一直以來，在電信的交換局（CO）或者有線電視的頭端設(shè)備（HE）中，光纖硬件（FOH）相對(duì)來說都不太重要，因?yàn)榻粨Q局或頭端設(shè)備的光纖端口數(shù)目是比較小的。但是，在光接入網(wǎng)絡(luò)正在興起的今天，我們需要將交換局的光纖硬件和外部的光纜以及光纖硬件協(xié)調(diào)地整合在一起。DSL和光纖/同軸電纜混合網(wǎng)一般能支持24至48根光纖，而在FTTH網(wǎng)絡(luò)中，即使使用了區(qū)域匯聚點(diǎn)（LCP）分路器箱，也往往需要交換局有數(shù)百甚至上千的光纖端口。在后面我們將看到支持這個(gè)說法一個(gè)實(shí)例。
首先，為什么會(huì)有從純粹的光傳輸?shù)酵耆墓饫w接入這樣一個(gè)戲劇性的轉(zhuǎn)變呢？這是因?yàn)榉?wù)提供商必須能提供互聯(lián)網(wǎng)接入、數(shù)字電視和電話服務(wù)（通常稱為“三重業(yè)務(wù)”）以吸引和留住寬帶用戶。混合網(wǎng)絡(luò)通常被傳輸距離或單個(gè)節(jié)點(diǎn)上的用戶數(shù)量所限制。最快的DSL網(wǎng)絡(luò)只能在半英里內(nèi)提供從復(fù)用設(shè)備到客戶端的三重業(yè)務(wù)，而混合網(wǎng)絡(luò)的帶寬則受到單個(gè)節(jié)點(diǎn)的用戶數(shù)量和電氣噪聲的限制，因?yàn)殡姎庠肼晻?huì)損傷信號(hào)的波形。
FTTH是唯一一個(gè)可以在服務(wù)區(qū)域內(nèi)透明地、大規(guī)模地、可靠地提供Gb/s速率的全光接入平臺(tái)。這個(gè)才是過渡到完全光纖接入的根本原因。那么，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)光纖接入網(wǎng)呢？
集中式的結(jié)構(gòu)
建立可升級(jí)的FTTH網(wǎng)絡(luò)的最好方法就是要保證它的物理層能夠支持多種接入結(jié)構(gòu)，集中式的結(jié)構(gòu)對(duì)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?yàn)樗男б娓卟⒛軌蛑С侄喾N結(jié)構(gòu)。PON在當(dāng)前已經(jīng)很常見了，交換式的以太網(wǎng)或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)在某些特定情況下也是適用的，這些情況是指已有以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的地方。圖1顯示了一個(gè)FTTH網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它包含三個(gè)不同的光纜部分：藍(lán)線是饋線段，紅線是配線段，綠線是入戶線段。
在一個(gè)以集中式結(jié)構(gòu)建設(shè)的FTTH網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)，都會(huì)有一根光纖（圖1中紅色線）通到光纖服務(wù)終端準(zhǔn)備為每個(gè)家庭或企業(yè)提供服務(wù)。當(dāng)家庭或企業(yè)需要接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，入戶光纖（圖1中綠色線）就能馬上連接到光纖服務(wù)終端以完成光纖接入服務(wù)。那么配線光纖（紅色線）的上行末端從哪里開始呢？
每個(gè)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(gè)起始點(diǎn)都能很好地支持未來帶寬需求的增長(zhǎng)，即每戶家庭100Mbit/s的流量。基于這一點(diǎn)，在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部署支持所有家庭用戶的光纖網(wǎng)絡(luò)的總成本應(yīng)予以認(rèn)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(shè)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(shí)例就是在一個(gè)相當(dāng)密集的區(qū)域內(nèi)高效、低成本、高可靠地支持?jǐn)?shù)千個(gè)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(jī)架可以有效地支持大量的光纖，同時(shí)也提供了易于操作的手動(dòng)故障切換恢復(fù)功能。
一個(gè)具體實(shí)施的例子
圖2描繪了一個(gè)城市的FTTH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)區(qū)域大約承載3450個(gè)用戶。在交換局中，一個(gè)高密度的機(jī)架可以支持高達(dá)1728個(gè)光纖端口。一般來說，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者喜歡選用SC/APC連接器，因?yàn)樗幕夭〒p耗可以達(dá)到65dB。
采用SONET/SDH承載以太網(wǎng)有幾項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。首先，可以讓運(yùn)營(yíng)商利用他們已有的TDM構(gòu)架來提供以太網(wǎng)。第二，在這個(gè)場(chǎng)景中以太網(wǎng)作為TDM網(wǎng)絡(luò)提供、維護(hù)和管理的另一條電路，和其他TDM業(yè)務(wù)是類似的。
另一方面，采用SONET/SDH承載以太網(wǎng)也有些劣勢(shì)。首先，業(yè)務(wù)的開銷因?yàn)槎鄬訁f(xié)議的配置、驗(yàn)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(gè)T1/E1以內(nèi)（如提供T1，則速率在5~12Mbps）。第三，由于不能采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)和TDM業(yè)務(wù)一樣昂貴。
