１綜述

    PON技術已成為全球寬帶運營商共同關注的熱點，被認為是目前實現(xiàn)FTTH的最佳技術方案之一。它由OLT（OpticalLineTerminal，光網(wǎng)絡終端）、ODN（OpticalDistribution Network，光分配網(wǎng)絡）和ONU（Optical Network Unit，光網(wǎng)絡單元）構成，網(wǎng)絡拓撲結構如圖1所示。對于FTTH的商業(yè)規(guī)模部署，不論采用EPON還是GPON，運營商都需要了解在網(wǎng)絡拓撲圖中連接各網(wǎng)絡元素的線條上到底發(fā)生了什么，特別是在ODN部分。ODN占FTTH工程初期投資的一半以上，其規(guī)劃和建設質量的好壞對日后網(wǎng)絡規(guī)模運營和維護成本有很大影響。ODN是目前運營商特別關注的部分，特別是在用戶駐地網(wǎng)，即光纖接入的最后100 m內。
 

   3M公司是FTTH最早的倡導者和實施者之一，在光纖線路和接續(xù)方面具有全球領先的產品和豐富的經驗。由于到目前為止，還沒有完善的基于PON的FTTH線路工程設計規(guī)范，3M公司在總結國內FTTH試點的經驗、教訓的基礎上，結合在其他國家的實際經驗，提出了國內基于PON的FTTH線路解決方案和所應遵循的基本設計原則。

    ２ODN的結構

    FTTH線路建設要面對各種建筑類型：住宅小區(qū)，包括低、中、高層住宅建筑；商業(yè)樓宇，包括各種辦公和商務建筑；別墅和其他獨立房屋；工業(yè)園區(qū)，包括各種建筑。

    不論何種建筑類型，基于PON的FTTH網(wǎng)絡從OLT所在的接入網(wǎng)機房到ONU所在的用戶，均可劃分為以下5部分，按照從用戶端到接入網(wǎng)機房的順序依次為：光纜終端子系統(tǒng)、引入光纜子系統(tǒng)、配線光纜子系統(tǒng)、主干（饋線）光纜子系統(tǒng)和中心機房子系統(tǒng)，如圖2所示。

    （a）上行

    （b）下行

    圖1PON的網(wǎng)絡拓撲

    圖2PON線路結構的劃分

    ３3M公司的ODN設計方案

    3.1ODN設計中的核心概念

    3M公司通過對國內固網(wǎng)運營商網(wǎng)絡和部署能力的了解，確定在基礎網(wǎng)絡建設中，運營商最關注的是ODN結構中的光纜終端子系統(tǒng)、引入光纜子系統(tǒng)和配線光纜子系統(tǒng)。由于國內FTTB、FTTC的部署較多，運營商已經積累了豐富的主干光纜子系統(tǒng)和機房子系統(tǒng)建設經驗。

    3M公司針對國內運營商的關注點，結合基礎網(wǎng)絡結構等因素和3M的核心技術和產品，在FTTH線路部署中推出以下4個核心概念。

    （1）光纖端接的概念

    無論光纖停在何處，都要在插座內進行光纖的端接和保護（如同電話線盒銅纜數(shù)據(jù)線和有線電視同軸電纜的端接）。

    （2）光纖現(xiàn)場端接

    在用戶駐地網(wǎng)（樓內）和用戶室內，光纖插頭、插座宜采用現(xiàn)場制作的方式，以取代傳統(tǒng)的工廠制作的定長尾纖/跳線。

    （3）光纖機械接續(xù)技術的應用

    在用戶駐地網(wǎng)（樓內）和用戶室內，進行光纖接續(xù)時，宜采用機械接續(xù)取代熔接。以解決對小芯數(shù)、分散多地點光纖接續(xù)采用傳統(tǒng)熔接帶來的高工具投資、高維護費用、耗時長、不靈活等缺點。

    （4）采用專用入戶光纜

    采用FTTH專用的入戶光纜，以取代傳統(tǒng)的尾纖、跳線或鎧裝尾，保證樓內、室內布線的靈活性、安全性和可靠性。

    以上4個概念的宗旨是使光纖線路的設計、施工、維護、服務的開通等和銅纜系統(tǒng)一樣方便、可靠。3.2光纖終端子系統(tǒng)

