如何设计 FTTH 网络分光级别和分光比?

2025-8-22

设计一个高效的 FTTH(光纤到户)网络,需要在技术精确性与实际部署之间取得平衡。这一平衡的核心在于分光级别、分光比以及所采用分光器技术的选择。这些决策直接影响资本支出、长期维护成本和客户体验。虽然 PON(无源光网络)架构提供了基础,但每个网络的设计都必须结合地理环境、人口密度和服务水平需求进行考量。

如何设计 FTTH 网络分光级别和分光比

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FTTH 与 PON 简介

FTTH 依赖无源光网络架构,它允许从局端出来的一根光纤通过光分路为多个用户服务。这种结构无需在分配段中引入有源元件,从而降低运维成本,同时保证高可靠性。在局端设有光线路终端(OLT),负责生成下行信号并汇聚上行流量。这些信号通过光分路器分配,并传输到用户端的光网络终端(ONT)

一个关键问题是如何确定单个 OLT 端口能够支持的用户数量,这由分光比决定。传统的 GPON 网络通常采用 1:32 或 1:64 分光,而 XGS-PON 则允许更高的分光比,如 1:128。但更高的分光比会降低功率裕度并限制传输距离,因此工程师必须精确计算光功率预算。

如何选择 PLC 或 FBT 分光器

选择合适的分光器对于构建可靠的光纤网络至关重要。PLC 分光器基于平面光波电路技术,能够实现均匀的信号分配,并支持高达 1×64 甚至更高的分光比。它们非常适合大规模部署,例如 FTTH、PON 和数据中心网络。相比之下,FBT 分光器通过熔融拉锥工艺制造,在小分光比下成本较低,但在宽温环境下稳定性不足,且扩展性有限。

特性PLC分光器FBT分光器
技术平面波导电路熔融拉锥
分光比灵活,可达 1×128通常最大 1×8
均匀性信号平衡性优异各输出之间可能有差异
温度稳定性高可靠性稳定性较差
应用FTTH、PON、数据中心低成本小型网络

总而言之,FBT 分光器适合对成本敏感的小规模应用,而 PLC 分光器则是现代光分配网络的首选,因其具备高稳定性、大分光比和长期可靠性。芯德的 PLC 分光器正是针对这些需求设计的,兼具紧凑外形与耐用性,能够简化集中式和分布式的部署场景。

分光级别设计:集中式与级联式

在理解 PLC 和 FBT 分光器的差异之后,还需要考虑分光器在网络中的部署方式。分光级别设计不仅决定资源分配的效率,还影响 PON 架构的整体灵活性。

集中式分光(单级)

在这种设计中,大分光器(如 1×32 或 1×64)安装在局端或 OLT 站点。所有光纤从该点直接分配到用户端。这种方式简化了管理并减少了现场熔接,但要求局端与配线区域之间有大量光纤。例如,部署一个 1×64 分光器,就需要 64 根独立光纤从 OLT 铺设到分配点,这会增加大规模网络的初始布线成本。

级联式分光(多级)

在这种设计中,分光分布在多个阶段。常见的配置是在局端使用 1×4 分光器,然后在现场接入 1×16 分光器,总体形成 1:64 的分光比。这种方式减少了 OLT 与现场之间的光纤需求,例如只需 4 根光纤,而不是 64 根。同时,它提高了网络扩展的灵活性,并能使分光器更接近用户。但这种方式也增加了熔接点数量,在维护时故障定位更加复杂。

如何选择

在集中式与级联式之间的选择取决于项目优先级。集中式更适合光纤资源丰富且维护便捷至关重要的紧凑服务区域。级联式则更适合广域部署,因为它降低了光纤需求并支持逐步扩展。对于运营商而言,选择往往是在光纤可用性、前期布线成本和长期可扩展性之间取得平衡。

优化分光比以兼顾性能与成本

确定合理的分光比是 FTTH 网络规划中最关键的环节之一。分光比不仅决定一个 OLT 端口能服务多少用户,还决定光功率预算。例如,一个具有 28 dB 光功率预算的 GPON 系统,通常可以在 20 公里范围内支持 1:32 分光。如果传输距离更短,可以实现 1:64 分光而不影响服务质量;而在农村的长距离部署中,则可能需要更小的分光比,以保证信号质量。

随着 XGS-PON 的发展,分光比的可能性进一步扩大。分光比最高可达 1:128,能够支持更高的用户密度和每端口更多的用户数量。但更高的分光比必须与服务质量目标平衡,尤其是在超高清视频或云游戏等高带宽应用广泛使用的情况下。

在大多数 FTTH 部署中,1:32 或 1:64 分光比在性能与成本之间提供了最佳平衡。芯德的 OLT 平台支持这些灵活配置,使运营商能够根据用户需求的增长灵活扩展。正确的分光比应基于光功率预算计算、预期带宽使用情况和长期发展策略来确定。采用高质量的 PLC 分光器对于在高分光比下保持信号稳定性和服务可靠性至关重要。

选择合适的连接器与接口

连接器的选择看似细节,但却可能成为运维中的主要问题。保持接口种类精简,有助于避免跳线和测试线不匹配。芯德的 PLC 产品组合提供 FC、SC 和 LC 接口选项,插入式型号中明确标注 SC 或 LC UPC 端接。这种清晰标识帮助 OSP 和 MDU 团队在适配器和清洁工具上实现标准化,也简化了验收测试,因为现场测试仪表和发射光缆通常遵循相同的 SC 与 LC 接口规范。在这一层面的统一性最终能够体现为更快的平均修复时间以及更少的“未发现故障”问题。

真实网络中的部署场景案例

在人口密集的都市区域,采用 1:64 集中式分光能够提高效率并简化管理。相反,在郊区住宅分散的环境下,采用两级小型分光器的级联方式可以减少整体光纤用量和施工成本。农村部署则往往需要更小的分光比,因为长距离传输必须确保信号质量不受影响。

这些案例强调了根据本地条件定制分光级别和分光比的重要性。统一方案很少最优,工程师必须综合评估光功率预算、用户密度和长期扩展性。精准规划结合可靠设备(如芯德的 PLC 分光器PON OLT 设备),能够帮助运营商同时满足当前需求和未来挑战。

总结

FTTH 网络的设计是一项在成本、性能和可扩展性之间平衡的复杂工作。分光级别、分光比和分光器类型的选择,不仅决定了网络的技术可行性,也影响其经济可持续性。集中式分光具备简洁性和升级灵活性,而级联式设计则降低了初始基础设施成本。同样,更高的分光比能够提升端口利用率,但必须在严格的光功率预算下实现。

通过理解这些权衡,并结合 GPON 与 XGS-PON 等标准,网络规划人员可以构建既高效又面向未来的基础设施。芯德在这一过程中发挥着关键作用,提供高性能的 PLC 分光器、可扩展的 OLTONT光猫,构成可靠 FTTH 网络的核心。最终,任何部署的成功不仅依赖于理论,还取决于能否将设计原则转化为经过现场验证的解决方案,从而为终端用户提供高速、稳定的连接。

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