東方威尼斯小區(qū)光纖接入網規(guī)劃設計方案

四川郵電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文論文題目東方威尼斯小區(qū)光纖接入網規(guī)劃設計方案班級2010級工管姓名肖應鐘學號2010030938指導教師周玉婷時間2013年5月20日1四川郵電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）任務書班級2010級工管班姓名肖應鐘學號2010030938設計（或論文）題目東方威尼斯小區(qū)光纖接入網規(guī)劃設計方案指導教師姓名周玉婷指導教師專業(yè)技術職稱設計根據、內容、技術要求，主要設計方法（或步驟）一、主要內容介紹自貢市本地網網絡結構和運行數據，介紹接入網的概念，技術分類及典型的接入方式，在此基礎上提出光纖接入網在實際網絡中的實施方案。二、要求注意資料、數據的真實性、完整性、科學性、以及論文的嚴密性、邏輯和深度性。三、主要計劃和步驟安排1、本地網結構情況2、光纖接入網的原理3、東方威尼斯小區(qū)工程實例（項目方案、局端設備、遠端設備、ODN建設、測試等）4、工作總結及展望。四、時間安排1、三月中旬以前完成選題及對資料的收集和整理；2、四月中旬前完成提綱、初稿以及對初稿的修改；3、四月底前補充完善資料，調整改善內容，完成修改搞；4、五月二十號前完成定稿。2主要參考文獻、資料趙軍強淺談城市光纖接入網的規(guī)劃設計J光通信技術,2004,07何敬鎖,趙繼軍,徐大雄有線接入網的主要技術比較及發(fā)展狀況J中國有線電視,2002,01韋樂平寬帶光纖接入網的發(fā)展趨勢J當代通信,2005,06付青青,林其偉,吳愛平光纖接入網技術及其發(fā)展J現代計算機,2003,06要求完成時間2013年5月3東方威尼斯小區(qū)光纖接入網規(guī)劃設計方案肖應鐘內容摘要接入網是整個電信網中重要的組成部分，其投資比重占電信網全部資源的很大的一部分。它既是整個電信網的窗口，也是電信網的“最后一公里”。相對于無線接入方便、靈活的特點而言，有線接入網的優(yōu)點主要在于寬帶安全和質量。對目前網絡的主要收入來源（語音）與投資重點（寬帶）不一致的問題，人們迫切希望找到一種新的網絡體系，不僅能夠持續(xù)提升帶寬、發(fā)掘新的業(yè)務增長點，還能有效節(jié)約網絡建設和維護成本，適應人們不斷變化的業(yè)務發(fā)展需求。從介質上來看，不同的介質有不同的特點，能滿足不同的要求。比如無線接入能滿足用戶自由接入的需要，而光纖作為一種性能優(yōu)越的有線傳輸介質，在接入網中正發(fā)揮著越來越重要的作用。關鍵字接入網光纖網絡，4目錄第一章自貢市本地網網絡結構和運行數據及小區(qū)業(yè)務預測6第一節(jié)自貢市本地網的網絡結構6第二節(jié)本設計設計范圍的用戶群狀況6第三節(jié)現行用戶接入方式及接入業(yè)務狀況6第四節(jié)業(yè)務發(fā)展預測7第二章建設接入網的必要性和可行性7第一節(jié)建設接入網的可行性7第三章光纖接入網的基本概念10第一節(jié)光纖接入網的參考配置和應用類型10第二節(jié)光纖接入網的業(yè)務支持能力11第三節(jié)光纖接入網的基本拓撲結構12第四節(jié)光接入網的優(yōu)點與劣勢13第五節(jié)EPON接入技術145、2EPON的優(yōu)勢145、3網絡結構155、4EPON關鍵技術難點16第四章東方威尼斯小區(qū)光纖接入網規(guī)劃設計方案17第一節(jié)接入方式的選擇17第二節(jié)接入網網絡結構的設計19第三節(jié)接入網設備的選型20第四節(jié)位置的設置及容量的計算21第五節(jié)光纖中繼距離的計算225、1光纖中繼距離設計算法225、2東方威尼斯小區(qū)光纖中繼距離的計算24第六節(jié)接入網的網絡保護方式246、1自愈的概念246、2業(yè)務保護方式2563東方威尼斯小區(qū)網絡保護方式設計EPON系統(tǒng)265第五章總結及心得體會286第一章自貢市本地網網絡結構和運行數據及小區(qū)業(yè)務預測第一節(jié)自貢市本地網的網絡結構本地網狀況對于傳統(tǒng)的固網營運商，現在城區(qū)的絕大部分地區(qū)均已實現銅纜接入網覆蓋在采用多局制進行覆蓋時，傳統(tǒng)窄帶端局的城區(qū)覆蓋半徑一般是在23KM，大都采用DSL技術并對現有的端局實施“接入點下移”，使寬帶設備進一步靠近用戶，提升接入寬帶。所以現在的大多數還都是銅纜接入網，但是銅線的傳輸帶寬有限，并且國際有色金屬不斷攀升，銅纜的造價提升，隨著技術的不斷發(fā)展，基于PON系統(tǒng)的FTTH組網成本持續(xù)下降，所以已經有部分地區(qū)開始由基于銅纜的傳統(tǒng)接入網向光纖接入網轉型，但并非完全轉型第二節(jié)本設計設計范圍的用戶群狀況本次設計的光纖接入網主要是針對東方威尼斯小區(qū)的設計。