EPON在用戶接入網的應用研究與實現(xiàn)碩士學位論文

i摘要(EthernetPassiveOpticalNetwork以太網無源光網絡)寬帶光ToTheBuilding光纖到樓)、FTTO(FiberToTheOffice光纖到辦公室)等方案，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)、VoIP(VoiceoverInternetProtocol語音)和IPTV(遠程視頻)“三網合一”的業(yè)務帶寬需列舉典型住宅小區(qū)、工業(yè)區(qū)、別墅區(qū)和邊遠山區(qū)的接入方第三部分是本文的重點，結合具體工程實例，提出并驗證等接入模式的實現(xiàn)方案，研究探討了EPON在運營商網絡運營中的不同建設模式。由于現(xiàn)有商業(yè)樓宇組網結構復雜、不便于管理、需要固定機房、建設成本高等問題，特提出有效解決了現(xiàn)有商業(yè)樓宇組網方案的種種弊端。同時，也提出了將EPON應用于小區(qū)的方案，由于現(xiàn)有ONU的成本相對較高，因ADSL(AsymmetrieDigitalSubscriberLine不對稱數(shù)字用戶線)基本相同，但系統(tǒng)效率明顯增強，因此可以考慮逐步替代ADSL的接入方案。務提供、系統(tǒng)性能等方面能夠滿足業(yè)務的需求，本章還描述和總以工作中實際工程為案例，具體說明EPON在用戶接入在實驗室進行試驗，對EPON系統(tǒng)、互聯(lián)互通進行了測試，論證了應用方案的可行性，EPON技術已經比較成熟，各項性能指標能夠滿足現(xiàn)有網絡的應用需求。關鍵詞：以太網無源光網絡，光纖到戶，光網絡單元，光線路終端，光配線單元ITheissuesthatTheResearchandApplicationinAccessNetworkadoptsthetechniqueofEthernetpassivenetwork.ItcanrealizeThefirstpartofpaperdescribesEPONtechnologydevelopmentathomeandabroad,thedevelopmentprocessofPassiveOpticalNetwork)theadvantagesanddisadvantdevelopmentofEPONthesisdevelopedinmodel;andadetaileddescriptionofthebasicprinciplesoftheEPON,thekeytechnicalandtechnologicalpartofpaper.analysisoftheimplementationofEPONinengineeringdesigndeploymentspectrophotometricmethodsand浙江大學碩士學位論文目錄Ⅱthencitedatypicalresidentialdistrict,Thethirdpartisthefocusofthisarticle,examplesofspecificprojectsandputforwardandverifiedFTTH,FTTB,researchonEPONnetworkoperatorsintheoperatoraresultofnetworkstructureofthecomplex,noteasytomanage,theneedforfixedrooms,thehighcommercialbuildings,summedupthebusinesscommercialbuildinggroupAlltheshortcomingsofnetworkappliestoresidential,becausetheconstructionoftheaccesscostofADSL(AsymmetrieDigitalSubscriberLineAsymmetricDigisbasically浙江大學碩士學位論文目錄significantlyincreased,andthereforemayconsidergradualprogramtoreplaceADSFinally,toverifythefeasibilityofEPONapplicationsaspectsofsystemperformancetomeetbusinessneeds,thischapteralsodescribesandThemainfeaturesofthepaperEPON-depthstudyoftheprinciplesofstructure,EPONaccessnetworkintheuserapplication,theDistrict浙江大學碩士學位論文目錄constructionoftheaccessnetworkprograms;interoperabilityhasbfeasibilityofapplications,EPONtechnologyismoremature,theperformanceofexistingnetworkstomeettheapplicationrequiKeywords:EPON,FTTH,ONUV i I圖目錄 1 11.2國內外發(fā)展情況 2 2 41.3課題主要研究工作 5 7 7 2.4市場發(fā)展綜述 2.6本章小結 3.4本章小結 48 4.3經濟性分析 4.4本章小結 5.1測試目的 5.2測試配置 5.3測試內容及結果 5.4本章小結 錯誤!未定義書簽。 錯誤!未定義書簽。浙江大學碩士學位論文圖目錄 浙江大學碩士學位論文表目錄 表4.514號地塊光通道衰減核算表 表5.3上行以太網包吞吐量 1第1章緒論隨著Internet迅猛發(fā)展，網絡用戶對網絡帶寬需求日漸增而一直變化較少的傳統(tǒng)接入網已成為整個網絡中的瓶頸，各種新EPON(以太無源光網絡)作為一種新型的光纖接入網技術，采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網之上提供多種業(yè)務。的拓撲結構實現(xiàn)了以太網的接入。因此，它綜合了PON技術和以太網技術的優(yōu)點：低成本；高帶寬；擴展性強，靈活快速的服務重組；與現(xiàn)有以太網的兼容性；方便的管理等等。中國電信集團積極推進FTTx的試驗和建設，從2005年開始，組織在廣東、上海、湖北、北京4個地區(qū)開展了FTTH的現(xiàn)場試驗，對FTTH相關的技術標準、規(guī)劃建設、業(yè)務應用、運行維護21.2國內外發(fā)展情況日本：日本是全球FTTH發(fā)展最好的國家，日本政府將FTTH的普及程度視為社會信息化先進程度的標志，為此日本政府積極推動FTTH的發(fā)展。繼2001年日本開始實行“e-japan”計劃以及2004年底日本政府提出“u-japan”計劃后，2006年8月日本又推出“下一代寬帶發(fā)展戰(zhàn)略2010”,目標是：2010年寬帶覆蓋率達到100%,讓沒有寬帶建設的區(qū)域降為零；2010年日本90%的家庭都可接入超高速(傳輸速率為30Mb/s)網絡。2007年12月日本召開“消除數(shù)字鴻溝戰(zhàn)略會議”,重點是盡力消除大城市、中小城市與農村之間的信息差別，為此日本政府計劃由國家和地方政府負擔部分費用，將光纖鋪設至人口稀少地區(qū)，包括鄉(xiāng)村地展。目前日本的FTTH網絡為商業(yè)用戶提供1Gbps接入速率的服韓國：韓國是目前FTTB/FTTH家庭普及率居政府在2003年開始制定“IT839戰(zhàn)略規(guī)劃”,計劃逐步發(fā)展FTTx替代現(xiàn)有的DSL網絡，最終實現(xiàn)“u-Korea”的目標。2004年韓國提出了為期6年的BCN(BroadbandConvergenceNetwork)計劃，該計劃將投入804億美元，建設遍及全國的通信網絡，其中最后一公里將全面走向FTTH。2009年2月韓國廣播通信委員會宣布，3韓國政府和業(yè)界計劃在2012年前總共投資34萬億韓元(約合2.57億美元),在全國建成速度為目前10倍的光纜網絡、無線寬帶融合網絡(UBCN)。該網絡建成后，有線網最高傳輸速率將達美國：目前，美國的寬帶平均速率不足5Mbps,遠低于日本限為786kbps,而這一速率遠遠不能滿足視頻傳輸?shù)却笕萘繕I(yè)務發(fā)展十分迅速，2008年底FTTH/FTTB用戶達到600多萬。