    一個完整的光纖終端子系統(tǒng)應由一個或者多個光纖端接插座、面板和連接到終端設備（ONU）的超強抗撓、抗壓的光纖跳線組成，如圖3所示。

    在光纖終端子系統(tǒng)中，在光纖纜線的基礎布線部分和活動部分須設置明確的活動連接端接界面，最大可能地避免對基礎布線線纜的損壞和光纖對人身的傷害。

    用戶光纖終端插座是隱裝或者明裝的，是光纜基礎布線的終點，是光纖鏈路基礎布線部分和用戶活動纜線部分的分隔界面。該插座固定在用戶光纖終端面板上，采用活動式連接。

    光纖端接插座應能夠直接和入戶光纜相連，與標準SC插頭相兼容。插座的安裝應在現(xiàn)場完成，無需注膠、加熱、研磨等工藝。能夠安裝在標準的86型或120型面板內，面板可以安裝在墻面或弱電箱等固定結構內。光纖終端面板需帶有光纖防塵裝置。底盒內要求能夠保存至少100cm的光纖纜線冗余。不容許光纖纜線和端接器件裸露在墻外，從而盡量保護光纜，并避免光纖和光源對人傷害的可能。

    圖3用戶終端子系統(tǒng)（左圖虛線內為用戶端接子系統(tǒng)，右圖為實際端接情況）

    圖4為3M公司2006年推出的FA光纖插座和86型標準面板實物圖。RJ45銅纜信息模塊可與FA插座同時安裝在面板上。對底盒無特別要求。

 為適應普通個人用戶的使用狀況，建議連接ONU的光纖跳線采用超強抗撓、具有良好的抗壓能力的光纖跳線。3M公司獨有的GGP高強度光纖跳線技術具有優(yōu)良的抗機械外力的能力。在彎曲直徑由15mm減少到6mm的情況下，彎曲損耗幾乎沒有增加。

    光纖終端子系統(tǒng)的設計應根據(jù)建筑物的不同情況采用不同的處理方式。對于出租型商業(yè)樓宇，由于其出售或租賃對象的不確定和流動等因素，業(yè)務需求的不確定性和變更的可能性較大，宜采用開放辦公布線結構，具體設計可以參照TSB-75國際標準。插座建議安裝位置離地面30cm。建議保證每10～100m2至少安裝一個光纖終端插座，也可按照不同應用場合調整該面積的大小。

    對于規(guī)劃光纖入戶的住宅用戶，應將配線光纜布放到樓道配線箱或其他配線設施。在樓道配線箱內可采用活動連接或固定連接方式，將配線光纜與引入光纜連接。固定連接宜采用機械連接。入戶端采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結構上，可以是用戶室內的墻面，也可以是用戶室內的弱電箱內。

    對于規(guī)劃光纖暫不入戶的住宅用戶，則樓道配線箱可作為光纖施工的結束界面，也是未來業(yè)務開通的起始界面。此界面上的光纖應該端接于固定在樓道配線箱或其他配線設施的插座上。需要開通業(yè)務時，將引入光纜放入室內。引入光纜在配線箱端現(xiàn)場端接插頭，入戶端采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結構上，可以是用戶室內的墻面，也可以是用戶室內的弱電箱內。

    對于住宅用戶在規(guī)劃光纖暫不入戶的情況下，也可將配線光纜盤留在樓道配線箱或其他配線設施內，不做任何端接。如需開通業(yè)務時，則將引入光纜和配線光纜通過機械連接的固定連接方式將引入光纜放入室內。入戶端采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結構上，可以是用戶室內的墻面，也可以是用戶室內的弱電箱內。

    對于別墅和其他獨立用戶接入（如網(wǎng)吧等），將配線光纜布放到靠近用戶的配線設施（可以是光纜接頭盒、光纜交接箱、配線箱、ODF等）內，再和引入光纜通過固定或活動連接方式連接到用戶室內的終端盒中。也可將配線光纜直接引入室內。在這種情況下，不再區(qū)分配線光纜和引入光纜。固定連接宜采用機械連接。

    機械連接方式不需要熔接機，而是通過簡單的工具、利用機械連接技術實現(xiàn)單芯或多芯光纖永久連接的方式。圖5為采用3M的FibrlokII機械光纖接續(xù)子接續(xù)光纖過程組圖，F(xiàn)ibrlokII機械光纖接續(xù)子主要指標如表1所示。

    圖5FibrlokII機械光纖接續(xù)子的接續(xù)過程示意圖

    剝纖、清潔、端面切割、對準、壓接

3.3引入光纜子系統(tǒng)