東方威尼斯小區(qū)定位于仿歐式古典建筑，是自貢市在建高檔小區(qū)之一，位于匯東東面，距市中心5公里，總面積609公頃，東方威尼斯小區(qū)人數在7千1萬?，F在這個信息時代，大多數家庭都至少擁有一臺電腦，更多家庭擁有一臺臺式和多臺筆記本，網絡的應用極為廣泛?，F在的青少年不用多說，每個人不說是專家，但一定都是玩家，同時，年長的父輩們并非想被這個時代所拋棄，為了娛樂也好為了學習也好，網絡被每個人所熟知和使用。而這樣的用戶群，在因特網業(yè)務的需求上年輕人主要集中在視頻、聊天、網絡游戲，年長者主要集中在瀏覽網頁和簡單的聊天上。第三節(jié)現行用戶接入方式及接入業(yè)務狀況目前自貢市用戶接入因特網的方法1）、以傳統(tǒng)的調制解調器撥號上網。2）、以現有電話網銅線為基礎的XDSL技術接入。3）、以有線電視產業(yè)為基礎的電纜調制解調技術接入。4）、以光纖為基礎的光纖接入網技術接入。75）、以5類雙絞線為基礎的以太網接入技術接入。6）、以擴頻通信、衛(wèi)星通信為基礎的無線接入技術接入。用戶的的接入業(yè)務有1）寬帶接入2）以太網接入3）光纖接入4）電話銅線接入5）HFC接入6）無線局域/城域/廣域接入東方威尼斯小區(qū)屬于新建小區(qū)，暫無運營商進入，無電信資源。第四節(jié)業(yè)務發(fā)展預測東方威尼斯小區(qū)屬住宅樓性質，共50幢樓，每幢樓7個樓層2個單元，每層每單元2戶，共計1400戶。按每戶2部寬帶設計，可滿足2800部語音及寬帶業(yè)務需求第二章建設接入網的必要性和可行性第一節(jié)建設接入網的可行性通信網發(fā)展至今，發(fā)生了天翻地覆的變化，從模擬到數字，從電纜到光纜，從PDH到SDH，從STM到ATM，從ATM到IP/DWDM，一代又一代新技術、新系統(tǒng)層出不窮。然而，絕大多數新技術、新系統(tǒng)都是應用于骨干網中，用戶接入網仍為模擬雙絞線技術所主宰。由于社會經濟和通信技術的發(fā)展，單純的語音業(yè)務已難以滿足用戶和市場的需求，特別是光纖技術的出現，以及用戶對新業(yè)務，尤其是對寬帶圖象和數據業(yè)務的需求增加，給整個網絡的結構帶來了影響，同時也為用戶接入網的改造和更新帶來了轉機?？傊?，用戶對寬帶綜合業(yè)務的需求和通信技術8的迅速發(fā)展成為接入網技術發(fā)展的兩大原動力。人們對接入網關注的重點是伴隨著語音、數據和視頻等多媒體業(yè)務需求的不斷增長而來的，因而，需要提供具有經濟優(yōu)勢和技術優(yōu)勢的接入技術，滿足客戶的需求。接入網主要的特征有接入網對于所接入的業(yè)務提供承載能力，實現業(yè)務的透明傳送；接入網對于用戶信令是透明的，除了一些用戶信令格式轉換外，信令和業(yè)務處理的接口依然在業(yè)務節(jié)點中；接入網的引入不應限制現有的各種接入類型和業(yè)務，接入網應通過有限個標準化的接口與業(yè)務節(jié)點相連；接入網有獨立于業(yè)務節(jié)點的網絡管理系統(tǒng)，該網絡管理系統(tǒng)通過標準化的接口連接電信管理網（TMN），TMN實施對接入網的操作、維護和管理。然而，考慮到光纖具有容量大、速率高和損耗小等優(yōu)點，從長遠來看，光纖到戶應該是接入網最理想的選擇，這主要是因為光纖有如下的優(yōu)點容量大，一般在10GHZ以上；光纜的傳輸損耗低，因而傳輸距離更長；抗張強度好，質量小，而且比較小巧，所以光纜能最大限度的擴大配線管道的使用率，并且能夠盡可能的減小安裝問題；由于光纖的材質是玻璃或塑料，不導電，所以不會產生電磁波泄露，不會產生電磁干擾，也避免噪聲干擾；光纖對惡劣環(huán)境有較強的抵抗能力；光纖不會向外輻射能力，很難用金屬感應器竊聽，保密性好；光纖的使用壽命要比金屬設備的使用壽命長。所以建設接入網的必要性和重要性就是（1）業(yè)務發(fā)展的必然要求用戶對寬帶新業(yè)務的需求；干線網上的SDH和ATM技術的推廣應用；要求接入網路提供寬帶傳輸通道；銅纜用戶網路容量小，頻帶窄，不易擴容和數字化，已成為實現電信網的瓶頸；電信業(yè)務的發(fā)展方向是通信網的數字化、綜合化、寬帶化、智能化和個人化；業(yè)務需求的寬帶化、數字化和綜合化與目前落后的接入手段之間的矛盾已成為電信網絡建設中的主要矛盾之一。9（2）降低企業(yè)經營成本、提高經濟效益的重要環(huán)節(jié)交換機程控化、中繼傳輸光纜化；電話局到用戶（接入網）仍為模擬傳輸；接入網是整個電信網的窗口，也是電信網的“最后一公里”，投資比重占電信網總投資的50左右；模擬傳輸質量不好，承載業(yè)務有限，消耗大量有色金屬銅；電纜價格逐步提高；光纖傳輸系統(tǒng)價格呈下降趨勢；V5接口的提供和實用化，接入系統(tǒng)造價將進一步降低；維護費用比采用銅纜節(jié)省很多；大力、全面發(fā)展接入網也是經營成本核算的必然要求。