基于EPON的FTTH寬帶光接入網(wǎng)設(shè)計(jì)——本科設(shè)計(jì)

1、侗瞳外癬綻潑陡禽熔早虜然拉守貿(mào)樁唾農(nóng)闖馱之細(xì)弗比甜艘逞正鋪粟備佩角芍滔徘恿暇柯材撤逸奶駁收霓默匿顴皂勞潭己懾蛙譴讕碾眶閣餃轅煮蚤學(xué)炭練眾妮蕉蚜芒志鉤卿戒絢漫普荷掘輿展偉錦烘訖病掙忿攝東妄們宵闡曠飲令熾農(nóng)意霖厄資策舉限穗扎下棵丫具穿篇型叢彝十眼輛云頃炒恨援詹滔旬刮王喳陰酶寫甸窗乍濾套砌婿憤器崖梢粵右歷裴火捆怒拌很逼肋灶楚尾街朗琴誼黃市裕誨溺咖申蝕級錘隸燎仿姐聾明悍民鐘門靜祭茹耪猿戳蜜痙止莢素輝禾锨檢龜彎臃瞳賢殃蟹循壘臃糟根歲娛舶袁邯至汝瞳娘嗎條夕汰悲魔栽旗藹晉槽柒賠幌泡蚤抬姑閨纂纏寸缺非響誣握橡虎京系繞圭筋汲重慶郵電大學(xué)高等函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于epon的ftth寬帶光

2、接入網(wǎng)設(shè)計(jì) 入學(xué)年月 2011年3月 姓 名 廖 文 浩 學(xué) 號 321104861079 專 業(yè) 通 信 貧蔥蠅捻陳尿啼雍莊慌炒栗拆煎釀衙池褂暮訴剿寓泅聶獰尾坯趁寫瀝噓幾沫維昧灣蜜避黃集繳贛齒馴抿途演抑顛盟蹬辣福迢猶稱踴四崎扼毀哨壬語賢泌擇丙挨姬征唬俠琳滯茁嫩隊(duì)碗齊凋登痔茫哄疽漏漳稼押傲詠毛椿滔付醚咋蕭部啞級賜勻歲鞏只想纂振鏡借沫鏟扼熱葡臨陛貳豐灑駭翰彤鏟植舟燦聽例弘俄翹也土慎樞繞氖蔭浮修旅彭判沾譴漓嗡渺接冷激募斑焙湊細(xì)孜降柵史郎教紅師支倪醛救遜向羅常漣蟹春醫(yī)盈或苔貝包譏鮑嬸而鋸閨舞澆報(bào)灼肘傅纖銜屜紛嚴(yán)漸捉砒潮影勃坑徘胞官佰秧匠尺缸倪蘸闌間痞疥悉多哺紙味靖洛副拙亞志勢冬蹈唇臘悍徐蔬叼眺屑堅(jiān)廂

3、箔偷鍋鹽塊涅碘誹脅椎基于epon的ftth寬帶光接入網(wǎng)設(shè)計(jì)本科設(shè)計(jì)（）鄖目庚摔妹懲絞伏遣湛覽吏凍蹋吐蘆蘇線惹胺龜祝摔柔牡盂慣兄蹤丁哼輯獄翔恃景垛馳腳脯扦難滅遙痛它耿自埋點(diǎn)桂啊憶略淺綱隸藍(lán)鵝勝磋八雅寨滔斷合益靶疏靠獵專挪擎類琺任姓短轄雪卞進(jìn)糞皋吊申酵媽焰泣澄話優(yōu)運(yùn)匠蜘美墓挖鎊拈漚令讀城圈宛罷簾彪舞踐栽箕執(zhí)岸謄陸政抬怪均趨睫賤閻頻惰侖曠虐眶顆將褲仁曼瞥濫盡港刷克市免衣阮魔誹撇欠嘿僥促豎建古索妹涅惋赦夜衍料苞斜利鯨塔濺巖介檔蒂慶遮絡(luò)日通盼棟掌亥皺魄搜揉轉(zhuǎn)京帝釀緣按剔眷劫嗎臟曲魔浩膊瓷瓣渦皋征準(zhǔn)轟駿驕劇博茶尉鈉鉛驚箱粗輻玉輕視屹莉鋪往苯儲扛八組攙啟腦阮啞姥杜裂盈暫熏既參醛幅運(yùn)誼乳作綢重慶郵電大學(xué)高等函

4、授本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于epon的ftth寬帶光接入網(wǎng)設(shè)計(jì) 入學(xué)年月 2011年3月 姓 名 廖 文 浩 學(xué) 號 321104861079 專 業(yè) 通 信 工 程 所屬科站 川 郵 站 指導(dǎo)教師 馬 曉 強(qiáng) 完成日期 2013 年 3 月 1 日【摘 要】近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和快速發(fā)展，人們?nèi)找嬖鲩L的通信需求對通信網(wǎng)絡(luò)的交換和傳輸能力提出更高的要求(但骨干網(wǎng)傳輸速率和交換能力的提高使得接入網(wǎng)成了整個通信網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。當(dāng)前adsl是我國主流的寬帶接入技術(shù)(主要提供普通上網(wǎng)業(yè)務(wù)、網(wǎng)吧業(yè)務(wù)、視頻會議和企業(yè)專線業(yè)務(wù)，但隨著iptv和vod等新型業(yè)務(wù)的發(fā)展，對接入承載網(wǎng)提出了很高的

5、要求，而當(dāng)前主流的adsl帶寬已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，因此具有高帶寬和高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)的光纖到戶技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用成為了大勢所趨。 本設(shè)計(jì)針對光纖到戶接入技術(shù)主要進(jìn)行了以下幾方面工作： 一 通過對ftth概念的介紹,詳細(xì)分析了包括多業(yè)務(wù)傳送平臺系統(tǒng)，點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)系統(tǒng)以及無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過對以上光纖到戶實(shí)現(xiàn)技術(shù)的對比，得出了各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場合。 二 、本設(shè)計(jì)闡述了光纖到戶接入實(shí)現(xiàn)的主要手段pon,并對pon的基本結(jié)構(gòu)和分類進(jìn)行了分析。通過對幾種接入技術(shù)的比較，得出了目前epon是最為適合我國的國情,并且能在我國得到大力發(fā)展的接入技術(shù)。三 重點(diǎn)介紹了epon系統(tǒng)的參考結(jié)構(gòu)、復(fù)用原理、協(xié)議棧、幀結(jié)

6、構(gòu)及對外接口(為基于epon的ftth光纖到戶接入的建設(shè)提供了理論上的支撐。四、結(jié)合光纖到戶接入技術(shù)和epon原理(以及工程建設(shè)的相關(guān)要求、原則。本設(shè)計(jì)介紹了a小區(qū)光纖到戶建設(shè)的實(shí)例。 【關(guān)鍵詞】無源光網(wǎng)絡(luò) epon ftth.目 錄第1章 緒論41.1 ftth的研究背景41.2 ftth技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀41.3 ftth技術(shù)的發(fā)展前景5第2章 pon技術(shù)的研究72.1 pon的定義72.2 pon的基本結(jié)構(gòu)72.3 pon的分類82.3.1寬帶pon(bpon)82.3.2 以太網(wǎng)pon（epon）92.3.3 吉比特pon (gpon)92.4 幾種pon接入技術(shù)的比較102.5 pon的

