英语原文共 8 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
用于灵活接入网络的光纤布线技术
摘要：光纤到户（FTTH）厂外基础设施预期会在未来进化、其设计和构造应灵活应对越来越多的用户系统，考虑到总成本（CAPEX和OPEX）的最小化，考虑到这一点，本文介绍了纤维接入架构，介绍了光纤和电缆的关键技术，以支持灵活的接入网。低损失宽波长（低水峰）和弯曲不敏感单模光纤被证明是未来的解决方案。因为增强的可分离色带方便在安装的电缆中跨接单个纤维，提高光纤利用效率和分布设计的灵活性。它同时也具有优异的低PMD特性，未来可用于视频RF覆盖系统或高容量长距离地铁接入融合网络。基于弯曲不敏感的基于光纤的布线技术以及现场安装连接器大大改善了光纤/电缆处理在安装和维护工作。
关键词：FTTH;接入网;低水峰纤维;弯曲不敏感纤维;增强可分离色带
1介绍
随着各种高速服务的创建和提供，FTTH用户数量在全球迅速增长。在日本大量部署的接入网络系统到PON系统已经从点到点（单星）拓扑变成使用媒体转换器，PON系统也已经从B-PON升级到GE-PON。世界上许多电信运营商或网络供应商正在考虑如，要部署的FTTH系统的最佳选择是GE-PON还是G-PON；下一代技术的研究与发展，下一代系统如10G-PON或WDM-PON的开发正在全球范围内进行，并且ITU-T（FSAN）和IEEE组织也在研究[1,2]。因此，未来的进化或迁移的访问光网络预计将继续满足新服务的需求以及技术发展[3]。然而，光纤外部设备（OSP）作为一种基础设施，应该是可持续的，在长期使用寿命长的时间内，如通过系统演变的20 - 30年，具有很高的灵活性和可靠性[4,5]。
关于接入网的一般要求，最重要的问题是尽量减少总成本、资本支出和OPEX。除了廉价的材料和快速安装之外，还需要具有更高的元件利用效率和易于维护的特性。为了经济高效的操作和维护，应提供有效的监控使故障位置得以及时修复，我们应该考虑的另一点是网络的灵活性。OSP布线系统应能够灵活应对用户持续增长或变化。在未来可能会开发不可预见的新服务或新技术的应用的情况下，该系统在OSP没有或轻微的变化也应能够顺利升级。
本文提供了关于基于OPS /内部网络配置的FTTH网络所需的一般设计注意事项的概述。然后介绍灵活接入网络的技术方案。描述了主要在日本推出的用于OSP建筑和建筑物布线的纤维和布线技术。
2、未来的光纤接入网
2.1当前典型OSP配置的比较
图1典型FTTH网络配置比较。
目前典型的FTTH网络配置如图1所示。PON系统由于其经济优势而占据了大规模部署的主导地位。中央办公室（CO）和馈线光纤中的传输设备（OLT）通常由32个用户共享。图例表示了PON系统的三种分配配置：（a）OSP集中分配，通常在馈线和分配电缆之间，（b）（b）在CO中使用1times;4分离器进行两级分离，在OSP中分为1times;8，以及（c ）在无光纤共享的情况下集中分配CO。另一方面，单星（SS）配置提供无需设备/光纤共享的点对点（P-P）传输，可能会提供比共享PON系统丰富和更高的带宽。
配置设备的选择主要从经济角度出发，主要取决于人口密度，安装情况（空中或地下），服务区域是否为绿地，供应商的业务情况等各种条件。
比较这些配置，如图1（a）所示，PON在用户附近集中分裂，在CO和馈线光纤中具有较高的设备共享效率，这可能导致CAPEX降低，而SS或P-P系统从OSP维护和多业务的未来扩展的角度来看是有利的。PON系统维护的主要技术问题之一是通过CO的OTDR测量，分线器和用户之间的故障定位难度很大。将分配器放置在如图1（b）或（c）中所示的CO中。可以减轻问题，提高维护效率或系统升级灵活性，尽管光纤共享效率较低。
2.2系统演化与迁移
图2 更多带宽的系统演进
图3系统升级的示例以提高其对OSP的影响。
考虑到最近提供三速播放服务的更高访问速度的趋势，将持续需要更多的带宽。图2显示了当前和未来潜在光纤接入系统的技术定位，当然也包括正在开发中的。当前的PON或SS系统可以提供高达100 Mbps /用户的下行速度，这可能足以提供当今的预期服务，如高速互联网，在线游戏，视频点播，IPTV等。