（3）優(yōu)化網路結構、深化電信網絡運行維護體制改革建設新一代接入網，將光纖敷設到離用戶最近的地方（小區(qū)、大廈）；拆點并網，建大局，優(yōu)化網路結構；集中維護人員，集中監(jiān)控和維護。（4）電信市場競爭的需要網絡貼近用戶，快速提供多種業(yè)務，擁有市場主動性；郵電獨家壟斷的局面已經被打破；兩個優(yōu)勢一是人才優(yōu)勢，二是網絡優(yōu)勢；擴大和保持網絡優(yōu)勢，大力發(fā)展接入網是電信網絡建設發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。10第三章光纖接入網的基本概念光纖接入網（OAN）是采用光纖傳輸技術的接入網，范指本地交換機或遠端模塊與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的系統(tǒng)。、根據光纖用戶環(huán)路FITL（北美）傳輸設施中是否采用有源器件，可把OAN分為有源光網絡AON和無緣光網絡（PON）兩類。AON是把交換機送來的信號通過光纖系統(tǒng)經電復用器分路，再經過基群服用設備接到各種用戶接口，最終傳送給用戶。適宜于用戶線平均長度較長，遠端節(jié)點要求覆蓋的用戶較多的地方。PON是由光纖和光分器將信號分送至用戶。這種方式是降低光纖接入網成本，提高接入性能，便于向寬帶業(yè)務升級的一種較好方案。第一節(jié)光纖接入網的參考配置和應用類型ITUT建議G982提出了一個與業(yè)務和應用無關的光纖接入網功能參考配置實例（圖31）光線路終端（OLT），光配線網（ODN），光網絡單元（ONU）及適配設施（AF）組成，可能包含若干與同一OLT相連的ODN。11OLT是為光接入網提供網絡側與本地交換機之間的接口并經一個或多個ODN與用戶側的ONU通信，OLT與ONU的關系為主從通信關系。OLT可以分離交換和非交換業(yè)務，管理來自ONU的信令和監(jiān)控信息，為ONU的本身提供維護和指配功能。OLT可以直接設置在本地交換機接口處，也可以設置在遠端，與遠端集中器或復用器接口。ODN為OLT與ONU之間提供光傳輸手段，其主要功能是完成光信號功率的分配任務。ODN是無源光元件（如光纖光纜、光連接器和光分光器等）組成的純無源的光配網絡，呈樹形分支結構。在有源光網絡中，ODN可用電復用/分路器（ADM）替代。ONU是為光纖接入網提供直接的或遠端的用戶側接口，處于ODN的用戶側。主要功能是終結來自ODN的光纖、處理光信號并為多個小企事業(yè)用戶和居民住宅用戶提供業(yè)務接口。ONU的網絡側是光接口而用戶側是電接口，因此ONU需要有光/電和電/光轉換功能，還要完成對語音信號的數/模和模/數轉換、復用、信令處理和維護管理功能。其位置有很大的靈活性，既可以設置在用戶住宅處（FTTH），也可以設置在DP處甚至FP處（FTTC）。AF（相當于NT1）為ONU和用戶設備提供適配功能，具體物理實現則既可包含在ONU內，也可以完全獨立。根據ONU在光纖接入網中的位置，OAN可以被劃分為如圖所示的三種應用類型。光纖接入網的應用類型（圖32）第二節(jié)光纖接入網的業(yè)務支持能力OAN是一種為雙向交互式業(yè)務而設計的系統(tǒng)，初期主要支持2MBIT/S以下速率的業(yè)務，基本業(yè)務有下面幾種普通電話業(yè)務（POTS）；租用線；分組數據；ISDN基本速率接入（BRA）；ISDN一次群速率（PRA）；N64KBIT/S；2MBIT/S（成幀或不成幀）。12除了上述7種基本窄帶業(yè)務外，還有其他一些可能支持的業(yè)務，包括2MBIT/S以下速率的各種多媒體業(yè)務特別是在將來應能支持寬帶業(yè)務，諸如單向廣播式業(yè)務（CATV），雙向交互式業(yè)務（視頻點播VOD或數據通信業(yè)務）等，而且還可能支持模擬廣播式業(yè)務。第三節(jié)光纖接入網的基本拓撲結構OAN的拓撲結構取決于ODN的結構。通常ODN可歸納為單星、樹型、總線和環(huán)型等四種基本結構，也就是PON的四種基本拓撲結構。1、單星型結構當涉及通信的所有點中有一個特殊點（即樞紐點）與其他所有點直接相連，而其余點之間互相不能直接相連時，就構成了星型結構，又稱單星型或大星型結構星型結構具有優(yōu)質服務和成本高的特點，適合于傳輸成本相對交換成本較低的應用場合，例如，幾十線以上的大企事業(yè)用戶就是這種結構的最佳服務對象，靈活接入復用器就是一種適合這種應用場合的系統(tǒng)。2、樹型結構傳統(tǒng)的CATV（CABLETELEVISION/COMMUNITYANTENNATELEVISION，有線電視）網往往采用樹型分支結構，很適于單向廣播式業(yè)務。在光纖接入網中，這種結構再次顯示了很強的生命力，即無源光網絡（PASSIVEOPTICALNETWORK，PON）形式和數字環(huán)路載波（DIGITALLOOPCARRIER，DLC）形式，僅有的差別是光分路器和復用器。