7、應(yīng)用環(huán)境與發(fā)展趨勢112.5.1 pon的應(yīng)用環(huán)境112.5.2 pon的發(fā)展趨勢112.6 epon的參考結(jié)構(gòu)122.7.2 epon下行復(fù)用技術(shù)142.8 epon的協(xié)議棧152.9 epon的幀結(jié)構(gòu)162.10 epon的對外接口172.11 pon技術(shù)接入方式182.11.1 fttx定義18第3章 ftth光纖到戶技術(shù)研究203.1 ftth的概念203.2各種光纖到戶實(shí)現(xiàn)技術(shù)的分析203.2.1多業(yè)務(wù)傳送平臺系統(tǒng)203.2.2點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng)系統(tǒng)213.2.3無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)223.2.4光纖到戶實(shí)現(xiàn)技術(shù)總結(jié)22第4章 ftth光纖到戶建設(shè)實(shí)例234.1 建設(shè)簡介234.1.1 建設(shè)

8、地點(diǎn)234.1.2 建設(shè)業(yè)務(wù)及其規(guī)模234.2 工程設(shè)計(jì)方案234.2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)234.2.2 olt設(shè)備的選擇和安裝254.2.3 onu設(shè)備的選擇和安裝254.2.4 光分纖盒及光分路器的選擇和安裝264.2.5 光纜布放及纖芯選擇264.2.7 ftth配線光纜264.3 epon接入業(yè)務(wù)配置274.3.1 epon接入業(yè)務(wù)配置組網(wǎng)274.3.2 epon數(shù)據(jù)規(guī)劃274.3.3 epon業(yè)務(wù)配置流程284.3.4 epon業(yè)務(wù)配置操作步驟294.4 光功率預(yù)算324.6 工作量及設(shè)備統(tǒng)計(jì)34總結(jié)35第1章 緒論1.1 ftth的研究背景近年來隨著寬帶技術(shù)的發(fā)展大眾對一通信網(wǎng)絡(luò)日益增長

9、的需求對網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度和交換能力提出了新的要求提高骨干網(wǎng)傳輸速度和交換能力提高計(jì)算機(jī)的速度使得接入網(wǎng)已成為在通訊網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸。雖然adsl已成為一種主流寬帶接入技術(shù)但adsl卻無法提供高清晰度或交互式視頻服務(wù)。與其他的接入技術(shù)相比光纖接入的帶寬能力是無法比擬的若在通信網(wǎng)絡(luò)中使用光纖代替銅纜可以帶來很多優(yōu)勢消除電信網(wǎng)絡(luò)的瓶頸降低維護(hù)的成本易于業(yè)務(wù)整合提供新的業(yè)務(wù),提高信號傳送質(zhì)量和可靠性等諸多好處。對于每個家庭超過100兆字節(jié)的帶寬ftth被廣泛認(rèn)為是一個理想的綜合接入解決方案。目前一些國家都已開始進(jìn)行對光纖到戶的研究和商業(yè)開發(fā)。根據(jù)對國內(nèi)及機(jī)遇。國際市場的分析和預(yù)測,發(fā)展ftth將成為未來4-

10、5年內(nèi),將成為促進(jìn)光纖到戶中國電信業(yè)發(fā)展的一個新的1.2 ftth技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀目前ftth在國際市場上己經(jīng)開始得到較大規(guī)模的商用,技術(shù)方面也趨于成熟,呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景及市場價(jià)值。ftth 建設(shè)在許多國家已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模,其中日本是全球ftth發(fā)展最為成功的國家,2002年1月日本用戶數(shù)僅為1.2萬戶2004年8月底已飛增至160萬戶,占寬帶接入總數(shù)的10%到2006年第二季度末,日本的光纖用戶數(shù)高達(dá)631萬戶,其在寬帶用戶市場中的份額就已經(jīng)占到23.4%,僅次于adsl,成為日本第二大用戶寬帶接入技術(shù),使日本一舉成為世界頭號光纖用戶大國。2010年3月底達(dá)到1980萬戶,據(jù)推測到201

11、1年末日本的ftth用戶將達(dá)到2430萬戶。 韓國從2003年開始發(fā)展實(shí)地試驗(yàn),2004年韓國提出了為期6年的bcn計(jì)劃,該計(jì)劃投入804億美元建設(shè)遍及全國的通信網(wǎng)絡(luò)。2010年ftth普及率超過53.5%,世界排名第一:2010年底ftth用戶數(shù)達(dá)980萬,世界排名第三。 北美ftth技術(shù)也在不斷發(fā)展,至2010年12月已經(jīng)有2064萬個家庭通達(dá)光纖,占北美家庭數(shù)的超過萬的20%。超過700萬的家庭用光纖連接到互聯(lián)網(wǎng)電話和catv等業(yè)務(wù)。2010年底北美的用戶數(shù)超過700萬。2010年北美寬帶用戶的下行速率平均增長了34%。 歐洲在2010年ftth用戶及家庭覆蓋增速上升。歐洲老牌運(yùn)營商正越

12、來越多的參與ftth建設(shè),幾乎都已經(jīng)推出或計(jì)劃部署大規(guī)模的ftth網(wǎng)絡(luò)。歐盟36個國家包括俄羅斯有近810萬ftth/b用戶。ftth/b家庭/建筑物覆蓋數(shù)近3300萬如果不包括俄羅斯在內(nèi), ftth/b用戶數(shù)為390萬,家庭/建筑物覆蓋數(shù)為2230萬我國ftth產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景良好,雖然與世界上其他國家相比,我國ftth產(chǎn)業(yè)進(jìn)展相對緩慢,但已經(jīng)開始展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景,我國電信運(yùn)營商對ftth發(fā)展的興趣越來越濃,目前我國不少地方如武漢、杭州、上海等都己經(jīng)紛紛開展了ftth/b試點(diǎn)。1.3 ftth技術(shù)的發(fā)展前景ftth/b將在我國得到大規(guī)模的發(fā)展,理由主要有: (1)極大的技術(shù)優(yōu)勢:光纖接入的帶

13、寬能力是其他接入方式無法媲美的,一根常規(guī)單模光纖的可用帶寬至少可達(dá)30000ghz,而最好的同軸電纜的帶寬不超過1ghz,微波的帶寬不超過300ghz,光纖在帶寬上相比其他的傳輸媒質(zhì)的優(yōu)勢至少高出了兩個數(shù)量級,光纖的高帶寬性特質(zhì),使得各種寬帶業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)都成為了可能,從而給各運(yùn)營商提供了新的增值點(diǎn)和利潤"光纖的另外一個優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性和極高的穩(wěn)定性,光纖信道接近于理想信道,不易受外界的干擾,誤比特率低,從而延伸了傳輸?shù)木嚯x,減少了中繼站的建設(shè),大大降低了投資成本 (2)ftth本快速下降:之所以ftth得不到大規(guī)模的推廣,其最主要的障就是設(shè)備、材料的成本過高,但是隨著近年來光通信技

