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一篇文章全面了解光纤到户FTTH，光分路器

发布于：2023-03-22 11:59:22 来自：电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

知识点：光分路器

什么是光纤到户FTTH？

光纤到户英文是FTTH（Fiber to the home），是光纤通信的一种传输方式。顾名思义是直接把光纤直接连接到用户终端。FTTH是FTTx中的一种接入方式，那什么是FTTx？

FTTX是宽带光接入网的各种应用类型的统称，“X”有多种变体，可以是光纤到大楼(FTTB)、光纤到交接箱(FTTCab)、光纤到路边(FTTC)、光纤到桌面(FTTD)、光纤到户(FTTH)、光纤到驻地(FTTP)、光纤到办公室(FTTO)、光纤到用户(FTTu)等。

FTTx技术范围从区域电信机房的局端设备到用户终端设备，包括光线路终端OLT（Optical Line Terminal），光网络单元ONU（Optical Network Unit）,光网络终端ONT（Optical Network Terminal）。

典型FTTx概念

FTTx结构主要特征

从图中可以看出，FTTH全部由光纤网络连接至终端，与此相连的终端称为光网络终端(ONT)。FTTB或FTTC通过光纤网络连接至大楼(Building)或路边(Curb)，再通过铜双绞线网络或无线连接至终端，光纤网络的末端设备称为光网络单元(ONU)，由ONU通过铜双绞线网络或无线连接至网络终端(NT)。FTTCab与FTTC相似，只是其ONU是位于电信交接箱(Cabinet)中。图中的FTTB、FTTC、FTTCab都属于“部分”光纤到户，也就是说不是光纤直接连接到终端用户，而是到达终端用户附近，然后再通过双绞线网络连接至终端用户。在FTTCab中，电信交接箱中的ONU通常距离终端用户1000～2000m，在此情况下一个ONU单元可以支持约500个终端用户。在FTTC中，ONU距离终端用户更近，为200—1000m，可以支持8～32个终端用户。OLT和ONT／ONU之间的网络称为光分配网络ODN，其距离可达到20km，如图所示。

FTTH相关术语

FTTH（Fiber to the Home）光纤到户

FTTB（Fiber to the Building）光纤到楼

FTTO（Fiber to the Office）光纤到办公室

FTTC（Fiber to the Curb）光纤到路边

ODN（Optical Distribution Network）光配线网

OLT（Optical Line Terminal）光线路终端

ONU（Optical Network Unit）光网络单元

PON（Passive Optical Network）无源光网络

EPON（Ethernet Passive Optical Network）基于以太网方式的无源光网络

GPON(Gigabit-capable Passive Optical Network千兆能力的无源光网络

NT(Network Terminator)网络终端

ONT(Optical Network Terminator) 光网络终端，位于用户房屋内的电子设备

P2MP（Point to Multipoint）点到多点

CO（Center Office）中央办公室,提供服务的中央位置

FTTH市场情况

在12月3日的2020 FTTH 虚拟会议上，IDATE与FTTH Council Europe编制的2020~2026 FTTH市场预测数据表示，到2026年， 27+ 欧盟和英国国家的订户数量将进一步增加到约1.48亿，而38+ 欧盟和英国国家的订户数量将达到约2.08亿，FTTH/B的覆盖率将在2026年达到73.3％，与2012年的23.4％相比明显上升。

据预测一些国家的用户数与2019年对比将呈激增状态，比如德国将增长+730%，英国增长+548%，意大利增长+218%。从国家排名来看，俄罗斯可能会继续保持领先，但预计德国排名将会在2026年上升至第二，在2020年的排名中，德国排名是第八。

FTTH市场预测

FTTH欧洲市场排名情况

FTTH的技术发展

FTTH作为一种接入技术，目前已经被认可，技术也已经成熟。FTTH常用光纤接入技术有两种，P2P（点对点技术）以及P2MP（点对多点PON）。

P2P（Peer-to-peer）是点对点网络技术，可以让没有公网IP的两个用户进行直接的通信。

PON(Passive Optical Network)是无源光网络，指在OLT（光线路终端）和ONU（光网络单元）之间的ODN（光分配网络）没有任何有源设备，仅使用光纤和无源组件。PON主要采用点对多点网络结构，是实现FTTB/FTTH的主要技术。

