標(biāo)簽：FTTO LAN
前言
隨著商用辦公智能建筑的發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)方面不僅是對帶寬的需求日益增加，而面對層出不窮的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，因此辦公樓宇對網(wǎng)絡(luò)綜合接入能力的要求也提高了。而傳統(tǒng)的樓宇布線方案漸漸不能很好的滿足高層辦公建筑對于綜合接入網(wǎng)絡(luò)的需求。
采用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中存在大量的有源設(shè)備如交換機(jī)等，造成樓層分布有源節(jié)點過多，而這些有源節(jié)點多數(shù)是放置在多灰塵、散熱條件差的弱電井或樓層配線間，極容易出現(xiàn)死機(jī)、過熱等故障，造成維護(hù)和管理成本比較高;接入交換機(jī)的網(wǎng)管功能也簡單，網(wǎng)絡(luò)的安全性和可管理性也比較差。
因此我們可以考慮適當(dāng)?shù)臏p少有源節(jié)點，探討采用基于高帶寬傳輸能力的PON(Passive Optical Network)無源光網(wǎng)絡(luò)給合LAN的布線技術(shù)對于高層辦公建筑進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)綜合設(shè)計。
基于PON技術(shù)的技術(shù)特征
PON系統(tǒng)由光線路終端(OLT)、光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)和光分配網(wǎng)(ODN)組成，采用點到多點的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。無源是指從OLT到ONU之間全部由無源器件和光纖等組成，不需要任何供電的有源設(shè)備。PON全光網(wǎng)絡(luò)具有三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)能力，同一根光纖中不同的波長可以攜帶不同的信號同時傳輸語音(VoIP),數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)(IPTV 或CATV)。
PON技術(shù)是實現(xiàn)FTTx的首選方案，而FTTx根據(jù)光節(jié)點和入戶數(shù)量和距離的不同，主要分為光纖到戶(FTTH)光纖到樓(FTTB)、光纖到交接箱(FTTC)、光纖到辦公室(FTTO)、光纖到桌面(FTTD)等?？紤]到目前用戶終端電腦并沒有普及光網(wǎng)卡，還是以RJ45的銅網(wǎng)卡為主,不能一次到位實現(xiàn)FTTD。
所以FTTO(Fiber to the Office)+LAN(Local Area Network)的組網(wǎng)方式無疑是高層辦公樓宇可行性很高的解決方案之一。
光纖到寫字樓建筑FTTO采用點到多點(P2MP)樹型分支網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展性好，減少了主干光纖匯聚設(shè)備的投入,可以使得高層辦公樓里的單個或者多個商業(yè)用戶共享主干光鏈路。
由于每個商業(yè)用戶的業(yè)務(wù)容量也不固定，所以具體根據(jù)商業(yè)用戶的需求而量身定制，組網(wǎng)非常靈活。這不僅提高了網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)的能力，也節(jié)省了主干光纜。FTTO可以采用EPON(Ethernet Passive Optical Network) 或者GPON (Gigabit Passive Optical Network)的接入技術(shù)。
EPON 不僅能實現(xiàn)現(xiàn)有的CATV，數(shù)據(jù)，語音的應(yīng)用，還能兼容如數(shù)字電視、VoIP、電視會議等業(yè)務(wù)。EPON 技術(shù)是基于以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)、TDMA方式的帶寬PON技術(shù)。EPON支持1.25Gbit/s的對稱速率，每個EPON OLT接口最多支持64個ONU。GPON 技術(shù)支持TDM、MSTP、QinQ 接入組網(wǎng)技術(shù)，除了EPON能夠提供的多媒體視頻和音頻業(yè)務(wù)，還為這些業(yè)務(wù)提供相應(yīng)的QoS保證。
GPON 支持上行 1.244Gbit/s 和下行2.488Gbit/s 的非對稱速率，每個GPON OLT下行端口最多支持128個ONU。GPON 從性能上要優(yōu)于EPON，有更高的帶寬，支持更高的分光比，提供更好的QoS和更多的維護(hù)管理功能。相比較而言GPON更適合商務(wù)寫字樓里的高端商業(yè)用戶。
采用PON技術(shù)布線案例分析