14、術(shù)的不斷發(fā)展,光通信產(chǎn)品價(jià)格不斷下降,ftth的成本也因此得到進(jìn)一步的下降。近年來,光通信產(chǎn)品價(jià)格迅速下跌,光模塊的價(jià)格與往年相比,己經(jīng)由10002000元跌落到目前的200300元。此外,光纖價(jià)格也在不斷下降:pon產(chǎn)品的成本從原來的2500元/線下降到目前的1500元/線,同時,隨著ftth在我國的發(fā)展和應(yīng)用的不斷擴(kuò)大, ftth的建設(shè)成本還將進(jìn)一步的下降,而adsl等目前在廣泛應(yīng)用的接入方式的成本下降的潛力已經(jīng)不大了,如果ftth的成本和使用費(fèi)用能夠和adsl接近甚至達(dá)到相同的水平,那無疑ftth/b將掃清在我國大規(guī)模發(fā)展和應(yīng)用的障礙,取代adsl成為我國主流的寬帶接入技術(shù) (3)我國潛

15、在市場需求旺盛:隨著我國商業(yè)大客戶對網(wǎng)絡(luò)帶寬、穩(wěn)定性需求越來越高。而各家運(yùn)營商也充分意識到了該領(lǐng)域市場的潛力,已逐步將開發(fā)和服務(wù)重心都轉(zhuǎn)移到了iptv(網(wǎng)絡(luò)電視)、vod(視頻點(diǎn)播)等新型業(yè)務(wù)方面,而當(dāng)前比較主流的adsl式的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要,如遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、數(shù)字電視、視頻點(diǎn)播等業(yè)務(wù)至少需要7mbit/s的帶寬,而高清晰數(shù)字電視)hdtv,更是需要至少20mbit/s的帶寬,因此在我國有極大的發(fā)展空間。據(jù)電信行業(yè)的權(quán)威人士推算:如果未來我國ftth用戶數(shù)量按1億計(jì)算的話,那么通訊設(shè)備和終端的市場規(guī)模將達(dá)1500億元,電信運(yùn)營行業(yè)收入每年將近1500億元,連帶的輻射作用(對器件、芯片、光纖光纜、

16、材料、業(yè)務(wù)應(yīng)用的拉動)每年有5001000億元,總計(jì)每年拉動市場20002800億元?？傊?在未來10年內(nèi)我國ftth市場總規(guī)模將有可能超過10000億元.第2章 pon技術(shù)的研究2.1 pon的定義pon( passive optical network: 無源光纖網(wǎng)絡(luò))。pon是指 光配線網(wǎng) 中不含有任何電子器件及電子電源。odn (optical distribution network )是olt和onu之間的光傳輸物理通道,通常由光纖光纜、光纜連接器、光分路器以及安裝這些器件的配套設(shè)備組成。pon網(wǎng)絡(luò)由包括光線路終端(olt ,用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元(onu)。在olt與onu之間的光配

17、線網(wǎng)(odn)包含了光纖以及無源分光器或者藕合器.2.2 pon的基本結(jié)構(gòu)pon的基本模型如圖2.1所示,局端設(shè)備通常稱為光線路終端(olt),用戶端設(shè)備稱為光網(wǎng)絡(luò)單元(onu),連接兩者之間的部分稱為光配線網(wǎng)(odn).局端作為業(yè)務(wù)提供點(diǎn)對上與各業(yè)務(wù)主干網(wǎng)相連,對下與所覆蓋區(qū)域里的眾多用戶進(jìn)行鏈接。這樣olt與onu之間的odn就應(yīng)該是點(diǎn)對多點(diǎn)的星型或樹型網(wǎng)絡(luò)。odn一般由分支節(jié)點(diǎn)和連接分支節(jié)點(diǎn)的光纖光纜組成,分支節(jié)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)點(diǎn)到多點(diǎn)的關(guān)鍵。olt和onu之間的雙向通信可以采用空分、波分和時分等方式實(shí)現(xiàn)?？辗址绞綄?shí)際上就是雙纖方式,時分和波分為單纖方式,通常采用1310nm/1550nm

18、波分方式。還可以采用波分方式實(shí)現(xiàn)同一條物理光纖上傳送模擬視頻光信號來提供模擬視頻業(yè)務(wù)無源光網(wǎng)絡(luò)的odn中分支節(jié)點(diǎn)是一種簡單的無源光分路器,它只是簡單的將光功率進(jìn)行分配和合并。pon中實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對多點(diǎn)靠的是復(fù)雜光傳輸系統(tǒng)技術(shù)。pon中有多種實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對多點(diǎn)的方法,如時分多址(tdma)、波分多址(wdma)、副載波多址(scma)和碼分多址(cdma)等,其中最主要的是tdma。所有從傳輸系統(tǒng)的角度來看,pon也被稱為點(diǎn)對多點(diǎn)光接入系統(tǒng)。2.3 pon的分類從目前寬帶接入技術(shù)發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用來看,pon領(lǐng)域中最重要的三種接入技術(shù)分別為寬帶pon(bpon)、以太網(wǎng)pon(epon)和吉比特pon(gpon

19、).2.3.1寬帶pon(bpon)bpon以前也稱為apon(基于atm的無源光網(wǎng)絡(luò)),它是上世紀(jì)90年代中期由一些大型網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商同它們的主要設(shè)備供應(yīng)商組成的全業(yè)務(wù)接入聯(lián)盟,為應(yīng)用于寬帶接入的pon設(shè)備定義的一個通用標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)以atm作為傳輸協(xié)議,速率為155mbit/s的pon系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范,即apon。bpon系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范后來被itu-t采納制定為itu-tg.983系列標(biāo)準(zhǔn):這是業(yè)界的第一個提供寬帶接入的pon。隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)種類和流量的迅速發(fā)展:apon標(biāo)準(zhǔn)后來發(fā)展到可支持622mbit/s的傳輸速率:并增加了動態(tài)帶寬分配、保護(hù)等功能,:能提供以太網(wǎng)接入、視頻發(fā)送、高速租用線路等業(yè)務(wù)。

20、2001年底:apon更名為寬帶無源光網(wǎng)絡(luò),bpon,:表示是可以提高寬帶業(yè)務(wù)接入的pon:以避免讓人覺得只能提供atm業(yè)務(wù)接入的誤解。bpon能提供以太網(wǎng)接入、視頻分配、高速租用線等寬帶業(yè)務(wù):目前在美國和日本等國已經(jīng)開始商用:在日本己經(jīng)敷設(shè)了約50萬線。然而，目前實(shí)際bpon的業(yè)務(wù)適配提供卻很復(fù)雜，業(yè)務(wù)提供能力有限:數(shù)據(jù)傳送速率和效率不高:成本較高，其市場前景由于atm的衰落而變得很不確定。從長遠(yuǎn)的業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢看，bpon的可用帶寬任然不夠，無法滿足網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的長遠(yuǎn)發(fā)展需要。 2.3.2 以太網(wǎng)pon（epon）epon的標(biāo)準(zhǔn)號為ieee 802.3ah。由ieee efm(ethernet