PON技术可分为用于窄带TDM业务接入的窄带PON技术和用于宽带接入的基于ATM传送的BPON（APON）、基于Ethernet分组传送的EPON技术以及兼顾ATM/Ethernet/TDM综合化的GPON技术。这三种都是目前已经商用化地实现FTTX的PON技术。

FTTH技术发展

光接入网ODN简介

什么是ODN？ODN是光配线网，是OLT和ONU之间的光传输物理通道，主要功能是完成光信号的双向传输，通常由光纤光缆、光连接器、光分路器以及安装连接这些器件的配套设备组成，其中最重要的部件是分光器。光分配网(ODN)的分光方式主要有两种：一级分光和二级分光。

一级分光和二级分光

一级分光的结构是OLT-分光器-ONU，从OLT到ONU之间的分光器都是并行的。采用一级分光时，分路器一般设置在配线光交处。二级分光的结构是OLT-分光器1-分光器2-ONU，从OLT到ONU之间的分光器是有级联的情况。采用二级分光时，第一级分路器一般设置在配线光交处，第二级分路器一般设置在分纤箱处。

一级分光只能接一个分光器，一般选用分光数量比较多的分路器，如1:32或1:64。二级分光一般在一级分光处选用1:8或1:16分路器，二级分光点采用1:4或1:8分路器。通常，一级分光解决方案用于拥挤的市中心或城镇区域，以降低成本并易于维护光纤分布式网络（ODN）节点。另一方面，二级分光解决方案用于路边或乡村场所，以覆盖广泛的ODN节点，节省资源并节省资金。

一级分光和二级分光

光分路器工作原理

光分路器是FTTH系统中的一个核心无源器件。光分路器也叫光分束器，是一种集成波导光功率分配装置，可以将一个输入光信号分路成二个或多个输出光信号，光输入功率均匀分布在所有输出端口上。例如，一个分光比为1:4的光分路器可以将一个光信号平均分成四份，然后在四个不同的通道内传输。目前，光分路器的分光比一般为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：在单模光纤传导光信号的时候，光的能量并不完全是集中在纤芯中传播，有少量是通过靠近纤芯的包层中传播的，也就是说，在两根光纤的纤芯足够靠近的话，在一根光纤中传输的光的模场就可以进入另外一根光纤，光信号在两根光纤中得到重新的分配。

光分路器工作原理

光分路器 VS WDM波分复用器

简单的说，WDM波分复用器是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在接收端再用某种方法，将各个不同波长的光信号分开的通信技术。这种技术可以同时在一根光纤上传输多路信号，每一路信号都由某种特定波长的光来传送，这就是一个波长信道。在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息,称为光波分复用技术是WDM。而分路器是将一个波长的光按照使用的分成多束传播。

光分路器的分类

根据分光原理和制作工艺的不同，光分路器可分为熔融拉锥型（FBT）和平面波导型（PLC）两种。

PLC光分路器

平面波导型光分路器（PLC Splitter）是一种基于石英基板的集成波导光功率分配器件，其主要作用是将光信号从一根光纤中分至多条光纤中。器件由一个光分路器芯片和两端的光纤阵列耦合而成，芯片是核心组件，芯片的好坏与分路通道直接影响到整个分路器的价格，芯片有一个输入端和N个输出端波导。光纤阵列位于芯片的上表面，封上外壳，组成一个有一个输入和N个输出光纤的光分路器。

PLC光分路器

熔融拉锥型（FBT）光分路器

熔融拉锥技术是将两根或多根除去涂覆层的光纤捆在一起，然后在拉锥机上熔融拉伸，并实时监控分光比的变化，分光比达到要求后结束熔融拉伸，其中一端保留一根光纤（其余剪掉）作为输入端，另一端则作多路输出端。

熔融拉锥型（FBT）光分路器

FBT VS PLC

分光比的分配方式不同也是两者主要的区别之一。拉锥型分路器的分光可变性是此器件的最大优势。PLC分路器的分光是均等分的，可以将信号均匀分配给用户。例如，1×32的PLC分路器可以将光信号平均分成32份，然后在32个不同的通道内传输。有时，由于用户数量和距离的不一致性，需要对不同线路的光功率进行分配，此时就需要用到不同分光比的器件，则会使用FBT分路器。