圖2中藍(lán)色的饋線環(huán)網(wǎng)可以由一根包含864根ITUG.652.D單模光纖的無膠帶狀光纜組成。這個(gè)環(huán)網(wǎng)可以環(huán)繞全城并提供手動(dòng)故障切換機(jī)制。在這個(gè)例子中，一個(gè)機(jī)架可以支持高達(dá)864個(gè)業(yè)務(wù)端口以及另外864個(gè)備用端口（每個(gè)區(qū)域216線）。如果這個(gè)環(huán)被切斷了，那么受影響的區(qū)域的跳線可以手動(dòng)迅速穿過機(jī)架中間連接到另一邊的備用端口。如果沒有手動(dòng)故障切換機(jī)制，那么這個(gè)城市的環(huán)網(wǎng)服務(wù)就會(huì)中斷——直到被切斷的線路重新接上，而這樣的現(xiàn)場(chǎng)維修既費(fèi)錢又費(fèi)時(shí)。
值得一提的是，使用帶狀光纜可以大大減少建設(shè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)在交換局終接光纖的時(shí)間。通過每次同時(shí)熔接12對(duì)光纖，完成交換局內(nèi)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(duì)光纖則需要14.5人·天。（假設(shè)每次同時(shí)熔接12對(duì)光纖需要10分鐘，每次熔接1對(duì)光纖需時(shí)4分鐘）。
照片1顯示了一個(gè)高密度機(jī)架及其組成部分，包括一個(gè)72端口的模塊槽，可根據(jù)需要逐步增加模塊，每個(gè)可插拔模塊包含12個(gè)光纖端口。
在透明的可插拔模塊中，一個(gè)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(jié)構(gòu)使得定位一根跳線的末端變得非常迅速。并且，如果服務(wù)的區(qū)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(jī)架上，那么這個(gè)模塊槽就可以容納3個(gè)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(hào)疊加到PON信號(hào)上，有必要時(shí)，可插拔模塊也可以實(shí)現(xiàn)這一功能。對(duì)于機(jī)架本身，松弛的跳線可以很方便地安置在機(jī)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(wǎng)絡(luò)部署的例子。在4個(gè)交叉點(diǎn)上，每一個(gè)（圖中以“X”表示）都有饋線環(huán)的216條光纖熔接到四個(gè)144端口預(yù)端接跳線板上（照片2）。
照片2.預(yù)端接跳線板
在交叉連接箱內(nèi)還有另外三個(gè)144端口預(yù)端接跳線板，864芯配線環(huán)光纜（圖中紅色部分）中的216根配線光纖熔接其上。實(shí)際上，這條光纜即充當(dāng)了饋線也充當(dāng)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(dāng)每個(gè)LCP分路器箱內(nèi)發(fā)出的配線。每個(gè)配線環(huán)（圖中紅色部分）最多可以有6個(gè)LCP分路器箱，又因?yàn)槊總€(gè)LCP分路器箱可以承載576個(gè)用戶，那么每個(gè)區(qū)域的配線環(huán)總共就能承載3456個(gè)用戶，所服務(wù)的四個(gè)區(qū)域的總承載量就等于13824個(gè)用戶。服務(wù)這么多用戶只要一個(gè)機(jī)架的864個(gè)端口就可以了。
配線環(huán)也設(shè)有手動(dòng)故障切換機(jī)制以防萬一線纜被切斷了。必要的時(shí)候，受影響端口的跳線可以由人工連接到配線環(huán)的另一邊。
區(qū)域中的每個(gè)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(yuǎn)一點(diǎn)，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(nèi)的跳線和LCP分路器箱內(nèi)富余的饋線端口實(shí)現(xiàn)手動(dòng)故障切換。
至于每個(gè)LCP分路器箱出來的576根光纖，如果配線環(huán)被切斷了，只有一些分配箱的客戶服務(wù)會(huì)受到暫時(shí)的影響，直到配線環(huán)被重新熔接好服務(wù)才能恢復(fù)。
饋線環(huán)和配線環(huán)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是：整條光纜可以放進(jìn)一根1.25英寸的管道中或者是架空的信號(hào)線纜中。帶狀光纜終端分配系統(tǒng)和接入終端盒可以沿配線環(huán)的任何一側(cè)接入到配線光纜中。然后預(yù)端接的終端上就有了4至12路用戶線，可以接入預(yù)端接的入戶光纜了。
收益
當(dāng)今的光接入網(wǎng)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(xié)調(diào)地集成在一起，既要方便運(yùn)行維護(hù)，又要降低安裝成本。
使用集中式的結(jié)構(gòu)以及高密度的機(jī)架就可以提高無膠帶狀光纜的效益，因?yàn)?2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(jī)架內(nèi)部或外部空間。如果沒有這種節(jié)省空間的設(shè)計(jì)，那么一些交換局就會(huì)沒有足夠的空間容納區(qū)域內(nèi)所有的光纜。
總之，正確的設(shè)計(jì)提高了FTTH網(wǎng)絡(luò)在特殊環(huán)境中的運(yùn)行性能，并且方便了以后帶寬的升級(jí)和傳輸設(shè)備的更換。