面 • • •
多级复制 IGMP Snooping IGMP Snooping with Proxy reporting IGMP PROXY
37
GPON/EPON技术指标比较
10 5 0
采用GPON技术进行光接入网络建设，可节省线路成本和局端设备投资50％。
39
GPON具备SDH的线路时钟传送能力
GPON
GPON OLT
SDH 上行口
Femto Cell ONT Splitter Femto Cell ONT ONT
… …. … …. … …. … …. … …. … ….
• 保护倒换和维护管理等标准定义清晰完善
• GPON覆盖范围在同等比分光下高于EPON
先进完善的技术标准，是 保障产品商用成功的关键
支持更好的光纤线路管理能力
• 支持OLS光纤线路检测功能，及时排障和事前 预警
支持更精细的多业务模型
• 支持“保障带宽”模型，带宽利用效率更高 • 可组合开展多种优先级的综合业务
EPON 运维 安全 MAC防 攻击等 TDM 传 输 PON层 频率同 步 电路仿真 均支持 GPON 说明 挑战在于对新网络 拓扑的理解，不 PON技术关系丌大
均支持 电路仿真、 Native TDM模 式 电路仿真：ITU-T Y.1413 或 MEF 或 IETF Native TDM模式
TDM 传输
YD/T 19492006
接入网技术要求 －基于以太网的无源光网络（EPON）
YD/T 15312006 EPON
接入网设备测试方法 -基于以太网的无源光网络（EPON）
YD/T 17712008
接入网技术要求 -EPON系统互通性
YD/T 18092008
接入网设备测试方法 -以太网无源光网络(EPON)系统互通 性
36
GPON/EPON技术指标比较
EPON 业务区分 VLAN 映射 调度单 位 QoS/OA M 调度类 型 N:1, 1:1, TLS GPON 说明 EPON/GPON都支持基 于端口、MAC/IP等特征 的VLAN映射 T-CONT 5种 EPON-定义固定/保证/尽 力而为带宽 GPON-固定/非保证/保证 /尽力而为/混合带宽 Ethernet 层解决方案 EPON：广播LLID GPON：组播GEM PORT
ONU#1 OLT
2：N分光器 IFpon
IFpon IFpon
ONU#N
IFpon
Type B OLT端口备份
31
GPON网络保护方式
ONU#1
IFpon IFpon
2：N分光器
OLT
OLT和ONT上均有两个GPON接 口。OLT的GPON接口要工作在 1:1模式下。 此种保护方式一种全保护光纤倒 换方式，OLT与ONU之间有完全 不同的两条通路，可以保证各种 故障都得到恢复 。 当ONU的主用PON口或用户线路 故障时，ONU会自动将业务倒换 到备用PON口上，业务通过备用 线路和OLT的备份端口上行。业 务基本不会中断。 实现难度较大，成本较高。 其中一个端口试种处于空闲状态， 造成系统带宽利用率低。
时钟同步
利用PON层技术实现频率同步
38
GPON具有更高带宽和更大分光比
2500
有效带宽 开销
•建设100万宽带用户，EPON与GPON的投资对比
2000
1500
2300
1000
500
900
1100 800
0
E P O N 下行
G P O N 下行 E P O N 上行
G P O N 上行
•GPON业务承载更高效，下行的有效带宽是
21
光链路保护
22
GPON原理
23
GPON原理
24
GPON网络基本性能参数
GPON提供以下几种异步传输速率： 0.15552 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 0.62208 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 1.24416 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 0.15552 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 0.62208 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down（目前的主流支持速率） 2.48832 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 支持最大逻辑距离为：60km 支持最大物理距离为：20km 分光比为1：64，可升级为1：128