    引入光纜子系統(tǒng)應由用戶光纖終端插座至樓層配線設備（對于別墅和其他獨立用戶是至戶外的光纖分配箱）的光纜及配件組成。

    引入（戶）光纜不能選擇預制光纖插頭的固定長度纜線，而應該根據(jù)現(xiàn)場的實際情況和用戶要求的安裝位置現(xiàn)場布放相應長度的光纜，采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座上。引入（戶）光纜應采用結構簡單、操作方便、具有較強的抗拉和抗側壓性能的光纜，以便于架空、戶外管道和樓內穿管布放。引入光纜在必要時應具有阻燃或低煙低毒等性能。鑒于小區(qū)樓內管道的復雜狀況，引入光纜宜采用小彎曲半徑（15mm）光纖纜線。引入光纜和配線光纜的連接可采用活動連接或者固定連接。固定連接宜采用機械式連接。

    在某些別墅或獨立用戶接入中也可將配線光纜直接引入室內。在這種情況下，不再區(qū)分配線光纜和引入光纜。

    在國內主要光纜廠商的推動下，2005年中國實施FTTH的城市普遍采用了一種叫做“皮線光纜”的新型光纜，其橫截面結構如圖6所示。

    根據(jù)應用場合的不同，皮線光纜可以分為自帶鋼芯結構的自承式光纜和不帶鋼芯的皮線光纜。從纖芯數(shù)量的角度，包括單芯、2芯、4芯、8芯纜，其中2芯、4芯或者8芯光纜中，纖芯用不同顏色的涂敷層進行區(qū)分?？箯澞芰Ψ矫妫ㄐ澢霃嚼w芯光纜和普通纖芯光纜。其中小彎曲半徑的光纜，位于兩個FRP中的纖芯是R15纖芯。無論哪種類型的光纜，都可以在不需要工具的情況下，通過撕掉外皮徒手剝纖到250μm涂敷層，為光纜的施工帶來很大的便利性，大大減少光纜布線的施工過程中光纜的處理時間和對施工人員的要求。在性能方面，其抗壓和抗拉強度都優(yōu)于目前在綜合布線領域廣泛使用的松套或緊套光纜。3.2光纖終端子系統(tǒng)

    一個完整的光纖終端子系統(tǒng)應由一個或者多個光纖端接插座、面板和連接到終端設備（ONU）的超強抗撓、抗壓的光纖跳線組成，如圖3所示。

    在光纖終端子系統(tǒng)中，在光纖纜線的基礎布線部分和活動部分須設置明確的活動連接端接界面，最大可能地避免對基礎布線線纜的損壞和光纖對人身的傷害。

    用戶光纖終端插座是隱裝或者明裝的，是光纜基礎布線的終點，是光纖鏈路基礎布線部分和用戶活動纜線部分的分隔界面。該插座固定在用戶光纖終端面板上，采用活動式連接。

    光纖端接插座應能夠直接和入戶光纜相連，與標準SC插頭相兼容。插座的安裝應在現(xiàn)場完成，無需注膠、加熱、研磨等工藝。能夠安裝在標準的86型或120型面板內，面板可以安裝在墻面或弱電箱等固定結構內。光纖終端面板需帶有光纖防塵裝置。底盒內要求能夠保存至少100cm的光纖纜線冗余。不容許光纖纜線和端接器件裸露在墻外，從而盡量保護光纜，并避免光纖和光源對人傷害的可能。

    圖3用戶終端子系統(tǒng)（左圖虛線內為用戶端接子系統(tǒng)，右圖為實際端接情況）

    圖4為3M公司2006年推出的FA光纖插座和86型標準面板實物圖。RJ45銅纜信息模塊可與FA插座同時安裝在面板上。對底盒無特別要求。

 為適應普通個人用戶的使用狀況，建議連接ONU的光纖跳線采用超強抗撓、具有良好的抗壓能力的光纖跳線。3M公司獨有的GGP高強度光纖跳線技術具有優(yōu)良的抗機械外力的能力。在彎曲直徑由15mm減少到6mm的情況下，彎曲損耗幾乎沒有增加。

    光纖終端子系統(tǒng)的設計應根據(jù)建筑物的不同情況采用不同的處理方式。對于出租型商業(yè)樓宇，由于其出售或租賃對象的不確定和流動等因素，業(yè)務需求的不確定性和變更的可能性較大，宜采用開放辦公布線結構，具體設計可以參照TSB-75國際標準。插座建議安裝位置離地面30cm。建議保證每10～100m2至少安裝一個光纖終端插座，也可按照不同應用場合調整該面積的大小。