無源光網絡就是不允許在外部設施中出現有源電子設備，而是采用無源器件（例如無源光功率分路器）來代替?zhèn)鹘y(tǒng)電纜接入網的交接箱和/或分線盒，完成光信號的分路功能。所謂的無源雙星型、無源三星型或樹型分支結構均可由這一類PON結構支持。以PON為基礎的樹型分支結構，十分適合那些目前僅有4線以上電話業(yè)務需求而對雙向寬帶業(yè)務需求不迫切或不明朗的小企事業(yè)用戶和住宅居民用戶，特別是新建用戶區(qū)。如圖34圖33星型結構用戶端局用戶用戶用戶用戶本地交換機13圖34樹型結構3、總線結構這種結構有一條主干信道，該信道可使用一根雙向傳輸的光纖線路或兩根單向傳輸的光纖，各個終端采用光耦合器互連到共享信道上。其主要特點是結構簡單，增減節(jié)點容易，一個節(jié)點的故障不會影響其它節(jié)點，成本較低。但是，總線故障時網絡將受到損耗，并且信息保密性差，較適于分配式業(yè)務。4、環(huán)型結構當涉及通信的所有點串聯(lián)起來，而且首尾相連，沒有任何點開放時就形成了環(huán)型結構（如圖35所示）。該結構與T型結構很類似，但沒有開放點，有其寶貴的特點。環(huán)型結構只是采用了ADM作RN利用才開始受到重視，利用ADM可以構成各種可靠性很高的自愈環(huán)型網結構，其中，最適于像接入網這樣業(yè)務量集中于端局的一種環(huán)型結構叫單向通道倒換環(huán)。這種環(huán)型結構，特別是SDH自愈環(huán)結構，以其出色的質量結合較高的成本適合于帶寬需求大、質量要求高的企事業(yè)用戶和接入網饋線段應用。第四節(jié)光接入網的優(yōu)點與劣勢與其他接入技術相比，光纖接入網具有如下優(yōu)點（1）光纖接入網能滿足用戶對各種業(yè)務的需求。人們對通信業(yè)務的需求越來越高，除了打電話、看電視以外，還希望有高速計算機通信、家庭購物、家庭銀行、遠程教學、視頻點播（VOD）以及高清晰度電視（HDTV）等。這些業(yè)務用銅線或雙絞線是比較難實現的。（2）光纖可以克服銅線電纜無法克服的一些限制因素。光纖損耗低、頻帶寬，解除了銅線徑小的限制。此外，光纖不受電磁干擾，保證了信號傳輸質量，用光纜代替銅纜，可以解決城市地下通信管道擁擠的問題。（3）光纖接入網的性能不斷提高，價格不斷下降，而銅纜的價格在不斷上漲。圖35環(huán)型結構14（4）光纖接入網提供數據業(yè)務，有完善的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，能適應將來寬帶綜合業(yè)務數字網的需要，打破“瓶頸”，使信息高速公路暢通無阻。當然，與其它接入網技術相比，光纖接入網也存在一定的劣勢。最大的問題是成本還比較高。尤其是光節(jié)點離用戶越近，每個用戶分攤的接入設備成本就越高。另外，與無線接入網相比，光纖接入網還需要管道資源。這也是很多新興運營商看好光纖接入技術，但又不得不選擇無線接入技術的原因。現在，影響光纖接入網發(fā)展的主要原因不是技術，而是成本，到目前為止，光纖接入網的成本仍然太高。但是采用光纖接入網是光纖通信發(fā)展的必然趨勢，盡管目前各國發(fā)展光纖接入網的步驟各不相同，但光纖到戶是公認的接入網的發(fā)展目標。第五節(jié)EPON接入技術以太網無源光網絡（ETHERNETPON或ETHERNETOVERPON）簡稱EPON。EPON指采用PON的拓撲結構實現以太網的接入。EPON與APON比較，上下行傳輸速率比APON的高，EPON提供較大的帶寬和較低的用戶設備成本，除幀結構和APON不同外，其余所用的技術與G983建議中的許多內容類似，其下行采用TDM傳輸方式，上行采用TDMA傳輸方式。EPON和APON一樣，可應用于FTTB和FTTC，最終的目標是在一個平臺上提供全業(yè)務（數據、視頻和語音）到家，即FTTH。EPON寬帶接入網，與傳統(tǒng)的用于計算機局域網的以太網技術不同，它僅采用了以太網的幀結構和接口，而網絡結構和工作原理完全不同。5、2EPON的優(yōu)勢（1）高帶寬下行信道為百兆/千兆的廣播方式；上行信道為用戶共享的百兆/千兆信道。（2）低成本接入用戶設備成本較低，PON結構，減少了大量的光纖和光器件以及維護的成本，降低了預先支付的設備資金和與SDH及ATM有關的運行成本。以太網本身的價格優(yōu)勢。（3）易兼容互連互通容易，以太網技術是目前最成熟的局域網技術。EPON只是對現有IEEE8023協(xié)議作一定的補充，基本上是與其兼容的。隨著IP技術的發(fā)展普及和技術水平的提高，實現IPOVEREPON是光纖接入網15的最佳方案。5、3網絡結構EPON位于業(yè)務節(jié)點接口到用戶網絡接口間，通過SNI與業(yè)務節(jié)點相連，通過UNI與用戶設備相連。