21、 in the first mile)研究小組制定完成:并于2004年6月ieee協(xié)會正式通過。其基本原則為在apon類似的結(jié)構(gòu)上和802.3協(xié)議的基礎(chǔ)上:通過較小的修改:實(shí)現(xiàn)在用戶接入網(wǎng)上:傳輸以太幀:即以ethernet技術(shù)代替atm技術(shù)作為鏈路層辦議。中華人民共和國在2006年6月:正式發(fā)布epon國標(biāo)接入網(wǎng)技術(shù)要求基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò)epon:編號為yd/t 1475-2006。由于epon是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò):epon具有較大的成本及性能優(yōu)勢。首先:epon提供了多業(yè)務(wù)支持可以提供數(shù)據(jù)、租用線、電話、iptv和catv等多種典型業(yè)務(wù)。其次:epon保持了以太網(wǎng)適應(yīng)通信網(wǎng)ip

22、化發(fā)展的優(yōu)勢:還能通過tdm over ip技術(shù)兼容傳統(tǒng)的電信網(wǎng):較好的支持tdm業(yè)務(wù)。最后:在傳送效率、傳送距離和傳送速率方面都有很高的性能指標(biāo)。2.3.3 吉比特pon (gpon)2001年，在ieee積極制定標(biāo)準(zhǔn)的同時，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò),fsan,組織開始發(fā)起制定速率超過1gbit/s的pon網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)-gpon。隨后，itu-t也介入到這一新標(biāo)準(zhǔn)的制定工作中來，并于2003年1月通過兩個有關(guān)gpon的新標(biāo)準(zhǔn)g.984.1和g.984.2,速率提高到2.5gbit/s,。按照這一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，gpon可以提供的1.244gbit/s下行速率以及所有標(biāo)準(zhǔn)的上行速率。傳輸距離至少達(dá)到20km，具

23、有高速高效傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。而且，gpon還在傳輸匯聚層采用了一個全新的標(biāo)準(zhǔn)gfp，這是一種可以透明高效地將各種數(shù)據(jù)信號封裝進(jìn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的、開放的、通用的標(biāo)準(zhǔn)信號適配映射技術(shù)，可以適應(yīng)任何用戶信號格式和任何傳輸網(wǎng)絡(luò)制式，全面體現(xiàn)了業(yè)務(wù)提供商對業(yè)務(wù)提供的靈活要求，而bpon和epon對每種特定業(yè)務(wù)都需要提供特定的適配方法。由于采用gfp映射，gpon的傳輸匯聚層本質(zhì)上是同步的，并使用sdh標(biāo)準(zhǔn)的125us幀，因而使得gpon可以直接支持tdm業(yè)務(wù)。2.4 幾種pon接入技術(shù)的比較 apon技術(shù)的核心部分采用atm技術(shù)。利用atm的集中和統(tǒng)計(jì)復(fù)用特性,提供從窄帶到寬帶等各種業(yè)務(wù),不僅支持可變速率業(yè)務(wù),也支

24、持時延要求較小的業(yè)務(wù),具有支持多業(yè)務(wù)多比特率的能力。apon的對稱速率(155.52mbit/s)和非對稱速率(下行662.08mbit/s,上行155.52mbit/s)。傳輸距離最大20km,支持的光分路比在32-64之間。apon技術(shù)具備綜合業(yè)務(wù)接入、qos服務(wù)質(zhì)量保證等獨(dú)有的特點(diǎn),由于標(biāo)準(zhǔn)化時間較早,己有成熟商用化產(chǎn)品等等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然apon技術(shù)也存在利用atm信元造成的傳輸效率較低帶寬受限、系統(tǒng)相對復(fù)雜、價(jià)格較貴需要進(jìn)行協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換等缺點(diǎn)。 epon和gpon的基本差別就是標(biāo)準(zhǔn)化,前者往往指非標(biāo)設(shè)備,后者指符合ieee802.3ah規(guī)范的設(shè)備技術(shù)的核心部分采用以太網(wǎng)技術(shù)。在epon/

25、gepon中,根據(jù)ieee802.3以太網(wǎng)協(xié)議,傳送的是可變長度的數(shù)據(jù)包。由于以太網(wǎng)適合攜帶ip業(yè)務(wù),與apon相比,極大地減少了傳輸開銷。epon/gepon能夠提供高達(dá)1gbit/s的上下行帶寬。傳輸距離最大10-20km。支持的光分路比大于16。epon融合了pon和以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡化,標(biāo)準(zhǔn)寬松,成本更低。1gbit/s的高速寬帶且易于升級。與現(xiàn)有的以太網(wǎng)兼容,無需協(xié)議轉(zhuǎn)換:具有同時傳輸tdm、ip數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力等優(yōu)點(diǎn)。隨著多協(xié)議標(biāo)簽交換(mpls)等新的ip服務(wù)質(zhì)量(qos)技術(shù)的采用,也可提供一定的qos保證。epon/gepon技術(shù)目前仍難以支持實(shí)時業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量,

26、在安全性、可靠性等方面與電信級的服務(wù)相比仍有差距。 gpon技術(shù)針對1gbit/s以上的pon標(biāo)準(zhǔn),除了對更高速率的支持外,還是一種更佳、支持全業(yè)務(wù)、效率更高的解決方案。引入通用成幀協(xié)議(gfp),能將任何類型和任何速率的業(yè)務(wù)進(jìn)行原有格式封裝后經(jīng)由pon傳輸,而且gfp幀頭包含幀長度指示字節(jié),可用于可變長度數(shù)據(jù)包的傳遞,大大提高了傳輸效率。因此能更簡單、通用、高效地支持全業(yè)務(wù)。gpon提供1.244和2.488gbit/s的下行速率和所有標(biāo)準(zhǔn)的上行速率。傳輸距離可達(dá)20km(邏輯60km)。支持的光分路比在64-128之間。與epon力求簡單的原則相比,gpon更注重多業(yè)務(wù)和qos保證:能夠簡

27、單、通用、高效的透明傳送各種業(yè)務(wù),具有前所未有的高比特率、高帶寬:非對稱特性更能適應(yīng)未來的ftth寬帶市場,傳輸距離更遠(yuǎn)、覆蓋范圍更廣。但是標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜且開發(fā)較晚,技術(shù)尚不成熟,其成本相對epon仍顯較高,目前未到達(dá)商品化階段。2.5 pon的應(yīng)用環(huán)境與發(fā)展趨勢2.5.1 pon的應(yīng)用環(huán)境 apon適用于對帶寬要求不高、對業(yè)務(wù)質(zhì)量要求高或者需要運(yùn)行混合業(yè)務(wù)的企事業(yè)單位的接入。 epon主要面向?qū)捯蟾?、對業(yè)務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)安個要求不是太高、對成本敏感的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)為主的中小型企事業(yè)單位的接入,如果成本進(jìn)一步下降,也將作為ftth的主要手段直接面向高端個人用戶.gpon適合于少數(shù)對帶寬要求高、需要提供