    對于規(guī)劃光纖入戶的住宅用戶，應將配線光纜布放到樓道配線箱或其他配線設施。在樓道配線箱內可采用活動連接或固定連接方式，將配線光纜與引入光纜連接。固定連接宜采用機械連接。入戶端采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結構上，可以是用戶室內的墻面，也可以是用戶室內的弱電箱內。

    對于規(guī)劃光纖暫不入戶的住宅用戶，則樓道配線箱可作為光纖施工的結束界面，也是未來業(yè)務開通的起始界面。此界面上的光纖應該端接于固定在樓道配線箱或其他配線設施的插座上。需要開通業(yè)務時，將引入光纜放入室內。引入光纜在配線箱端現(xiàn)場端接插頭，入戶端采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結構上，可以是用戶室內的墻面，也可以是用戶室內的弱電箱內。

    對于住宅用戶在規(guī)劃光纖暫不入戶的情況下，也可將配線光纜盤留在樓道配線箱或其他配線設施內，不做任何端接。如需開通業(yè)務時，則將引入光纜和配線光纜通過機械連接的固定連接方式將引入光纜放入室內。入戶端采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結構上，可以是用戶室內的墻面，也可以是用戶室內的弱電箱內。

    對于別墅和其他獨立用戶接入（如網(wǎng)吧等），將配線光纜布放到靠近用戶的配線設施（可以是光纜接頭盒、光纜交接箱、配線箱、ODF等）內，再和引入光纜通過固定或活動連接方式連接到用戶室內的終端盒中。也可將配線光纜直接引入室內。在這種情況下，不再區(qū)分配線光纜和引入光纜。固定連接宜采用機械連接。

    機械連接方式不需要熔接機，而是通過簡單的工具、利用機械連接技術實現(xiàn)單芯或多芯光纖永久連接的方式。圖5為采用3M的FibrlokII機械光纖接續(xù)子接續(xù)光纖過程組圖，F(xiàn)ibrlokII機械光纖接續(xù)子主要指標如表1所示。

    圖5FibrlokII機械光纖接續(xù)子的接續(xù)過程示意圖

    剝纖、清潔、端面切割、對準、壓接

3.3引入光纜子系統(tǒng)

    引入光纜子系統(tǒng)應由用戶光纖終端插座至樓層配線設備（對于別墅和其他獨立用戶是至戶外的光纖分配箱）的光纜及配件組成。

    引入（戶）光纜不能選擇預制光纖插頭的固定長度纜線，而應該根據(jù)現(xiàn)場的實際情況和用戶要求的安裝位置現(xiàn)場布放相應長度的光纜，采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座上。引入（戶）光纜應采用結構簡單、操作方便、具有較強的抗拉和抗側壓性能的光纜，以便于架空、戶外管道和樓內穿管布放。引入光纜在必要時應具有阻燃或低煙低毒等性能。鑒于小區(qū)樓內管道的復雜狀況，引入光纜宜采用小彎曲半徑（15mm）光纖纜線。引入光纜和配線光纜的連接可采用活動連接或者固定連接。固定連接宜采用機械式連接。

    在某些別墅或獨立用戶接入中也可將配線光纜直接引入室內。在這種情況下，不再區(qū)分配線光纜和引入光纜。

    在國內主要光纜廠商的推動下，2005年中國實施FTTH的城市普遍采用了一種叫做“皮線光纜”的新型光纜，其橫截面結構如圖6所示。

    根據(jù)應用場合的不同，皮線光纜可以分為自帶鋼芯結構的自承式光纜和不帶鋼芯的皮線光纜。從纖芯數(shù)量的角度，包括單芯、2芯、4芯、8芯纜，其中2芯、4芯或者8芯光纜中，纖芯用不同顏色的涂敷層進行區(qū)分?？箯澞芰Ψ矫?，包括小彎曲半徑纖芯光纜和普通纖芯光纜。其中小彎曲半徑的光纜，位于兩個FRP中的纖芯是R15纖芯。無論哪種類型的光纜，都可以在不需要工具的情況下，通過撕掉外皮徒手剝纖到250μm涂敷層，為光纜的施工帶來很大的便利性，大大減少光纜布線的施工過程中光纜的處理時間和對施工人員的要求。在性能方面，其抗壓和抗拉強度都優(yōu)于目前在綜合布線領域廣泛使用的松套或緊套光纜。配線光纜子系統(tǒng) #e#

    3.4配線光纜子系統(tǒng)