EPON主要分成三部分，即OLT（OPTICALLINETERMINATION），ODN（OPTICALDISTRIBUTIONNETWORK）和ONU/ONT（OPTICALNETWORKUNIT/OPTICALNETWORKTERMINATION）組成。其中OLT位于局端，ONU/ONT位于用戶端。OLT既是一個交換機或路由器，又是一個多業(yè)務提供平臺（MULTIPLESERVICEPROVIDINGPLATFORM，MSPP），它提供面向無源光纖網絡的光纖接口。OLT根據需要可以配置多塊OLC（OPTICALLINECARD），OLC與多個ONU通過POS連接，POS是一個簡單設備，它不需要電源，可以置于全天候的環(huán)境中。通常一個POS的分線率為8、16或32，并可以多級連接。OLT將提供多個GBIT/S和10GBIT/S的以太接口，支持WDM傳輸。與多種業(yè)務速率相兼容。在EPON中，從OLT到ONU距離最大可達20KM，若使用光纖放大器（有源中繼器），距離還可以擴展。ONU采用了技術成熟的以太網絡協(xié)議，在中帶寬和高帶寬的ONU中，實現了成本低廉的以太網第二層第三層交換功能。此類ONU可以通過層疊來為多個最終用戶PSTNATM交換STM1視頻源OLTEMS管理系統(tǒng)ONUONUONUONUONUONU1N圖36EPON接入網結構16提供共享高帶寬。在通信過程中，不需要協(xié)議轉換，就可實現ONU對用戶數據透明傳送。ONU也支持其它傳統(tǒng)的TDM協(xié)議，而且不增加設計和操作的復雜性。EPON中的OLT和所有的ONU被網元管理系統(tǒng)管理，網元管理系統(tǒng)提供與業(yè)務提供者核心網絡運行的接口。網元管理范圍有故障管理、配置管理、計費管理、性能管理和安全管理。5、4EPON關鍵技術難點（1）突發(fā)同步上傳的光信號來自不同的端點，所以可能導致光信號的偏差，消除這種微小偏差的措施是采用突發(fā)同頻技術。在OLT中采用此技術。（2）大動態(tài)范圍光功率接收各ONU到OLT的距離各不相同，到達OLT后的光功率互不相同，要用特殊辦法來保證能夠接收足夠大的動態(tài)范圍光功率。此種方法的實現也是一個難題。（3）測距和ONU數據發(fā)送時刻控制上傳信號沖突通過距離修正的技術就可以消除這種沖突。EPON上行傳輸采用時分多址（TDMA）方式接入，一個OLT可以接1664個ONU，G9831建議要求測距精度為1BIT。測距過程是OLT發(fā)出一個測距信息，此信息經過OLT內的電子電路和光電轉換延時后，光信號進入光纖傳輸并產生延時到達ONU，經過ONU內的光電轉換和電子電路延時后，又發(fā)送光信號到光纖并再次產生延時，最后到達OLT，OLT把收到的傳輸延時信號和它發(fā)出去的信號相位進行比較，從而獲得傳輸延時值。OLT以距離最遠的ONU的延時為基準，算出每個ONU的延時補償值TD，并通知ONU。該ONU在收到OLT允許它發(fā)送信息的授權后，延時TD補償值后再發(fā)送自己的信息，這樣各個ONU采用不同的TD補償時延進行調整自己的發(fā)送時刻，以便使所有ONU到達OLT的時間都相同。（4）帶寬分配OLT控制每個ONU的上行接入帶寬，即ONU的窗口大小和上行傳輸速率。靜態(tài)和動態(tài)兩種帶寬分配，靜態(tài)帶寬由開的窗口尺寸決定，動態(tài)帶寬根據ONU的需要，由OLT分配決定。（5）實時業(yè)務傳輸質量17傳輸實時語音和視頻業(yè)務要求傳輸延遲時間既恒定又很小，時延抖動也要小。由于以太網技術的固有機制，不提供端到端的包延時、包丟失率以及帶寬控制能力，因此難以支持實時業(yè)務的服務質量。如何確保實時語音和IP視頻業(yè)務，在一個傳輸平臺上以與ATM和SDH的QOS相同的性能分送到每個用戶，是亟待解決的問題。解決技術其一的技術是對于不同的業(yè)務采用不同的優(yōu)先權等級，對實時的業(yè)務優(yōu)先傳送。其二的技術是帶寬預留技術，提供一個開放的高速通道，不傳輸數據，而專門用來傳輸語音業(yè)務，以便確保POTS業(yè)務的質量。（6）安全性和可靠性EPON下行信號以廣播的方式發(fā)送給所有ONU，對每個ONU的下行信號單獨進行加密，對密鑰定期更新。G9831建議采用雙PON系統(tǒng)，保證EPON系統(tǒng)的可靠性第四章東方威尼斯小區(qū)光纖接入網規(guī)劃設計方案第一節(jié)接入方式的選擇接入方式的選擇EPON根據光接入網中ODN是由有源器件還是無源器件組成，光接入網分為有源光網絡和無源光網絡。對于有源光網絡又分為SDH和PDH?，F在通常是基于SDH的有源光網絡，因此，有源光網絡也繼承了主干網技術的一些固有的優(yōu)點，比如有源光網絡的傳輸容量大，接入速度可達到155520MBIT/S或622080MBIT/S；傳輸距離遠，不加中繼器的傳輸距離是70多千米；帶寬易于擴展；網絡規(guī)劃和運行的靈活性大；技術成熟，無論PDH設備還是SDH設備，都已經在主干網上廣泛應用。