美國劃2004~2010年間共投入230億美元，用于建設FTTP網絡，扣除光纖網絡比傳統(tǒng)銅線網絡的維護費用降低而節(jié)省的50億美元成本，凈投資金額為180億美元，Verizon計劃到2010年FTTP網絡覆蓋1800萬用戶；AT&T在2005年啟動“光速”計劃，3年的建設。在俄羅斯，電信運營商TTK公司宣布計劃在2015年年公司2008年10月也提出建設光纖網絡的計劃，將于2011年在300個城市部署光4纖接入網。2009年2月希臘政府計劃耗資21億歐元構建全國寬帶網絡，希臘政府計劃在未來7年內在雅典、Thessloniki等50座城市，可為200萬家庭提供光纖連接，F(xiàn)TTH實現(xiàn)40%的國土覆蓋，為用戶提供100Mb/s帶寬。2008年底法國電信重申，為了響應法國政府2012年數(shù)字化法國的計劃，他們繼續(xù)承諾推進FTTH發(fā)展，一旦目前的試驗完成，另外，德國電信也開始在東歐建設FTTH網絡，英國BT也宣布建設100Mb/s的FTTH網絡。3]荼地大規(guī)模應用。尤其是2008年，是EPON網絡應用發(fā)展最為關鍵的一年。2007年8月，中國電信完成了對4萬線EPON設備的集中采購和《中國電信EPON設備技術要求V2.0》等相關企業(yè)標準的制訂工作。預計中國電信2008年光纖寬帶(FTTx)的建設需求會在200萬線左右。4萬線EPON設備的集采不僅激勵了中國電信各省公司國電信的步伐，中國網通于2008年初也開始了首輪EPON設備招標。中國網通EPON招標主要包括約3600套光線路終端(OLT)和89000線光網絡單元(ONU),其中光纜終端設備集采大大超出原計5劃的2000個。隨著EPON技術的成熟和試點應用，EPON必將大規(guī)模應用于電信運營城市和農村的寬帶接入和VoIP(VoiceoverInternetProtocol語音)中，有效節(jié)省建設投資成本和運營成本。[4][5]原理、協(xié)議棧結構、關鍵技術。分析EPON在工程實施設計要點，OLT、ODN和ONU的部署和工程實施過程中的要素。3、分析組網模式介紹EPON三種主要應用模式：FTTH、FTTB、FTTO,分析三種應用模式的接入方式、應用情況和使用場景。4、EPON工程實例結合具體工程實例，提出并驗證各種接入模式的實現(xiàn)方案，研究探討了EPON在運營商網絡運營中的不同建設模式。對EPON系統(tǒng)進行測試，包括以太網業(yè)務性能測試；上、下6行數(shù)據(jù)包吞吐量、時間延遲、丟包率、電路仿真測試和互聯(lián)網接入專線測試等。72.1PON技術發(fā)展APON以ATM(AsynchronousTransferMode異步傳輸模式)速率均為155.52Mbit/s的對稱速率幀結構；另一種是上行為155.52Mbit/s,下行為622.08Mbit/s的非對稱速率幀結構。在每53個字節(jié)的信元前面插入3字節(jié)的物理開銷。對155.52Mbit/s基本速率而言，傳輸協(xié)議基于包含56個ATM信元的下行幀，其中有54個數(shù)據(jù)信元，還有兩個PLOAM信元；上行幀的格式是53個信元，每信元56字節(jié)。當比特率提高到622.08Mb/s時，下行幀要擴展到224個信元，其中有216個數(shù)據(jù)信元，還有8個配；提供非常豐富完備的OAM(OperationAdministrationandMaintenance操作管理維護)功能，包括誤碼率監(jiān)測、告警、自8動發(fā)現(xiàn)與自動搜索、作為一種安全機制對下行數(shù)據(jù)進行攪碼加密英里以太網"(EFM)。EFM的物理層既包括用于點到點(P2P)連接EPON可以支持1.25Gbps對稱速率，將來速率還能升級到10Gbps。EPON下行幀周期為2ms。每幀開頭是長度為1字節(jié)的同數(shù)據(jù)包。這些數(shù)據(jù)包按照IEEE802.3協(xié)議組成，每個數(shù)據(jù)包包配一個數(shù)據(jù)包。