    配線子系統(tǒng)由樓道配線箱(對于別墅和其他獨立用戶可能是其他形式的光纖分配設施)、連接樓道配線箱和光分配點的光纜、光分路器及光纜連接配件組成。其他形式的光纖分配設施可以是光纜接頭盒、光纜交接箱、ODF等。

    圖6  新型皮線光纜截面

    光分路器所在的位置即為光分配點。在無源光網(wǎng)絡中，可采用集中分光和二次分光兩種方式。在進行二次分光時，配線光纜子系統(tǒng)可劃分為兩級。按照光信號下行方向，第一個分光器的起點至第二個分光器的起點為一級配線子系統(tǒng)，從第二個分光器至樓道配線箱為二級配線子系統(tǒng)。由于分光方式的選擇、分光器位置、分光比選擇是線路設計中最為復雜和繁瑣的部分，本文不再詳細展開?？偟脑瓌t為：光分路器的分光比和布局應綜合平衡初期投資和運維成本等多項因素，本著易于集中施工和測試、節(jié)約光纜資源、節(jié)省放號和銷號工作量和時間、易于維護接入和故障檢測等原則合理規(guī)劃設計。無論采用集中分光還是二次分光，最終分光比要達到系統(tǒng)允許的最大分光比，以便充分利用設備端口。如在網(wǎng)絡中采用兩級分光，應盡量采用統(tǒng)一分光比的光分路器。建議光分路器要盡量靠近用戶。

    根據(jù)實際情況，光分路器可能位于光纜接頭盒、光纜交接箱、配線箱、ODF等設施中，并在其中進行光纜的端接和分配。光分路器應采用活動連接方式與配線光纜相連接。

    樓道配線箱等各種形式的光纖分配設施應根據(jù)建筑結構合理規(guī)劃位置和容量。光纖纜線在其中進行活動連接或者固定連接。固定連接包括熔接和機械式連接。由于光分路器也可以位于光纜接頭盒、光纜交接箱、配線箱或ODF等設施內，此時應采用活動連接，以方便測試和管理。

    3.5饋線光纜子系統(tǒng)

    饋線光纜子系統(tǒng)包括連接光分路器和中心機房的光纖纜線及其他配件。這些配件包括將饋線光纜進行端接和分配的光纜接頭盒、光纜交接箱、配線箱、ODF。

    饋線光纜應根據(jù)網(wǎng)絡布局和光分配點的數(shù)量合理規(guī)劃，并適當留有冗余。

    饋線光纜的連接和配線設施的設計根據(jù)實際情況，選擇在光纜接頭盒、光纜交接箱、配線箱、ODF內進行光纜的連接或端接。光纜連接可采用活動連接或者固定連接。固定連接包括熔接和機械連接。

    3.6中心機房子系統(tǒng)

    中心機房按照接入網(wǎng)機房要求設置。中心機房子系統(tǒng)主要包括OLT和ODF以及相關的器件和光纖管理系統(tǒng)。光纖配線架上如安裝光分路器，分光器出口和饋線的連接應采用活動連接，以方便測試和管理。

    另外，在FTTH線路工程的布線管理方面，宜為線路設計設置中文顯示的計算機信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)相關的硬件設施的信息包括：設備和線纜的型號和用途、設備位置、線纜走向、終端設備配置狀況、硬件編號、鏈路完好狀況、故障記錄等內容。

    4  3M方案優(yōu)勢總結

3M關于ODN的設計方案的創(chuàng)新點和優(yōu)勢在于，它完全是基于中國主要固網(wǎng)運營商目前在FTTH線路建設中存在的問題，在國內外沒有現(xiàn)成標準和規(guī)范的情況下，系統(tǒng)地提出了關于線路規(guī)劃和部署的新概念，并結合主要概念，引入了最先進的光纖現(xiàn)場制作器件和新型結構的入戶光纜。針對傳統(tǒng)光纖器件、光纜和工藝不能完善解決的樓內、室內布線和光纖端接及保護等問題，提出了新的解決方案。

    3M解決方案中的核心概念已為中國電信、中國網(wǎng)通和其他寬帶運營商廣泛接受，從2005年開始，已在湖北、上海、北京、廣東、福建、浙江、江蘇、四川、陜西、天津、河北、河南、等省市得到了實際應用。得到了用戶的好評，并在行業(yè)內已制定和起草的相關標準中有一定的影響。同時該方案也和國內外主要PON設備廠商有過廣泛的交流及合作，得到了他們的認可。該方案的核心概念最近在中國臺灣以及東南亞等地也被用于FTTH的試點中。