但在接入網中與其他接入技術相比，成本還是比較高。然而，無源光網絡是專門為接入網發(fā)展的技術，其ODN全部由無源器件組成，信號在傳輸過程中無需再生放大，直接由無源光分路器傳至用戶，實現透明傳輸，信號處理全由局端和用戶端設備完成。與有源光網絡相比，無源光網絡的覆蓋范圍和傳輸距離要小，但由于戶外無有源設備，提高了抗干擾能力，可靠性更高，大大簡化了接入途中的安裝條件，價格更低、安裝維護更方便，是光接入網最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g。無源光網絡包括基于ATM的APON、基于18ETHERNET的EPON、基于ATM并盡量兼顧IP的需求而發(fā)展的GPON。相對于采用有源光網絡技術而言，無源光網絡的技術用于接入網絡，在設備成本和維護運行成本方面，都相對較低，因而，在高性能接入技術中被普遍看好，我國近期發(fā)展趨勢也十分關注，所以決定選擇無源光網絡中的EPON。PON是一種點對點的個傳輸系統(tǒng)，下行采用廣播形式，上行采用時分多址方式，在光分支點不需要節(jié)點設備，只需要安裝一個簡單的光分路器即可。其拓撲結構取決于ODN的結構。通常ODN具有四種基本拓撲結構單星型、多星型（也即樹型）、總線型和環(huán)型。第二節(jié)接入網網絡結構的設計本設計局所東方威尼斯小區(qū)采用EPONFTTH接入方式接入。用光纖將位于電信交換局的OLT與用戶直接相連。每戶都有單獨的一對線，直接連到電信局1、OLT放置方案東方威尼斯小區(qū)OLT選用烽火AN511602設備。從與上行設備的聯(lián)調測試、集中維護的原則出發(fā)將其設置在小區(qū)機房內，可充分發(fā)揮PON的圖41東方威尼斯小區(qū)結構設計圖19優(yōu)勢，兼顧帶寬和成本。2、ONU放置方案ONU選用華為HG813E，安裝在樓層弱電間ODF機柜內。從綜合布線柜布防五類線至用戶房間電信面板端口進行接入。3、分光器放置方案考慮到分光器放置的距離離用戶端近可減少入戶線光纜段的皮線光纜的用量和施工量。故凱旋城D座的分光器采用一級分光形式，將分光器以上的設備集中放置在小區(qū)機房的ODF架上或者室外光分配箱。組網特點1、ONU直接到戶，按需分配帶寬2、無源分光器替代樓道交換機3、對用戶ONU集中管理4、采用一級分光20KM覆蓋第三節(jié)接入網設備的選型光接入網包括光線路終端（OLT）、光分配網（ODN）、光網絡單元ONU以及適配功能（AF）。其中OLT面向網絡側為OAN提供與中心局設備的接口，完成光電轉換；同時提供與ODN的光接口，提供各種手段來傳遞各種業(yè)務，OLT內部由核心網、業(yè)務層和公共層組成。業(yè)務層主要是端口，支持多種業(yè)務；核心層提供交叉連接、復用、傳輸；公共層提供供電、維護管理功能。OLT的存在可以降低上層網絡對接入側設備之間的具體接口、承載手段、組網形式、設備管理等的緊耦合，并可以提供統(tǒng)一的光接入網的管理接口。通常，OLT可設置在本地交換機接口處，也可設置在遠端，物理上可以是獨立設備，也可與其他設備功能集成在一個設備內。光纖接入網OLT覆蓋區(qū)規(guī)劃主要包含兩部分內容，即確定OLT最佳覆蓋距離和選擇OLT覆蓋設備局址。OLT設備最佳覆蓋距離的選取主要考慮設備傳輸物理距離和設備組網經濟半徑兩個因素。通過光通道損耗核算，可以確定OLT的傳輸物理距離可達1020KM。因此，在城區(qū)內OLT設備組網的覆蓋距離受限主要來源于成本壓力。在一定的用戶密度和相關資源的價格體系下，光纖接入網組網存在最佳經濟覆蓋半徑，并對應最小以后投資。EOPN的最佳覆蓋距離是153KM比較合理。作為電信業(yè)務發(fā)展的基礎設施，電信局所資源的重要性在電信發(fā)展歷程中不言而喻。針對劃定目標區(qū)的局所資源、社會經濟情況、人口分布情況以及電信業(yè)務的發(fā)展情況等進行分析。確定接入局所20局址的關鍵因素是用戶的分布，也就是用戶預測。從節(jié)省線路投資考慮，計算最優(yōu)的線路網中心作為最優(yōu)局址。由于接入局所需直接與用戶相連，因此其局址的選擇可參照傳統(tǒng)的局址選擇方法根據目標區(qū)理想的網絡中心位置進行選址，避免扇形覆蓋和條形覆蓋；考慮接入管道向四周輻射的便利性。ONU在用戶側提供提供用戶到接入網的接口，完成光電轉化，同時連接ODN。ONU主要功能是終結來自ODN的光信號并為用戶提供多個業(yè)務接口，提供用戶業(yè)務適配功能，完成速率適配、信令轉換等功能。ONU可靈活地設置在路邊。在EPON系統(tǒng)中，最開始的也是至關重要的是解決ONU的注冊問題。當網絡第一次啟動或有新的ONU加入網絡是，自動注冊機制會通知OLT這些ONU的存在和他們的各項參數。根據這些參數，OLT就可分配給ONU帶寬并使其在共享介質上通信。