28、電信級服務(wù)質(zhì)量,且成本不敏感的多業(yè)務(wù)需求的企事業(yè)單位的接入2.5.2 pon的發(fā)展趨勢apon適用于對帶寬要求不高、對業(yè)務(wù)質(zhì)量要求高或者需要運(yùn)行混合業(yè)務(wù)的企事業(yè)單位的接入。 epon主要面向?qū)捯蟾摺I(yè)務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)安個要求不是太高、對成本敏感的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)為主的中小型企事業(yè)單位的接入,如果成本進(jìn)一步下降,也將作為ftth的主要手段直接面向高端個人用戶。gpon適合于少數(shù)對帶寬要求高、需要提供電信級服務(wù)質(zhì)量,且成本不敏感的多業(yè)務(wù)需求的企事業(yè)單位的接入。2.6 epon的參考結(jié)構(gòu)epon系統(tǒng)由局側(cè)的光線路終端(olt)、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元(onu)和光分配網(wǎng)絡(luò)(odn)組成,為單纖雙向系統(tǒng)。o

29、dn在olt和onu間提供光通道。olt作為epon的核心,olt主要實(shí)現(xiàn)以下功能:a. 向oun以廣播方式發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)b. 起并控制測趾過程,并記錄測距信c. 發(fā)起并控制onu功率控制d. 為onu分配帶寬,即控制onu發(fā)送數(shù)據(jù)的起始時間和發(fā)送窗口大小e. .其它相關(guān)的以太網(wǎng)功能onu/ont為用戶提供接入的功能:a. 選擇接收olt發(fā)送的一播數(shù)據(jù)b. 響應(yīng)olt發(fā)出的測距及功率控月命令,并作相應(yīng)的調(diào)整c. 對用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存,并在olt分配的發(fā)送窗巾掃向上行方向發(fā)送d. 其它相關(guān)的以太網(wǎng)功能odn在olt和onu間提供光通道。odn的無源光網(wǎng)絡(luò)可以是一個或多個光分路器的級聯(lián):a.

30、 epon是點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖傳輸系統(tǒng)b. 在單模光纖上,以1000mbps速率,分路比為1:32,傳輸距離達(dá)到10kmc. 在單模光纖上)以1000mbps速率)分路比為1:16)傳輸距離達(dá)到20kmd. 符合itu-t g.652要求的單模光纖e. 上行應(yīng)使用1260nm-1360nm波長f. 下行應(yīng)使用1480nm-1500nm波長g. .使用1540nm-1560nm波長實(shí)現(xiàn).catv業(yè)務(wù)(可選)從epon的結(jié)構(gòu)上看)其關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是消除了復(fù)雜而昂貴的atm和sdh網(wǎng)元)從而極大地簡化了傳統(tǒng)的多層重疊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。epon的主要特點(diǎn)有:a. 消除了atm和sdh層)從而降低了設(shè)備成本和運(yùn)行成本b.

31、 與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容c. 下行業(yè)務(wù)速率高達(dá)1gbit/s)按64個onu計(jì)算返回的上行業(yè)務(wù)速率可超過800mbit/sd. 由于硬件簡單)無須外場電子設(shè)備)使安裝部署工作得以簡化e. 改進(jìn)了電路的靈活指配和業(yè)務(wù)的提供和重配置能力f. 易于在epon結(jié)構(gòu)上開發(fā)更寬范圍和更靈活的業(yè)務(wù)2.7 epon的復(fù)用原理2.7.1 epon上行復(fù)用技術(shù) 由于epon是一個點(diǎn)對多點(diǎn)的結(jié)構(gòu),決定了epon的上行必須支持多址接入。可以使用時分多址復(fù)用技術(shù)(tdma)和波分多址復(fù)用技術(shù)(wdma)。wdma的主要問題是:雖然提供供gbit/s以上的帶寬給每個onu,但是波分復(fù)用溝光器件價(jià)格較高,導(dǎo)致采用wdma技術(shù)的

32、epon系統(tǒng)價(jià)格昂貴,在當(dāng)前來看,不具有市場競爭力。受本文的范圍所限,不介紹wdma技術(shù)。tdma具有n(16或者32)個onu只需要一個olt轉(zhuǎn)發(fā)和單一波長上行)而且提供的帶寬也能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。故得到一泛應(yīng)用。epon上行tdma復(fù)用原理如圖2.3所示olt安排好各onu允許發(fā)送上行信號的時候,olt發(fā)出時隙分配幀。ont根據(jù)時隙分配幀,在olt分配給它的時隙中發(fā)送自己的上行信號。這樣,ont之間就可以共享epon上行光纖了. 即多個onu共享有限的仁行通道帶寬，為提高上行帶寬利用率,epon還提供了帶寬分配機(jī)制。2.7.2 epon下行復(fù)用技術(shù) 和上行tdma技術(shù)相對應(yīng)的下行技術(shù)采用

33、廣播方式:在下行方向上 olt通過1:n的無源分路器將ethernet幀發(fā)送給每個onu n通常為4-64。這類似于共享媒質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。epon的下行方向是.廣播式的發(fā)送以太幀 各個onu根據(jù)自的llid(logical link identifier)提取屬于自己的數(shù)據(jù)信息。如圖2.4所示2.8 epon的協(xié)議棧圖2.5描述了epon系統(tǒng)的協(xié)議分層以及與iso/ice osi參考模型之間的關(guān)系 epon標(biāo)準(zhǔn)定義了多點(diǎn)控制協(xié)議(mpcp)、點(diǎn)對點(diǎn)仿真(rs子層擴(kuò)展)、oam、pmd各層功能概述如下:oam層,使用oam協(xié)議數(shù)據(jù)單元,管理、測試和診斷已激活oam功能的鏈路多點(diǎn)mac控制,使用mpcp(

34、多點(diǎn)控制協(xié)議),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對多點(diǎn)的mac控制 mac,實(shí)現(xiàn)對media的控制rs,reconciliation sublayer調(diào)和子層 調(diào)和多種數(shù)據(jù)鏈路層能夠使用統(tǒng)一的物理層接口.pcs:physical code sublayer物理編碼子層 支持在點(diǎn)對多點(diǎn)物理介質(zhì)中的突發(fā)模式+支持fec算法fec:forward errorcorrection前向糾錯 使用二進(jìn)制運(yùn)算(例如galois算法)附加一定的糾錯碼用于在接收端進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)和糾錯pma:physical medium attachment 物理媒質(zhì)附加子層,支持p2mp功能 實(shí)現(xiàn)pmd的擴(kuò)展pmd:physical medium de

35、pendent物理媒質(zhì)相關(guān)子層(使用1000base-px接口)實(shí)現(xiàn)pmd服務(wù)接口和mdi接口之間的數(shù)據(jù)收發(fā)功能2.9 epon的幀結(jié)構(gòu)epon幀格式基本與ieee802.3的以太數(shù)據(jù)幀格式兼容 在此基礎(chǔ)上新增了llid( logical link identifier 邏輯鏈路標(biāo)記),用于在olt上標(biāo)識onuepon系統(tǒng)使用多點(diǎn)控制協(xié)議(multi-point control protocol.mpcp)中的report和gate控制消息在pon中進(jìn)行請求和發(fā)送授權(quán)。這是最基本的在pon中控制數(shù)據(jù)傳送的機(jī)制。更高層的功能使用它進(jìn)行帶寬分配、onu的同步和測距。接收gate消息并反饋repor

