什么是光纖到戶FTTH，它的作用是什么

什么是光纖到戶FTTH？光纖到戶英文是FTTH（Fiber to the home），是光纖通信的一種傳輸方式。顧名思義是直接把光纖直接連接到用戶終端。FTTH是FTTx中的一種接入方式，那什么是FTTx？FTTX是寬帶光接入網(wǎng)的各種應(yīng)用類型的統(tǒng)稱，“X”有多種變體，可以是光纖到大樓(FTTB)、光纖到交接箱(FTTCab)、光纖到路邊(FTTC)、光纖到桌面(FTTD)、光纖到戶(FTTH)、光纖到駐地(FTTP)、光纖到辦公室(FTTO)、光纖到用戶(FTTu)等。

FTTx技術(shù)范圍從區(qū)域電信機(jī)房的局端設(shè)備到用戶終端設(shè)備，包括光線路終端OLT（Optical Line Terminal），光網(wǎng)絡(luò)單元ONU（Optical Network Unit）,光網(wǎng)絡(luò)終端ONT（Optical Network Terminal）。

從圖中可以看出，F(xiàn)TTH全部由光纖網(wǎng)絡(luò)連接至終端，與此相連的終端稱為光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)。FTTB或FTTC通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接至大樓(Building)或路邊(Curb)，再通過銅雙絞線網(wǎng)絡(luò)或無線連接至終端，光纖網(wǎng)絡(luò)的末端設(shè)備稱為光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，由ONU通過銅雙絞線網(wǎng)絡(luò)或無線連接至網(wǎng)絡(luò)終端(NT)。FTTCab與FTTC相似，只是其ONU是位于電信交接箱(Cabinet)中。圖中的FTTB、FTTC、FTTCab都屬于“部分”光纖到戶，也就是說不是光纖直接連接到終端用戶，而是到達(dá)終端用戶附近，然后再通過雙絞線網(wǎng)絡(luò)連接至終端用戶。在FTTCab中，電信交接箱中的ONU通常距離終端用戶1000～2000m，在此情況下一個(gè)ONU單元可以支持約500個(gè)終端用戶。在FTTC中，ONU距離終端用戶更近，為200—1000m，可以支持8～32個(gè)終端用戶。OLT和ONT／ONU之間的網(wǎng)絡(luò)稱為光分配網(wǎng)絡(luò)ODN，其距離可達(dá)到20km，如圖所示。

在12月3日的2020 FTTH 虛擬會(huì)議上，IDATE與FTTH Council Europe編制的2020~2026 FTTH市場(chǎng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)表示，到2026年， 27+ 歐盟和英國(guó)國(guó)家的訂戶數(shù)量將進(jìn)一步增加到約1.48億，而38+ 歐盟和英國(guó)國(guó)家的訂戶數(shù)量將達(dá)到約2.08億，F(xiàn)TTH/B的覆蓋率將在2026年達(dá)到73.3％，與2012年的23.4％相比明顯上升。

FTTH作為一種接入技術(shù)，目前已經(jīng)被認(rèn)可，技術(shù)也已經(jīng)成熟。FTTH常用光纖接入技術(shù)有兩種，P2P（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)）以及P2MP（點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)PON）。P2P（Peer-to-peer）是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以讓沒有公網(wǎng)IP的兩個(gè)用戶進(jìn)行直接的通信。PON(Passive Optical Network)是無源光網(wǎng)絡(luò)， 指在OLT（光線路終端）和ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）之間的ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）沒有任何有源設(shè)備，僅使用光纖和無源組件。PON主要采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)FTTB/FTTH的主要技術(shù)。

PON技術(shù)可分為用于窄帶TDM業(yè)務(wù)接入的窄帶PON技術(shù)和用于寬帶接入的基于ATM傳送的BPON（APON）、基于Ethernet分組傳送的EPON技術(shù)以及兼顧ATM/Ethernet/TDM綜合化的GPON技術(shù)。這三種都是目前已經(jīng)商用化地實(shí)現(xiàn)FTTX的PON技術(shù)。

FTTH技術(shù)發(fā)展

什么是ODN？ODN是光配線網(wǎng)，是OLT和ONU之間的光傳輸物理通道，主要功能是完成光信號(hào)的雙向傳輸，通常由光纖光纜、光連接器、光分路器以及安裝連接這些器件的配套設(shè)備組成，其中最重要的部件是分光器。光分配網(wǎng)(ODN)的分光方式主要有兩種：一級(jí)分光和二級(jí)分光。

一級(jí)分光和二級(jí)分光

一級(jí)分光的結(jié)構(gòu)是OLT-分光器-ONU，從OLT到ONU之間的分光器都是并行的。采用一級(jí)分光時(shí)，分路器一般設(shè)置在配線光交處。二級(jí)分光的結(jié)構(gòu)是OLT-分光器1-分光器2-ONU，從OLT到ONU之間的分光器是有級(jí)聯(lián)的情況。采用二級(jí)分光時(shí)，第一級(jí)分路器一般設(shè)置在配線光交處，第二級(jí)分路器一般設(shè)置在分纖箱處。

