FTTH網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到完全的光纖接入這樣一個戲劇性的轉變呢？這是因為服務提供商必須能提供互聯網接入、數字電視和電話服務（通常稱為“三重業務”）以吸引和留住寬帶用戶。混合網絡通常被傳輸距離或單個節點上的用戶數量所限制。最快的DSL網絡只能在半英里內提供從復用設備到客戶端的三重業務，而混合網絡的帶寬則受到單個節點的用戶數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域內透明地、大規模地、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呢？

　　集中式的結構

　　建立可升級的FTTH網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構，集中式的結構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構。PON在當前已經很常見了，交換式的以太網或者點對點網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基礎設施的地方。圖1顯示了一個FTTH網絡的拓撲結構，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拓撲結構：饋線（藍色），配線（紅色），入戶線（綠色）。

　　在一個以集中式結構建設的FTTH網絡覆蓋區域內，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提供服務。當家庭或企業需要接入網絡時，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，在目標區域內部署支持所有家庭用戶的光纖網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域內高效、低成本、高可靠地支持數千個家庭用戶。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網絡結構，其中每個區域大約承載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，FTTH網絡設計者喜歡選用SC/APC連接器，因為它的回波損耗可以達到65dB。

　　一個以環網為基礎的FTTH網絡結構，可以為大量用戶提供高可靠的服務。

　　采用SONET/SDH承載以太網有幾項優勢。首先，可以讓運營商利用他們已有的TDM構架來提供以太網。第二，在這個場景中以太網作為TDM網絡提供、維護和管理的另一條電路，和其他TDM業務是類似的。

　　另一方面，采用SONET/SDH承載以太網也有些劣勢。首先，業務的開銷因為多層協議的配置、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（如提供T1，則速率在5~12Mbps）。第三，由于不能采用統計復用，以太網業務和TDM業務一樣昂貴。

　　圖2中藍色的饋線環網可以由一根包含864根ITU G.652.D單模光纖的無膠帶狀光纜組成。這個環網可以環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個業務端口以及另外864個備用端口（每個區域216線）。如果這個環被切斷了，那么受影響的區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，那么這個城市的環網服務就會中斷——直到被切斷的線路重新接上，而這樣的現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。這種透明塑料結構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。

　　在交叉連接箱內還有另外三個144端口預端接跳線板，864芯配線環光纜（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分路器箱內發出的配線。每個配線環（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，那么每個區域的配線環總共就能承載3456個用戶，所服務的四個區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的另一邊。

　　區域中的每個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。考慮遠一點，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的跳線和LCP分路器箱內富余的饋線端口實現手動故障切換。

　　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，直到配線環被重新熔接好服務才能恢復。

　　饋線環和配線環的一個主要優點是：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和接入終端盒可以沿配線環的任何一側接入到配線光纜中。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調地集成在一起，既要方便運行維護，又要降低安裝成本。

　　使用集中式的結構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部或外部空間。如果沒有這種節省空間的設計，那么一些交換局就會沒有足夠的空間容納區域內所有的光纜。

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