ONU的自動注冊流程如下（1）OLT每隔1S向系統(tǒng)各個ONU廣播發(fā)送目的地址為廣播LLID的注冊授權，并根據系統(tǒng)內距離最遠的ONU確定開窗大小。（2）OLT接收到ONU發(fā)送注冊請求幀后，由系統(tǒng)軟件為該ONU分配ONUID，然后以廣播LLID向該ONU發(fā)送注冊幀，目的MAC地址指向該ONU。（3）在發(fā)送了注冊幀后，OLT為注冊確認幀發(fā)送注冊確認幀授權，并等待該ONU發(fā)出的注冊確認幀，該授權在OLT認為ONU注冊失敗前始終有效。（4）新ONU收到注冊幀后，用新分配的ONUID覆蓋原理的ONUID，同時等待OLT的注冊確認幀授權以發(fā)送注冊確認幀，通知OLT新ONUID刷新成功，同時等待最小帶寬授權。（5）OLT在發(fā)送注冊確認幀授權后的50MS內收到ONU的注冊確認幀，那么OLT認為該ONU刷新ONUID成功，該ONU注冊成功，否則認為ONU注冊失敗。為了確定ONU的數量，首先需對用戶進行預測，通過用戶數住戶數入住率，對用戶進行估算。還要考慮運營商的市場占有率，根據建筑單位的數據進行取定。ONU的設備型號很多，有同時為寬帶業(yè)務提供DSL/LAN接口和偉窄帶業(yè)務提供基于IAD的語音接口設備，也有只提供純寬帶接口的設備，選擇根據用戶需求。若駐地網的用戶引入線是普通電話雙絞線，則考慮采用DSL寬帶端口ONU設備，若用戶引入線為五類線，則考慮采用LAN寬帶端口的ONU設備。從總體建設成本的經濟性考慮，若能與駐地網引入線建設同步進行，建議采用LAN端口的接入模式。21ODN位于OLT和ONU之間，在OLT和ONU之間提供光傳輸技術。ODN由光連接器和光分路器組成，完成光信號功率的分配及信號的分、復接功能。組成ODN的設備可以是無源設備，也可是有源設備，對應的接入網是無源光網路和有源光網絡。AF為ONU和用戶設備提供設備功能，具體物理實現既可以完成獨立，也可以含在ONU內。第四節(jié)位置的設置及容量的計算東方威尼斯小區(qū)每層4戶的設計特點，各樓層設有弱電間，每戶的語音及寬帶線路均架放在弱電間內的配線架上。機房內設有八芯光纖至各樓層弱電間的ODF盒內。本設計將每戶的ONU放置在ODF機柜內，方便設備連接。具體ONU設置的位置及業(yè)務端口數42樓層號用戶數電話設計數量寬帶設計數量ONU位置ONU型號ONU數量電話端口數寬帶端口數分光器位置分光器數量分光器型號分光比對應OUN數量1層422弱電箱內華為HG813E42242層422弱電箱內華為HG813E42243層422弱電箱內華為HG813E42244層422弱電箱內華為HG813E42245層422弱電箱內華為HG813E42246層422弱電箱內華為HG813E42247層422弱電箱內華為HG813E4224預計需求情況ONU設計分光器設計社區(qū)中心機房3PLCB232221520232具體ONU設置的位置及業(yè)務端口數（42）上表所述，按東方威尼斯小區(qū)住宅型公寓50X7個樓層，每層4戶計算，一個ONU所帶1個用戶，每戶可滿足安裝2部語音、2部寬帶業(yè)務。22第五節(jié)光纖中繼距離的計算中繼距離是光纖通信系統(tǒng)設計的一項主要任務。在中繼距離的設計中應考慮衰減和色散這兩個限制因素。特別是后者，它與傳輸速率有關，高速傳輸情況下甚至成為決定因素。5、1光纖中繼距離設計算法（1）衰減受限系統(tǒng)在衰減受限系統(tǒng)中，中繼距離越長，則光纖通信系統(tǒng)的成本越低，獲得的技術經濟效益越高。當前，廣泛采用的設計方法是ITUTG956所建議的極限值設計法。光纖和接頭損耗，對中繼距離的設計算法為LAPTPRACTPCRPPME/AFASMC上述公式中，LA表示單盤光纜長度PT表示發(fā)送光功率（DBM）PR表示接收靈敏度（DBM）ACT表示線路系統(tǒng)發(fā)送端活動連接器的接續(xù)損耗（DB）。包含S和R點間除設備連接器C以外的其它連接器（如ODF等）衰減，如ODF等FC型平均08DB/個，PC型平均05DB/個，一般取205PP表示光通道功率代價（DB）。由于設備時間效應（設備的老化）和溫度因素對設備性能影響所需的余量，也包括注入光功率、光接受靈敏度和連接器等性能劣化，一般取1DB或2DBME表示設備富余度（DB）AF表示中繼段的平均光纜衰減系數（DB/KM）AS表示中繼段平均接頭損耗（DB），活接頭取05DB/個，死接頭取008DB/個MC表示光纜富余度（DB/KM）（2）色散受限系統(tǒng)就目前的速率系統(tǒng)而言，通常線路的中繼距離公式如下LD（X106）/（BXXD）23公式中，LD表示傳輸距離（KM）表示與色散代價有關的系數B表示線路碼速率（MBIT/S）表示光源譜線寬度NMD表示色散系數PS/KMNM。在G652光纖中1310NM取35PS/NMKM，在1550NM取18PS/NMKM。