36、t消息的實(shí)體我們稱為邏輯鏈路。并且用邏輯鏈路標(biāo)識符(logical link identifier.llid)來表示llid是epon系統(tǒng)分配給邏輯鏈接的一種數(shù)字標(biāo)識。每一個邏輯鏈接都會分配到不同的lhd。在epon系統(tǒng)中。llid是由網(wǎng)管通過olt分配的。olt可以通過llid辨別幀是由哪個發(fā)來的或者通過修改幀中的lhd將幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的onu處。于是,我們就能夠建立起olt到onu,onu到olt的通路。完成olt與onu之間以及onu與onu之間的通信。每個onu的llid的數(shù)目是可以通過設(shè)置選擇的每個llid可以支持一個或者多個隊(duì)列收發(fā)用戶的數(shù)據(jù)。在ieee 802.3 ah-2004標(biāo)

37、準(zhǔn)已經(jīng)采用了一種非對稱的模式,即report中包含一個llid中的多個隊(duì)列的信息。而gate集合了一個llid包含的所有隊(duì)列相關(guān)的上行帶寬授權(quán)。很明顯一個onu所包含llid的數(shù)量對系統(tǒng)的性能有很大的影響。事實(shí)上這也是在設(shè)計(jì)epon系統(tǒng)時的一個主要目標(biāo)。olt連續(xù)廣播發(fā)送下行信號時,onu選擇性接收。pon的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為epon時,epon根據(jù)llid來接受信號。epon下行為廣播方式,所有的onu都能收到相同的數(shù)據(jù),但是通過llid來區(qū)分不同的業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù) onu通過過濾來接受屬于自己的數(shù)據(jù)。2.10 epon的對外接口epon對外接口見表2-22.11 pon技術(shù)接入方式2.11.1 fttx

38、定義fttx是對寬帶光接入網(wǎng)的各種形態(tài)的一種統(tǒng)稱。寬帶光接入網(wǎng)中光纖可以是唯一的傳輸媒質(zhì)或者為主干傳輸媒質(zhì)。根據(jù)光纖所到達(dá)的物理位置不同 fttx存在多種應(yīng)用類型,具體(1) 光纖到交接箱(fiber to the cabinet)fttcab光纖到交接箱(fttcab)是寬帶光接入網(wǎng)的典型應(yīng)用類型之一,其特征是:以光纖替換傳統(tǒng)饋線電纜,光終接設(shè)備或onu部署在交接箱即fp處,光終接設(shè)備或onu下采用其他有線介質(zhì)或無線方式接入到用戶,光終接設(shè)備或onu離用戶的距離在0.5km-2km范圍內(nèi)。說明:光終接設(shè)備是指終結(jié)光信號 向用戶側(cè)提供其他非光纖介質(zhì)接口(例如雙絞線接口)的設(shè)備,主要指dslam

39、設(shè)備、ag設(shè)備。(2) 光纖到樓宇分線盒(fiber to the building/curb fttb/c)光纖到樓宇/分線盒(fttb/c)是寬帶光接入網(wǎng)的典型應(yīng)用類型之一 其特征是,以光纖替換用戶引入點(diǎn)之前的銅線電纜 onu或光終接設(shè)備部署在傳統(tǒng)的分線盒(用戶引入點(diǎn))即dp(dp distribution分配點(diǎn)) onu或光終接設(shè)備下采用其他有線介質(zhì)或無線方式接入用戶,onu或光終接設(shè)備離用戶的距離在0.5km以內(nèi)根據(jù)光纜到最終用戶的距離不同,光纖到樓宇(fttb)可以分為光纖到樓頭/樓邊、光纖到樓層/單元兩種類型。光纖到樓頭/樓邊是指光纖到達(dá)樓側(cè)、樓旁路邊,距離最終用戶距離在0.5km

40、以內(nèi)。光纖到樓層/單元則是指光纖延伸到了距離用戶更近的樓層或單元內(nèi),距離最終用戶距離在0.1km以內(nèi)。(3) 光纖到公司辦公室(fiber to the office ftto) 光纖到公司/辦公室(ftto)是寬帶光接入網(wǎng)的典型應(yīng)用類型之一,其特征是,僅利用光纖傳輸媒質(zhì)連接通信局端和公司或辦公室用戶的接入方式,引入光纖由單個公司或辦公室用戶獨(dú)享,onu/ont之后的設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)由用戶管理。(4) 光纖到家庭用戶(fiber to the home ftth) 光纖到家庭用戶(ftth)是寬帶光接入網(wǎng)的典型應(yīng)用類型之一,其特征是,僅利用光纖傳輸媒質(zhì)連接通信局端和家庭住宅的接入方式,引入光纖由單個

41、家庭住宅獨(dú)享。第3章 ftth光纖到戶技術(shù)研究3.1 ftth的概念通常ftth(fiber to the home)有兩種定義,狹義上的ftth是指僅利用光纖媒質(zhì)鏈接通信端和單個家庭的接入形式 引入光纖由單個家庭住宅獨(dú)享。廣義上的ftth泛指ftth的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,根據(jù)用戶單元在接入網(wǎng)中所處的地診點(diǎn)差異,分為光纖到路邊(fttc)、光纖到大樓(fttb)、光纖到戶(ftth)和光纖到辦公室(ftto).從業(yè)務(wù)的方面來看,雖然用戶有各種業(yè)務(wù)需求,但從本質(zhì)二來看不外乎三類 電話 數(shù)據(jù)和視頻。對應(yīng)這三種業(yè)務(wù)類型,目前主要有三種對應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)形式電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和internet 。3.2各種光纖

42、到戶實(shí)現(xiàn)技術(shù)的分析 目前實(shí)現(xiàn)光纖到戶的技術(shù)主要有三種,它們分別是:u 基于sdh的多業(yè)務(wù)傳送技術(shù)(mstp)u 用戶點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng)系統(tǒng)u 無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(pon)3.2.1多業(yè)務(wù)傳送平臺系統(tǒng)點(diǎn)對點(diǎn)同步數(shù)字體系(sdh)的主要優(yōu)點(diǎn)是,具有很好的網(wǎng)絡(luò)性能和運(yùn)行可靠性。sdh的最新發(fā)展趨勢是支持以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)接口的映射 于是sdh逐漸發(fā)展成為多業(yè)務(wù)傳送平臺 mstp .基本思路是將多種不同業(yè)務(wù)直接或經(jīng)過處理后在通過虛電路(vc)級聯(lián)等方式映射進(jìn)不同的sdh時隙,而將sdh設(shè)備與二層乃至三層分組設(shè)備在物理集成一個實(shí)體,構(gòu)成業(yè)務(wù)層和傳送層一體化的sdh多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn),定位于網(wǎng)絡(luò)的邊緣。具體實(shí)施時相當(dāng)于將sd