为了在PON系统中提供比100Mbps更多的带宽，使用相同设备降低分流比是一种方法，另一种方法是将设备升级到例如具有10Gbps能力的OLT。如果将来需要超过1 Gbps /用户或高达10 Gbps /用户的带宽，则这种高速度只能通过逻辑上的SS或WDM或OCDM-PON来实现P-P系统[6,7]。此外，从现在开始，越来越需要较高的上行速度或对称速度。P-P系统对于高速交互应用来说基本上是有利的。
在OSP基础上系统升级方案及其影响的一个例子如图3所示。从能够平均下行速度为30 Mbps/GE的用户的GE-PON两级分离配置开始，通过删除CO中的1times;4分离器，速度可达到原来的4倍100 Mbps以上，在下一阶段需要1 Gbps /用户，OLT可以用更高的速度替换。这些系统升级可以在OSP没有变化的情况下实现。为了更多的带宽，WDM / CWDM-PON具有潜力，这就可能需要用诸如AWG的无源WDM MUX / Demux替换功率分配器。使用无色ONU和现有功率分配器以及成本效益高的WDM-PON技术对于从TDM-PON到WDM-PON的系统迁移是理想的[8]。另一方面，SS系统可以简单升级到1 Gbps /用户，甚至可以甚至10 Gbps /用户，而不会改变OSP。
为了提高接入系统的性能和可扩展性，已经提出了各种类型的城域接入融合架构和长距离解决方案[9-14]。我们还可以假设接入系统与移动网络以及未来的进一步无所不在的网络的融合[15,16]。光纤接入网络可能更加复杂，因此需要更可靠和经济地构建和维护。
3、灵活接入网技术解决方案
3.1灵活光纤接入网的要求和解决方案
考虑到上述潜在的未来接入系统，光纤和布线技术的以下要求至关重要。
bull;在宽波长范围内的低衰减，特别是对于CWDM-PON或具有长距离传输的城域接入融合。
bull;用于超高速和长距离传输或模拟光波系统的低PMD（偏振模色散）。
bull;在OSP /内部网络中高效的光纤分发。
bull;易于光纤/电缆处理，快速安装和安全维护。
表1
未来接入网的要求
|
项目 |
基本要求 |
光纤/布线关键技术 |
|
系统升级灵活性和可扩展性 |
bull;超高速和长距离传输 地铁接入融合 bull;具有足够质量的视频RF覆盖 bull;可扩展到WDM / CWDM系统 |
bull;宽波长范围内的低衰减 bull;低PMD |
|
光纤分配（灵活设计） |
bull;纤维/设备的利用效率更高 |
bull;中跨接入单个纤维 bull;需要附加安装 |
|
安装（Capex） |
bull;快速安装 bull;需要较低的劳动技能 bull;廉价的材料 |
bull;易于处理 弯曲纤维/电缆 bull;轻松分支/下降 采用现场可安装连接器或预安装分支/连接电缆 |
|
维护（Opex） |
bull;安全，便于维护 bull;快速恢复 |
这些要求总结在表1中，OSP /驻地网络的关键要素/技术如图4所示。。
作为基于ITU-T G.652标准单模光纤（SMF）的光纤选项，低波峰（LWP）SMF在从O波段到L波段的宽波段范围内具有低波损耗特性[17]。它已经在全球范围内广泛应用于城域网和核心网络系统，而对未来可能采用全波长CWDM系统的接入网也可能是有用的。在接入网络中引入了不敏感的SMF，特别适用于分配或掉电/室内接线[18] ITU-T正在进行标准化，与G.657预发布一样。除了使安装空间（例如接头盒）更小之外，还可以方便地进行光纤处理和安全维护。具有符合ITU-T标准的LWP和弯曲不敏感特性的SMF如图5所示，是接入网络的未来证明解决方案。
3.2布线技术
3.2.1中跨接入技术
由于光纤接入网络如上所述可能变得更加复杂，预计提供不同业务的光纤可以被容纳在相同的电缆中。可能增加数量的光纤接入点信源分配线对于柔性光纤分配将起到更重要的作用。