案例樓宇為高層建筑，樓高46樓。從2樓到46樓均為出租商業(yè)層。每個商業(yè)用戶業(yè)務(wù)容量不同，對帶寬需求也不相同。采用FTTO+LAN接入方式，每個商業(yè)用戶可以單獨使用一個ONU，或者多個商業(yè)用戶共同使用一個ONU。組網(wǎng)模式如下網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D：
圖一：FTTO+LAN 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
FTTO網(wǎng)絡(luò)主要由光線路終端(OLT)、光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)與中間的光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)組成。ODU 為OLT和ONU之間的光傳輸通道提供物理連接，其中包括光纖光纜，光連接器，光配線架，光跳線，光尾纖，光分路器。ONU是在用戶端的設(shè)備，其使用單根光纖通過無源分光器可將多個ONU的數(shù)據(jù)時分復(fù)用到一個OLT端口。
FTTO中PON網(wǎng)絡(luò)使用單模光纖進(jìn)行主干網(wǎng)絡(luò)的信號傳輸，采用的是單纖雙向的技術(shù)。ONU到OLT上行使用1310nm波長，OLT到ONU下行使用1490nm波長。
一般CBD商業(yè)用戶多數(shù)沒有CATV的業(yè)務(wù)需求，但如果需要可以采用波分復(fù)用的方式在同一根光纖上提供CATV業(yè)務(wù)，下行到ONU則增加復(fù)用1550nm波長。FTTO光網(wǎng)絡(luò)對光纜有如下要求：
室內(nèi)光纜所使用的光纖均需符合ITU-T G.652.D零水峰單模光纖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，光纜衰減系數(shù)應(yīng)該表1.1要求。
主干光纜的各項指標(biāo)應(yīng)符合YD/T 1258 和GB/T 13993要求。
高層商務(wù)樓宇辦公人員比較密集，光纜宜選用低煙無鹵阻燃外護(hù)套。
表1.1
主干單模光纜布線系統(tǒng)設(shè)計如下：樓高46樓，OLT在1樓電信機(jī)房，從1樓主機(jī)房各拉12芯單模光纜到1到12樓弱電井。從1樓主機(jī)房各拉 72單模光纜分別到18樓，24樓，30樓，36樓，42樓，46樓弱電井，以6層樓為一個單元，18樓向下各拉12單模芯光纜分別覆蓋到13,14,15,16,17樓，24樓向下各拉12芯單模光纜分別覆蓋到19,20,21,22,23樓，30樓向下各拉12芯單模光纜分別覆蓋到25,26,27,28,29樓，36樓向下各拉12芯單模光纜分別覆蓋到31,32,33,34,35樓，42樓向下各拉12芯單模光纜分別覆蓋到37,38,39,40,41樓，46樓向下各拉12芯單模光纜覆蓋到43,44,45樓。
主干光纜的設(shè)計沒有直接從1樓電信機(jī)房到每層樓的考慮是為了降低低層弱電井管道空間資源，使得光纜占用弱電井管道資源相對比較分散，也利于日后維護(hù)。
光纖配線架也宜選用單模單工適配器面板的，一般為單模SC/PC單工或者SC/APC單工為主，基于APC的光纖連接大幅度改善系統(tǒng)回波損耗性能，有利于光纖傳輸各種信號包括模擬視頻信號，為PON支持多種綜合業(yè)務(wù)打好基礎(chǔ)。
光纖尾纖同樣為單模單芯的，采用熔纖的方式和OLT下行的主干光纜連接。光纖跳線也對應(yīng)的為單模單芯SC光跳線。
光分路器多采用PLC平面波導(dǎo)型單模均分光器，插入損耗和一致性比較好，并采用機(jī)架式光配線架安裝形式，前面板為SC單模單芯?？梢圆捎靡患壏止饣蛘叨壏止膺B接。本案采用二級分光。第一級分光放置在電信機(jī)房，采用1:4光無源分路器。
第二級分光放置在樓層弱電井，分別放置在18樓，24樓，30樓，36樓，42樓，46樓弱電井，采用1:16或者1:32光無源分路器。由于采用GPON的設(shè)備，每個OLT光端口最大支持1:128的分光比。
GPON系統(tǒng)必須符合下表1.2 ITU-T G.984.2的損耗要求,損耗預(yù)算包括OLT 和 ONU 間全部的光無源物理鏈路。設(shè)計時也應(yīng)考慮ODN光纖各個節(jié)點之間損耗值，參考表1.3。整個鏈路損耗值必需在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。
表 1.2 ITU-T G.984.2 G-PON 系統(tǒng)的損耗預(yù)算
表 1.3 ODN光無源網(wǎng)絡(luò)器件損耗典型值
主干單模光纜經(jīng)過到樓層經(jīng)過分光器光配線架以后，通過水平2芯單模光纜入戶到商業(yè)用戶辦公室或機(jī)房，一般到多媒體信息箱或者墻面光纖面板。單芯的光纜已經(jīng)可以傳輸上行和下行的業(yè)務(wù)，另外一芯光纜作為備份。入戶光纜的接續(xù)和端接宜選用光纖現(xiàn)場安裝連接頭，一般為SC/PC單模單芯連接頭。如有CATV復(fù)合業(yè)務(wù)，則需選用APC端面連接頭。