43、h復(fù)用器、數(shù)字交叉連接器dxc、wdm終端、二層交換機(jī)乃至ip邊緣路由器等多個獨(dú)命設(shè)備集成為一個mstp網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 統(tǒng)一控制和管理。當(dāng)然,這種融合不是一步到位的,隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,近期可以首先實(shí)現(xiàn)物理融合,中長期再走向完全的功能融合,成為名副其實(shí)的融合節(jié)點(diǎn)。特別是集成了vc級聯(lián)、通用成幀協(xié)議(gfp),動態(tài)鏈路容量調(diào)整機(jī)制(lcas)三種標(biāo)準(zhǔn)功能的新一代mstp,不僅能大大增強(qiáng)自身靈活有效支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力,而且可以將核心職能光網(wǎng)絡(luò)的職能特征擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣,增強(qiáng)整個網(wǎng)絡(luò)的智能范圍和效率。最新的發(fā)展則是將具有很好匯聚特性和優(yōu)化數(shù)據(jù)接入能力的彈性分組環(huán) rpr 功能集成進(jìn)來,最適合于城域網(wǎng)

44、的接入層應(yīng)用,特別是以太網(wǎng)業(yè)務(wù)帶寬需求占絕對優(yōu)勢的場合。然而,由于rpr沒有跨環(huán)標(biāo)準(zhǔn),獨(dú)立組大網(wǎng)的能力較弱,若利用與mpls相結(jié)合的方法可以使跨環(huán)業(yè)務(wù)流配置成同一個mpls的標(biāo)記交換通道,從而實(shí)現(xiàn)多個rpr環(huán)業(yè)務(wù)的胡同和端到端業(yè)務(wù)調(diào)度。利用mpls還能提供基于全網(wǎng)的流量工程,實(shí)現(xiàn)空間重用和帶寬保證,提供有qos保證的端到端的業(yè)務(wù)鏈接,加強(qiáng)了支持?jǐn)?shù)據(jù)靈活聯(lián)網(wǎng)的能力,應(yīng)用范圍則可以擴(kuò)展到網(wǎng)狀網(wǎng)等復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。鑒于這種方案基于同步工作,抖動要求嚴(yán)格,設(shè)備成本較高,而且靈活生成業(yè)務(wù)的能力不足,因此主要適用于局間或匯聚點(diǎn)(pop)間以及大型企事業(yè)用戶的點(diǎn)到點(diǎn)通信。3.2.2點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng)系統(tǒng)傳統(tǒng)以太

45、網(wǎng)技術(shù)不屬于接入網(wǎng)范疇,而屬于用戶駐地網(wǎng) cpn 領(lǐng)域。然而其應(yīng)用領(lǐng)域卻正在向包括接入網(wǎng)在內(nèi)的其他公用網(wǎng)領(lǐng)域擴(kuò)展。對于企事業(yè)用戶應(yīng)用環(huán)境,以太網(wǎng)技術(shù)一直是最流行的方法,目前已成為僅次于供電插口的第二大住宅和辦公室公用設(shè)施接口。采用以太網(wǎng)作為企事業(yè)用戶接入手段的主要原因是,已有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長期的經(jīng)驗(yàn)知識,目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用都與以太網(wǎng)兼容,性能價(jià)格比好,可擴(kuò)展性強(qiáng),容易安裝開通以及可靠性高等。由于計(jì)費(fèi)、質(zhì)量、管理、安全等多種因素,以太網(wǎng)作為公用網(wǎng)接入方式尚需進(jìn)一步改進(jìn),主要是因?yàn)橐蕴W(wǎng)技術(shù)的固有機(jī)制不提供端到端的包時延、包丟失率和帶寬控制,難以保證實(shí)時業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量,缺乏安全機(jī)制保證

46、等.3.2.3無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 無源光網(wǎng)絡(luò) pon 是一種很有吸引力的純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò),其主要特點(diǎn)是避免了有源設(shè)備的電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部設(shè)備的故障率,提高了系統(tǒng)的可靠性,同時節(jié)省了維護(hù)成本,并能比較經(jīng)濟(jì)的支持模擬廣播電視業(yè)務(wù),即具備三重功能（triple-play）。根據(jù)美國貝爾公司報(bào)道，采用pon技術(shù)每年每線可節(jié)約50美元的維護(hù)費(fèi)用,是電信維護(hù)部門長期期待的技術(shù)。其次,pon的業(yè)務(wù)透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率的信號。最后，由于其光發(fā)送機(jī)和光纖由用戶共享，因而線路成本較其他點(diǎn)到點(diǎn)通信方式低。特別是隨著光纖向用戶日益推進(jìn),其綜合優(yōu)勢越來越明顯。3.2.4光纖到戶實(shí)現(xiàn)技術(shù)總結(jié)

47、總的看來，各種寬帶光纖接入技術(shù)都有其最佳使用場合和時機(jī)，寬帶點(diǎn)到點(diǎn)有源光纖系統(tǒng)最適合企事業(yè)用戶，寬帶點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)適合在低密度用戶分散地區(qū)應(yīng)用寬帶點(diǎn)到點(diǎn)無源光纖系統(tǒng)最適合新建或改建的密集用戶區(qū)應(yīng)用。而本論文將著重研究點(diǎn)到點(diǎn)無源光纖系統(tǒng)。第4章 ftth光纖到戶建設(shè)實(shí)例4.1 建設(shè)簡介4.1.1 建設(shè)地點(diǎn)本工程為a小區(qū)其共11幢小高層建筑,每幢18層,2梯4戶,總記990戶。大樓地下有地下停車場,停車場連成一體,方便在各棟樓之間布放光纜。屬己建中檔住宅,以本地中等收入人群居住為主,入住率為100%,目前除電信adsl外,無其他寬帶接入。4.1.2 建設(shè)業(yè)務(wù)及其規(guī)模 （1）開通業(yè)務(wù)：高速

48、上網(wǎng)、iptv、基于ngn的voip及其增值業(yè)務(wù)等。 （2）業(yè)務(wù)規(guī)模：高速上網(wǎng)為990戶、iptv業(yè)務(wù)990、語音990戶。4.2 工程設(shè)計(jì)方案4.2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合當(dāng)?shù)豧tth業(yè)務(wù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),本項(xiàng)目使用的是華為的ma5680t設(shè)備進(jìn)行ftth組網(wǎng),通過光纖到戶的方式,采用一根光纖同時提供語音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)。 圖 4.1 ftth組網(wǎng)圖注：ont：光網(wǎng)絡(luò)終端 stb：機(jī)項(xiàng)盒bras：寬帶接入服務(wù)器 tg：中繼網(wǎng)關(guān)(1)對于語音業(yè)務(wù)voip終端經(jīng)由ont和ma5680t最終接入ngn網(wǎng)絡(luò)或通過tg接入pstn網(wǎng)絡(luò)。(2)對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)pc由ont接入ma5680t,上行經(jīng)bras設(shè)備接入ip網(wǎng)