9
PON相关国际国内标准概述
类型 标准 标准名称 第1部分：总体要求 第2部分：物理媒质相关（PMD）层 要求 主要内容 GPON系统的总体要求，包括OAN的体系结构、业务类型、 SNI和UNI、物理速率、逻辑传输距离以及系统的性能 目标。 物理媒质相关（PMD）层要求，包括系统上下行速率、 各种速率下等级下OLT、ONU光接的物理特性、光接口 参数 规定了GTC层、帧格式、测距、安全、动态分配、操作 维护功能等，规范了帧结构、封装方法、适配方法、 测距机制、QoS机制、加密机制等要求。 规范提出了对光网络终端管理与控制接口的要求。 建议规定了增强波长范围和带阻滤波器功能，定义了 为今后增加的业务信号所预留的波长范围。 给出了范围扩展后GPON系统的体系接口和接口参数。 GPON系统的总体要求，包括OAN的体系结构、业务类型、 SNI和UNI、物理速率、逻辑传输距离以及系统的性能 目标。
IFpon IFpon
2：N分光器
ONU#N
IFpon IFpon Type C 全备份方式
32
GPON网络保护方式
ONU#1
IFpon IFpon
OLT上有两个GPON 接口。OLT的GPON 接口要工作在1＋1模 式下。
此种保护方式一种全 保护光纤倒换方式， OLT与ONU之间有完 全不同的两条通路， 可以保证各种故障都 得到恢复，包括无源 分光器故障，链路都 可以自动恢复 。 此种网络中支持ONU 混合方式，可以是带 一个PON口的，也可 以是带两个PON口的， 根据用户的实际需要 选择。 实现难度较大，成本 较高。
EPON的2.55倍，上行是1.37倍。
EPON
住户
OLT
馈线段 配线段
ONU
引入线段
OLT和主干光纤数量
50 45 40
1:64
下降50% 光分光器
EPON GPON
35 30 25 20 15
…
•GPON的分光能力是EPON的2倍，覆盖相同
用户时可节省一半的主干光纤。
ITU-T G.984.X
第3部分：传输会聚层规范 第4部分：ONT管理和控制接口规范
GPON
第5部分：吉比特能力光纤接入网络 的增强带 第6部分：距离范围扩展
第1部分：总体要求 YD/T 19492009
第2部分：物理媒质相关（PMD）层 要求
物理媒质相关（PMD）层要求，包括系统上下行速率、 各种速率下等级下OLT、ONU光接的物理特性、光接口 参数
10
PON技术原理\协议\保护方式
11
PON网络的组成
12
PON原理简介
下行：单点发送，多点接收 上行：多点发送，单点接收
13
EPON的原理
14
EPON的原理
15
EPON的物理层
16
多点控制协议（MPCP）
17
MPCP 5种控制帧
18
动态带宽分配 DBA
19
逻辑链路标识
20
光链路保护
IFpon
备用光纤 Type A 光纤备份
ONU#N
IFpon
OLT设备上有两个GPON接口. 此种保护方式仅限于主干光纤 出现故障时，系统会自动切换 到备用系统，实现了对骨干光 纤的保护。 保护对象仅限于OLT与ODN之 间的光纤故障和OLT单板硬件故 障，对其他类型的故障没有涉 及。 无法定位故障。
FTTX基础原理及典型设备介绍
2011年4月
1
主要内容
PON相关国际国内标准
PON技术原理\协议\保护方式
EPON对比GPON
PON设备介绍
2
PON相关国际国内标准
3
宽带光纤接入技术分类
APON
基于ATM的无源光接入技术，遵循ITU-T G.983系列标准
EPON
基于以太网的无源光接入技术，遵循IEEE 802.3ah系列标准
1：2分光器
2：N分光器
OLT
IFpon IFpon
1：2分光器
2：N分光器
ONU#N
IFpon
Type D 混和备份方式
33
GPON 对比 EPON
34
GPONEPON技术制式比较
35
GPON/EPON技术指标比较
EPON
上下行速率 线路编码 分光比 距离/差分距离 业务封装 加密算法 运营、维护 (OAM&P) 网络保护 光纤线路检测 1250 Mbps/1250 Mbps 8B/10B 1：32/64 20KM/20KM 以太网 三重搅劢、AES-128 标准CCSA规范 ，支持异种厂家互通 TypeA、TypeB、TypeC 支持 Laser ON/OFF时间约 16bit(13ns 1.244G)。 AGC 44bit(36ns 1.244G) 对光 模块有很高的要求，DFB激光 器