EPON上行幀周期也為2ms,每幀包含許多可變IP/Ethernet應用占到整個局域網通信的95%以上，EPON由于使用上述經濟而高效的結構，從而成為連接接入網最終用戶的一種9傳輸機制上，通過新增加的MAC(MediaAccessControl介質訪問控制子層協(xié)議)控制命令來控制和優(yōu)化各光網絡單元(ONU)與光線路終端(OLT)之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實時的TDM(TimeDivisionMultiplexandMultiplexer時分復用和復用器)通需CDMA/CD(CodeDivisionMultipleAccess碼分多址),從而與APON/GPON類似的QoS(QualityofService質量服務)。Procedure通用成幀規(guī)程)。GFP是一種通用機制，它適配來自傳送網上高層客戶信令的業(yè)務，可對Ethernet、TDM(Time等多種業(yè)務進行封裝映射，能提供1.25Gb/s和2.5Gb/s下數(shù)據(jù))傳送；上行帶寬分配機制采用時隙指配(通過指示器);支持不對稱線路速率，下行2.488Gbit/s,上行1.244Gbit/s;線路碼是不歸零(NRZ)碼，在物理層有帶外控制信道，用于使拆和串接；縮短上行突發(fā)方式報頭(包括時鐘和數(shù)據(jù)恢復);動幀頭保護采用循環(huán)冗余碼(CRC),誤碼率估算采用比特交織奇偶補充豐富；幀的凈負荷中分2.2EPON的標準化情況光網絡(EPON),2006年6月發(fā)布；YD/T1531-2006接入網沒備測試方法-基于以太網方式的無源光網絡，2006年12月發(fā)布。在由EPON系統(tǒng)芯片的領導供應商Teknovus和工業(yè)與信息化新技術研討會》上，IEEE10GEPON工作組主席GlenKralner同時作為Teknovus公司首席科學家，宣布IEEE將在2008年基本完成10GEPON標準的制訂，之后，再經過內部有關的審核批在2008年推出。[9J[10]2.3.1技術參數(shù)比較表2.1依據(jù)相關標準對EPON與GPON兩種千兆比無源光網絡下行線路速率上行線路速率線路編碼分路比最大傳輸距離(km)TDM支持能力上行可用帶寬1100(在上行(Mbit/s)(傳輸IP1.244Gbit/s速率情業(yè)務)況下)有有下行數(shù)據(jù)加密沒有定義AES加密2.3.2技術成熟度比較(1)標準術經驗。(2)核心芯片和光收發(fā)模塊目前EPON核心芯片已發(fā)展大第三代階段，我國大陸和臺灣省的模塊的廠商已經超過20家。塊都是專用的自主或協(xié)作開發(fā)的模塊，還沒有專業(yè)的模塊廠商可(3)系統(tǒng)提供EPON系統(tǒng)的最初是一些新興專業(yè)廠商，如Alloptic和Salira等，現(xiàn)在傳統(tǒng)的主流電信大廠也進入該領域，極大的帶動了EPON產業(yè)化的發(fā)展?，F(xiàn)在能提供EPON系統(tǒng)的廠商10余家，提供GPON系統(tǒng)的廠商目前只有幾個新興的專業(yè)廠商，如2.3.3成本比較影響成本的因素是多方面的，比如：技術復雜度、規(guī)模產量芯片功能比較復雜，需要全新設計封裝格式，沒有對這方面比較很高的突發(fā)同步指標，對模塊中的驅動和前后放大器芯片的要求接收機的靈敏度也有很高要求，只能采用DFBBack分布反饋激光)發(fā)射機和APD(AvalanchePhotoDiode雪崩光電二極管)的接收機，而它們的成本幾乎是EPON模塊中使用的傳統(tǒng)FP發(fā)射機和PIN接收機的6倍(該數(shù)據(jù)來自光模塊廠商),所以，GPON光模塊的成本顯然要高于EPON光模塊。中就已經開發(fā)了早期的系統(tǒng)，開始進行小規(guī)?，F(xiàn)場試驗，一方面隨著標準的演化及時跟進，另一方面也為將來的大規(guī)模部署積累著相關的工程和服務經驗。這樣在標準頒布之時就早已做好了各方面的準備，一旦需求爆發(fā)馬上就可以開始大規(guī)模的部署。日本2.4市場發(fā)展綜述從2002年開始FTTH在日本燃起星星之火，2003年，這棵火種蔓延至美國和韓國，F(xiàn)TTH發(fā)展勢頭強勁。市場調研公司無源光網絡(PON),正在為該市場帶來繁榮景象，2008年出貨額從2004年的5.25億美元增長了22億美元，增長幅度達310%。2004年亞洲占全球PON銷售額的76%,北美占20%。2008年亞太預測，2009年底，亞太地區(qū)寬帶用戶的數(shù)量將從2005年的7500萬上升到1.29億，其中將有2300萬的用戶選擇國、日本、新加坡、韓國。