一級(jí)分光只能接一個(gè)分光器，一般選用分光數(shù)量比較多的分路器，如1:32或1:64。二級(jí)分光一般在一級(jí)分光處選用1:8或1:16分路器，二級(jí)分光點(diǎn)采用1:4或1:8分路器。通常，一級(jí)分光解決方案用于擁擠的市中心或城鎮(zhèn)區(qū)域，以降低成本并易于維護(hù)光纖分布式網(wǎng)絡(luò)（ODN）節(jié)點(diǎn)。另一方面，二級(jí)分光解決方案用于路邊或鄉(xiāng)村場(chǎng)所，以覆蓋廣泛的ODN節(jié)點(diǎn)，節(jié)省資源并節(jié)省資金。

一級(jí)分光和二級(jí)分光

光分路器工作原理

光分路器是FTTH系統(tǒng)中的一個(gè)核心無源器件。光分路器也叫光分束器，是一種集成波導(dǎo)光功率分配裝置，可以將一個(gè)輸入光信號(hào)分路成二個(gè)或多個(gè)輸出光信號(hào)，光輸入功率均勻分布在所有輸出端口上。例如，一個(gè)分光比為1:4的光分路器可以將一個(gè)光信號(hào)平均分成四份，然后在四個(gè)不同的通道內(nèi)傳輸。目前，光分路器的分光比一般為1：N或2：N ，如1:4、1:8、1:16、1:32、2:16、2:32。

光分路器的工作原理是：在單模光纖傳導(dǎo)光信號(hào)的時(shí)候，光的能量并不完全是集中在纖芯中傳播，有少量是通過靠近纖芯的包層中傳播的，也就是說，在兩根光纖的纖芯足夠靠近的話，在一根光纖中傳輸?shù)墓獾哪?chǎng)就可以進(jìn)入另外一根光纖，光信號(hào)在兩根光纖中得到重新的分配。

光分路器工作原理

光分路器 VS WDM波分復(fù)用器

簡(jiǎn)單的說，WDM波分復(fù)用器是將一系列載有信息、但波長(zhǎng)不同的光信號(hào)合成一束，沿著單根光纖傳輸；在接收端再用某種方法，將各個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分開的通信技術(shù)。這種技術(shù)可以同時(shí)在一根光纖上傳輸多路信號(hào)，每一路信號(hào)都由某種特定波長(zhǎng)的光來傳送，這就是一個(gè)波長(zhǎng)信道。 在同一根光纖中同時(shí)讓兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波長(zhǎng)信號(hào)通過不同光信道各自傳輸信息,稱為光波分復(fù)用技術(shù)是WDM。 而分路器是將一個(gè)波長(zhǎng)的光按照使用的分成多束傳播。

光分路器的分類

根據(jù)分光原理和制作工藝的不同，光分路器可分為熔融拉錐型（FBT）和平面波導(dǎo)型（PLC）兩種。

PLC光分路器

平面波導(dǎo)型光分路器（PLC Splitter）是一種基于石英基板的集成波導(dǎo)光功率分配器件，其主要作用是將光信號(hào)從一根光纖中分至多條光纖中。 器件由一個(gè)光分路器芯片和兩端的光纖陣列耦合而成，芯片是核心組件，芯片的好壞與分路通道直接影響到整個(gè)分路器的價(jià)格，芯片有一個(gè)輸入端和N個(gè)輸出端波導(dǎo)。光纖陣列位于芯片的上表面，封上外殼，組成一個(gè)有一個(gè)輸入和N個(gè)輸出光纖的光分路器。

PLC光分路器

熔融拉錐型（FBT）光分路器

熔融拉錐技術(shù)是將兩根或多根除去涂覆層的光纖捆在一起，然后在拉錐機(jī)上熔融拉伸，并實(shí)時(shí)監(jiān)控分光比的變化，分光比達(dá)到要求后結(jié)束熔融拉伸，其中一端保留一根光纖（其余剪掉）作為輸入端，另一端則作多路輸出端。

熔融拉錐型（FBT）光分路器

FBT VS PLC

分光比的分配方式不同也是兩者主要的區(qū)別之一。 拉錐型分路器的分光可變性是此器件的最大優(yōu)勢(shì)。PLC分路器的分光是均等分的，可以將信號(hào)均勻分配給用戶。例如，1×32的PLC分路器可以將光信號(hào)平均分成32份，然后在32個(gè)不同的通道內(nèi)傳輸。有時(shí)，由于用戶數(shù)量和距離的不一致性，需要對(duì)不同線路的光功率進(jìn)行分配，此時(shí)就需要用到不同分光比的器件，則會(huì)使用FBT分路器。

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