由于寫字樓中不同的商業(yè)用戶對于帶寬或者業(yè)務(wù)種類都不同，高層寫字樓大部分采用按層或按面積出租的方式，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期通常還不能精確確定租戶內(nèi)部組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，且租戶后期通常自己會負(fù)責(zé)承租區(qū)域LAN具體網(wǎng)絡(luò)布放。
所以前期規(guī)劃時候最為靈活的方式可以采用按樓層分區(qū)設(shè)置集合點CP的布線方式。
此時在CP集合點放置多媒體信息箱，多媒體信息箱需要支持光纖模塊、語音模塊、數(shù)據(jù)模塊、電視和電源模塊等，有標(biāo)準(zhǔn)的語音、數(shù)據(jù)及有線電視的接口。多媒體信息箱中可以采用模塊式的配線架，靈活的配置不同的模塊。即可以支持光纖也可以支持雙絞線到多媒體信息箱。有以下兩種組網(wǎng)方式可供選擇：
第一種可以將ONU放置在樓道弱電井或者樓層IDF供多個商業(yè)用戶共享帶寬。大多數(shù)ONU設(shè)備本身具備一定的交換機(jī)功能，其上行接口為PON接口，通過無源分光器連接到OLT設(shè)備的接口板上，下行通過銅纜以太網(wǎng)RJ45端口，通過雙絞線連接不同的數(shù)據(jù)設(shè)備，如電腦、IP電話、機(jī)頂盒等，實現(xiàn)點到多點的快速部署。
連接ONU的光跳線，推薦選用室內(nèi)鎧裝低煙無鹵柔性跳線，既有較高的抗拉強(qiáng)度和耐側(cè)壓，同時又具有外徑小、彎曲性能好、防火阻燃等特性。
雙絞線布線從ONU端的配線架布永久鏈路到商業(yè)用戶辦公室的集合點CP多媒體信息箱，商業(yè)用戶辦公室布線等到售出或者租出后用商業(yè)用戶自行布置。如果由ONU引出的信息點數(shù)不夠，則需要根據(jù)用戶實際信息點數(shù)配置交換機(jī)。
第二種則針對業(yè)務(wù)容量比較大的客戶，直接光纖引入到商業(yè)用戶辦公室，ONU則放置在用戶區(qū)的多媒體信息箱中，根據(jù)信息點位規(guī)模，下行RJ45接口直接連接可到終端數(shù)據(jù)設(shè)備或連接到以太網(wǎng)交換機(jī)。ONU下行布線一般選用六類非屏蔽雙絞線進(jìn)行布線，其傳輸性能支持250MHz及一下傳輸帶寬應(yīng)用，永久鏈路的長度控制在90m以內(nèi)。兩端加RJ45跳線后的信道長度控制在100m以內(nèi)。
與傳統(tǒng)模擬語音網(wǎng)絡(luò)不同，需要注意的是由于采用FTTO+LAN方式語音信號為數(shù)字信號而非大對數(shù)電纜傳輸?shù)哪M信號，雖然在主干上節(jié)省了大對數(shù)主干電纜資源，但是在斷電的情況下，會造成電話同時被切斷。因為傳輸信號的OLT和ONU將無法工作，所以高層商務(wù)樓宇需要有為設(shè)備供電的不間斷電源UPS，以保證語音通信的正常通信。同時也建議在大樓布線時對于重要的語音節(jié)點設(shè)置備份的傳統(tǒng)模擬語音網(wǎng)絡(luò)。
FTTO組網(wǎng)方式也對視頻監(jiān)控的應(yīng)用提供布線的便利。視頻監(jiān)控一般對上行帶寬要求比較高，終端數(shù)量大，分布廣泛。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控基本上是每個攝像頭都需拉一對光纖到機(jī)房，有多少個攝像頭就需要拉兩倍于攝像頭的纖芯數(shù)到機(jī)房，可見纖芯利用率極低且線路很復(fù)雜。
采用GPON部署視頻監(jiān)控工程后，從機(jī)房只需部署一根單芯光纖到攝像頭密集的區(qū)域，通過光分路器如1:32可提供給32個攝像頭使用。這樣點到多點的結(jié)構(gòu)也使得視頻監(jiān)控的布線工作量降低了，減少資源消耗。
結(jié)束語
綜上所述，F(xiàn)TTO+LAN的組網(wǎng)方式可以為高層建筑商業(yè)用戶靈活的提供多業(yè)務(wù)綜合接入，帶寬分配靈活并能夠保證不同類型和等級業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。
樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)擴(kuò)展容易，也節(jié)約了大量主干光纜與語音大對數(shù)銅纜資源。ODN無源網(wǎng)絡(luò)也減少了線路和設(shè)備的故障點，無源線路容易鋪設(shè)并避免了電磁干繞，利于日后維護(hù)和降低營運(yùn)成本。
總之，F(xiàn)TTX接入網(wǎng)技術(shù)與LAN局域網(wǎng)布線技術(shù)的高度融合方案，將會成為高層辦公類型建筑組網(wǎng)布線規(guī)?；瘧?yīng)用的發(fā)展趨勢之一。
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