中间跨度接入单个纤维的技术，包括将丝带分离成单根纤维，有助于有效的分配设计。 在新用户出现的情况下，我们所需要的电缆分支或丢弃是必不可少的。带有SZ（可逆）绞合槽的带状电缆，当我们拆下电缆护套时，可以提供足够的垂度来进行光纤处理。此外，对于单个纤维的中跨接入对于每个用户来说都是必需的。如图6所示，增加可分离的条带适合于此目的[19]。 通过使用简单紧凑的工具，可轻松清除色带矩阵。
增强型可分离色带的优点如图7所示。对于传统的带状电缆，当我们需要在电缆路由中间增加额外的新用户而进行光纤脱落时，我们无法将另一个未使用的色带切割成与电缆连接，导致光纤利用效率低，特别是在低采收率的初始阶段。 另一方面，通过增强的可分离带状电缆，与初始用户使用的相同色带中的其他光纤可以在没有色带切割的情况下进行访问。这提高了光纤利用效率，使分布设计更加灵活。
已经开发了具有如表2所示的2至12根纤维的增强的可分离带。色带根据电缆类型应用于电缆。现在可以使用8芯光纤带最多800个光纤的开槽芯SZ型电缆。该带不仅可以直接分离为单根纤维，而且还可分为中间纤维计数模块带。 例如，8纤维带可以分离成4纤维模块带，然后分离成2纤维带或单纤维，以适应要连接的纤维/带类型。
图7 使用增强分离带的效果。
表2
新开发的增强型分离带
2光纤
4光纤
8光纤
12光纤
图8 新开发的低 PMD机制
图9增强纤维和电缆
3.2.2低PMD丝带光纤电缆
对于超高速（如40 Gbps）和长距离传输无法访问转换网络，色散和PMD可能会限制系统性能。应该补偿色散，因为标准SMF随波长的变化是不可避免的。大型PMD可能会导致模拟光波系统中的复合二阶（CSO）失真，这可能部署为FTTH RF视频覆盖系统[20]。故有必要确保电缆PMD不超过ITU-TG.652D规定的0.2 ps / rkm。
新开发的增强型分离带由于带状涂层结构而具有较低的PMD特性。 其机理如图8所示。新开发的带宽达800根的线缆已达到完全符合G.652D的优良特性。
3.2.3增强光纤
图11 应用于落地/室内布线的连接器
在配电线或落地/室内布线中，接头加工时的纤维处理主要以单根纤维为主。 适用于单纤维处理的电缆类型的例子如图9所示[21]。 电缆中的光纤被加固到直径为0.5mm，这改善了在安装和维护期间的光纤识别和处理。 通过使用常规的去除剂可将纤维的外涂层剥离至0.25mm的标准直径，使得不需要特殊的工具来进行拼接。
3.2.4连接器技术
在安装成本，维护灵活性和客户可用性方面，光纤或电缆接头是落地/室内布线的最重要的技术之一， 在日本开发并引进了可直接连接到落地/室内电缆的现场可安装连接器。 该技术有助于轻松快速的光纤脱落和高效的维护工作[22,23]。 对于内部接线，如图10所示，期望ONU和墙上插座之间的连接由用户自己动手（DIY）连接，使用具有适合用户处理的SC连接器的跳线 [18,24]。
3.2.5建筑内纤维分布
随着FTTH用户数量的增加，更需要在多住宅单元中轻松地将光纤分配给每个家庭。建筑物接线的主要技术问题是（i）确保电缆路由，特别是在旧的建筑物中，并不总是有足够的空间安装新电缆，以及（ii）制造高效灵活的光纤分布[25]。 具有小直径和现场可安装连接器的弯曲不敏感的基于纤维的室内电缆是该问题的关键解决方案。使用具有增强的可分离带或增强纤维的电缆进行安装的跨径纤维加工和分散安装也可有助于光纤分布的有效性。
对于相对较大的建筑物，如图11所示的预分支电缆或吹风纤维技术可以实现节省时间的安装，从而可以在现场消除精细的光纤拼接。
4、结论
FTTH基础设施的设计和构造应灵活应对服务变化或未来系统升级。具有宽波长损耗和弯曲不敏感特性的光纤被证明是未来支持增长带宽和安全维护的解决方案。作为电缆解决方案，增强型可分离带可促进中跨纤维接入，实现灵活高效的配电设计。它还具有在未来的视频RF覆盖系统或高容量长距离地铁接入融合网络中可能需要优异的低PMD特性。基于弯
全文共9142字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[145924]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