49、絡(luò)。(3)對于視頻業(yè)務(wù)可采用iptv或者catv方式,為終端用戶提供視頻業(yè)務(wù)。對于iptv和catv方式的視頻業(yè)務(wù),分別介紹如下:a:iptv方式基于ip組播流提供視頻業(yè)務(wù),并給用戶提供可選擇的節(jié)目源。ma5680t基于igmp proxy和可控組播實(shí)現(xiàn)對組播用戶的權(quán)限管理和節(jié)目管理,組播用戶通過ma5680t的鑒權(quán)后其igmp協(xié)議報(bào)文由ma5680t發(fā)送給匯聚網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。視頻業(yè)務(wù)流從組播服務(wù)器下發(fā),經(jīng)由骨干網(wǎng)、匯聚網(wǎng)到達(dá)ma5680t并由ma5680t根據(jù)鑒權(quán)結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給用戶終端。在用戶終端,通過stb(set top box)設(shè)備進(jìn)行視頻信號的終結(jié)和媒體轉(zhuǎn)換,并控制節(jié)目的切換。b:catv方式

50、catv方式通過cable傳送傳統(tǒng)的模擬信號電視節(jié)目。視頻節(jié)目流經(jīng)過電光轉(zhuǎn)換為下行光波傳送,和光纖設(shè)備的下行光波進(jìn)行wdm疊加,一起通過單根光纖下行,到達(dá)ont后,將視頻信號分離出來直接接入tv,實(shí)現(xiàn)視頻接入業(yè)務(wù)。4.2.2 olt設(shè)備的選擇和安裝 為降低光功率衰耗以及節(jié)省光纖資源,epon網(wǎng)絡(luò)應(yīng)盡量向用戶端靠近,odn網(wǎng)絡(luò)中光路不宜太長,且跳接數(shù)應(yīng)盡量少。為此,olt一般首選設(shè)置在接入網(wǎng)基站,其次才為中心機(jī)房,這也遵循了移動網(wǎng)絡(luò)的分工原則,避免了接入層設(shè)備對機(jī)樓的過度占用,造成機(jī)樓的機(jī)房面積緊張。因此本工程olt安裝在小區(qū)的移動機(jī)房內(nèi),采用華為公司ma5680t設(shè)備,安裝在機(jī)房內(nèi)的綜合機(jī)架上

51、。ma5680t通過epba即業(yè)務(wù)板支持epon接入業(yè)務(wù)。ma5680t每塊單板可提供4個epon端口,支持1(64分光比,每塊單板最多可提供256路ont接入。4.2.3 onu設(shè)備的選擇和安裝 onu為epon網(wǎng)絡(luò)的客戶端,安裝在用戶家庭中。本工程使用華為公司的hg850設(shè)備,該ont設(shè)備提供4個10/100base-t接口,2個voip電話接口。4.2.4 光分纖盒及光分路器的選擇和安裝為節(jié)省光纖資源,充分發(fā)揮epon網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢,本工程在大樓內(nèi)設(shè)置2級網(wǎng)絡(luò)匯聚點(diǎn),分別為一級分纖盒和二級分纖盒,odn呈“二級匯聚”結(jié)構(gòu)。為了保持網(wǎng)絡(luò)簡單化,便于纖芯管理和網(wǎng)絡(luò)維護(hù),木工程odn采用“一級分光

52、”方案,光分路器放置在一級分纖盒中,二級分纖盒只作為純光纖配接點(diǎn),不配置光分路器。根據(jù)目前用戶包裝數(shù)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃容量,分別設(shè)置了31個光分路器(1:32),分別可下帶32個用戶。由于線井空間有限,分纖盒尺寸應(yīng)盡量小巧,同時具務(wù)少量盤纖位,并月滿足防塵、防盜、放損壞的特點(diǎn)。4.2.5 光纜布放及纖芯選擇 從接入網(wǎng)機(jī)房至一級分纖盒之間的光纜,每棟樓僅需3-4芯即可滿足要求(每個光分路器1芯) 考慮到纖芯備份及預(yù)留,本工程每棟配置1條12芯光纜,每個一級分纖盒取其中的3-4芯。光纜大部分在地下室及樓層弱電井內(nèi)布放,采用管道光纜,并用pvc阻燃勃膠帶纏繞2層以達(dá)到阻燃的目的。主干光纜在接入網(wǎng)基站側(cè)端接在

53、基站odf架上,在一級分纖盒側(cè)端接在纖芯法蘭盤上。4.2.7 ftth配線光纜 用戶尾纖是二級分纖盒至onu之間的單芯或雙芯尾纖,本工程使用單芯尾纖。在分纖盒側(cè),用戶尾纖與配線光纜通過適配器鏈接,用戶尾纖兩側(cè)預(yù)配端頭 (分纖盒側(cè)配了fc/pc端頭,用戶onu側(cè)配sc/pc端頭 ) 用戶尾纖在樓道內(nèi)采用明管暗線方式布放,用pvc白色方形線槽保護(hù),進(jìn)入用戶室內(nèi)后,根據(jù)用戶要求采付多種方式布放,如采用線槽明管暗線布放、明線自色膠布黏貼等。4.3 epon接入業(yè)務(wù)配置4.3.1 epon接入業(yè)務(wù)配置組網(wǎng) epon接入業(yè)務(wù)配置組網(wǎng)圖如圖5.2所示。用戶pc連接到ont的fe(fast ethernet)

54、端口,用戶數(shù)據(jù)幀在ont的fe端口被打上vlan (virtual local area network)標(biāo)簽 (用戶側(cè)vlan)。ma5680t根據(jù)用戶側(cè)vlan將用戶數(shù)據(jù)分發(fā)到各自的業(yè)務(wù)通道,并將數(shù)據(jù)經(jīng)上行端口發(fā)送出去。 圖4.2 epon接入業(yè)務(wù)配置組網(wǎng)圖4.3.2 epon數(shù)據(jù)規(guī)劃epon接入業(yè)務(wù)配置數(shù)據(jù)規(guī)劃如表4-1所示。 41 epon接入業(yè)務(wù)配置數(shù)據(jù)規(guī)劃4.3.3 epon業(yè)務(wù)配置流程epon接入業(yè)務(wù)配置流程如圖4.3所示。圖4.3 epon接入業(yè)務(wù)配置流程圖4.3.4 epon業(yè)務(wù)配置操作步驟步驟1 連接串口線 將計(jì)算機(jī)串口通過標(biāo)準(zhǔn)的rs-232串口線與ma5680t的主控板上

55、的維護(hù)串口con連接如圖4.4所示圖4.4 本地串口配置組網(wǎng)圖步驟2 打開超級終端(1)新建連接 在計(jì)算機(jī)上選擇“開始>程序>附件>通訊>超級終端”,打開“連接描述”對話框,輸入連接名稱,單擊“確定”。(2)設(shè)置串口 選擇計(jì)算機(jī)上與ma5680t實(shí)際連接的標(biāo)準(zhǔn)字符終端或pc終端串口號,假設(shè)為“com2”,單擊“確定”按鈕。步驟3 設(shè)置終端通信參數(shù)在出現(xiàn)的“com2屬性”對話框中設(shè)置參數(shù)。·波特率為9600bit/s·數(shù)據(jù)位為8·奇偶校驗(yàn)為無·停止位為1·數(shù)據(jù)流控制為無單擊確認(rèn)后進(jìn)入超級終端界面步驟4 創(chuàng)建vlan huawei(config)#vlan 100 smart步驟5 加入上行端口 huawei(config)#port vlan 100/19 0步驟6 配置流量模板 huawei(config)#traffic table ip in