5、2東方威尼斯小區(qū)光纖中繼距離的計算1衰減的影響本設計采用125GBIT/S單模光纜，考慮到光通道功率代價PP1DB，光纖損耗系數AF04DB/KM（1310NM波長）,光連接器衰減AC18DB（發(fā)送和接收端各一個05DB/個,ODN最大插入損耗17DB），光纖接頭損耗AS05DB/KM,，取ME為3DB,MC為01DB/KM,則LAPTPRACTPCRPPME/AFASMC（8241813）/04050110（KM）2色散的影響取色散系數D2PS/KMNM,則LD（X106）/（BXXD）（0115X106）/1250X2X351314KM由上述計算可以看出，本次設計的中繼段距離只能小于10KM。第六節(jié)接入網的網絡保護方式6、1自愈的概念當今社會各行各業(yè)對信息的依賴愈來愈大，要求通信網絡能及時準確的傳遞信息。隨著網上傳輸的信息越來越多，傳輸信號的速率越來越快，一旦網絡出現故障24（這是難以避免的，例如土建施工中將光纜挖斷），將對整個社會造成極大的損壞。因此網絡的生存能力即網絡的安全性是當今第一要考慮的問題。所謂自愈是指在網絡發(fā)生故障（例如光纖斷）時，無需人為干預，網絡自動地在極短的時間內（ITUT規(guī)定為50MS以內），使業(yè)務自動從故障中恢復傳輸，使用戶幾乎感覺不到網絡出了故障。其基本原理是網絡要具備發(fā)現替代傳輸路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用備用設備或利用現有設備中的冗余能力，以滿足全部或指定優(yōu)先級業(yè)務的恢復。由上可知網絡具有自愈能力的先決條件是有冗余的路由、網元強大的交叉能力以及網元一定的智能。自愈僅是通過備用信道將失效的業(yè)務恢復，而不涉及具體故障的部件和線路的修復或更換，所以故障點的修復仍需人工干預才能完成，就象斷了的光纜還需人工接好。6、2業(yè)務保護方式111保護在發(fā)送側的主備用通道中傳送同一業(yè)務，在接收側，根據信號質量優(yōu)劣，選兩個通道中的一個接收。是環(huán)形網中常用的保護方式。211保護在主用通道中傳送業(yè)務，但當主用通道故障時，主用通道中的業(yè)務倒換到備用通道中傳送，見圖。環(huán)形網的復用段保護就采用的這種保護方式。當主用通道為N條時，可實現1N保護。額外業(yè)務在11保護情況下，主備通道都正常時，除在主用通道傳送業(yè)務外，在備用通道中也可以開通業(yè)務，但是當主用通道故障時，其業(yè)務由備用通信息主要通道備用通道發(fā)送側接收側43圖11保護25道傳送；在備用通道中傳送的業(yè)務故障時，不受保護的業(yè)務稱為額外業(yè)務。63東方威尼斯小區(qū)網絡保護方式設計EPON系統(tǒng)EPON系統(tǒng)中所采用保護倒換方式均需配置冗余的PON模塊，成本較高，實現較為復雜。EPON技術主要用于FTTH/FTTB的寬帶接入業(yè)務，用戶接入成本較為敏感，并且對保護的要求相對較低，因此EPON系統(tǒng)現有的保護方式的實際應用價值較低。結合EPON系統(tǒng)的應用特點，考慮到原有保護倒換成本高、實現機制復雜的缺點，東方威尼斯小區(qū)EPON網絡保護設計采用骨干光纖保護倒換進行設計。1、EPON系統(tǒng)中實現骨干光纖保護倒換的意義EPON采用點到多點的樹形拓撲結構。骨干光纖故障會導致其所屬的所有ONU均無法與EPON網絡通信。因此骨干光纖的生存性將保證整個EPON網絡的可靠性?？紤]到接入網末梢的接入光纖不可能具備多個路由，此時光纖全保護倒換方式沒有實際意義。因此骨干光纖保護倒換方式將是提高EPON系統(tǒng)在網絡中應用中可靠性的主要保護倒換方式。2、EPON系統(tǒng)中現有實現光纖保護方案EPON國際標準（IEEE8023AH）暫未定義保護方式，中國通信標準委員會制定的接入網技術要求基于以太網方式的無源光網絡（EPON）中，已明確建議采用ITUTG9841兩種GPON系統(tǒng)的保護方式。東方威尼斯小區(qū)選擇采用骨干光纖保護倒換方式。信息主用通道備用通道額外業(yè)務發(fā)送側接收側圖4411保護26骨干光纖保護方式中，OLT側的主、備兩個PON模塊的端口分別通過骨干光纖的主、備兩條光纖連接到2N分路器的兩個端口，從分路器到ONU側采用常規(guī)連接。在OLT主用PON模塊處于工作狀態(tài)時，備用PON模塊處于冷備份狀態(tài)。如果工作光纖出現故障或主用PON模塊失效，啟用備用的備用PON模塊和光纖。倒換到備用PON模塊時，冷備份的備用PON模塊中的信號發(fā)射模塊被激發(fā)到正常工作狀態(tài)需要一段較長的時間。這種方式OLT側需配置主、備兩個PON模塊，骨干光纖需鋪設主、備兩條光纖，從而實現對骨干段光纖的保護，提高系統(tǒng)得可靠性。3EPON系統(tǒng)簡單骨干光纖保護倒換實現思路為了實現簡單的骨干光纖保護倒換，EPON系統(tǒng)應由光線路終端（OLT）、工作光纖、保護光纖、2N光分路器、光網絡單元（ONU）組成，其中