在接受調查的12個熱點地區(qū)和國家中有一半市場的寬帶滲透率超過了30%,中國香港以84%的寬帶滲透率高居榜首，韓國以77%排在其后。著近年來我國電信運營商對FTTH的興趣越來越濃，建設速度已快速前進，早期在武漢、杭州、上海等地都進行了試點。為了奧運會的成功舉辦，北京在2008年投資66億美元擴展和升級電信逐步加大，已然成為了主要的接入手段。部分駐地運營商以及房地產商也開始對FTTH技術產生濃厚的興趣，積極與運營商合作1000~2000元下降到目前的200~300元；光纖的價格由幾年前的1.2元/米下降到目前的0.1元/米；ASIC芯片下降了30%~40%;的成本從2004年的2500元/線下滑到目前的1500元/線；FTTH的成本和使用費將達到與ADSL接近甚至相同的水平),為(2)潛在市場需求旺盛(如用戶對帶寬的需求、IPTV業(yè)務、高清晰度數(shù)字電視業(yè)務等需要20Mbit/s的帶寬),原ADSL等接(3)產業(yè)市場規(guī)模巨大(如我國未來FTTH用戶數(shù)若按1億計算，則相關設備和終端的市場規(guī)模將達到1500億元；電信運營業(yè)務收入每年接近1500億元；連帶的輻射作用對相關產品的拉動每年有500~1000億元，總計約有2000~2800億元),在未來10年內我國FTTH市場總規(guī)模將有可能超過10000億元。響)。[17]2.5EPON業(yè)務預測模型日本：從2002年開始發(fā)展FTTH,用戶數(shù)從2002年2萬人，的增長速率超過ADSL的增長速率，2006年FTTx:ADSL用戶數(shù)=800:1425萬戶，F(xiàn)TTx占寬帶用戶數(shù)35%。韓國：從2003年開始發(fā)展FTTx,2006年用戶數(shù)500萬人，平均每年保持300%的增長，2005年FTTx的增長速率不僅超過用戶數(shù)=700:300萬戶，F(xiàn)TTx占寬帶用戶數(shù)70%。北美：從80年代開始發(fā)展FTTx,速度一直比較緩慢，2005年迎來大發(fā)展，2005年用戶數(shù)400萬人，2006年用戶數(shù)600萬人，平均每年保持50%的增長。FTTx占寬帶用戶數(shù)15%。歐洲：從1985年開始發(fā)展FTTx,速度一直比較緩慢，2005年迎來大發(fā)展，2005年用戶數(shù)196萬人，2006年用戶數(shù)231萬人，平均每年保持21%的增長。FTTx占寬帶用戶數(shù)10%。(2)國內寬帶用戶增長趨勢截至2008年底，中國網民規(guī)模達到2.98億人，較2007年增長41.9%,互聯(lián)網普及率達到22.6%,略高于全球平均水平(21.9%)。繼2008年6月中國網民規(guī)模超過美國，成為全球第一之后，中國的互聯(lián)網普及再次實現(xiàn)飛躍，趕上并超過了全球平均水平。浙江大學碩士學位論文第2章EPON技術綜述美國調查顯示，2008年下半年，90.6%的中國網民使用過寬帶接入互聯(lián)網，即2.7億中國網民使用了寬帶訪問互聯(lián)網，較2007據(jù)工業(yè)和信息化部統(tǒng)計顯示，截至2008年第3季度，我國互聯(lián)網長途電路達到8,935,811個2M,比2007年末增長了近一倍(94%),全國光纜線路長度比2007年末新增61.8萬公里，達到639.5萬公里?；ヂ?lián)網寬帶接入端口數(shù)達到10,372.1萬個，其中xDSL端口數(shù)8,672.7萬個，比2007年末增長了22%。2008年我國電信網的通信能力快速提升，帶動了我國寬帶互聯(lián)網的發(fā)展。寬帶的快速普及推動了各項網絡應用的發(fā)展，但我國寬帶上浙江大學碩士學位論文第2章EPON技術綜述0圖2.2中國寬帶網民規(guī)模對比光纖和設備成本等綜合因素的影響，根據(jù)我國的情況。纖和設備成本等因素，樂觀估計影響力為20%,保守估計為10%。影響力記為A。從負面的因素考慮，由于受到新技術的沖擊、運營商策略的影響，樂觀估計政策對FTTx用戶數(shù)發(fā)展的影響為10%,即可能減少10%的用戶，保守估計影響為20%,影響力記為B。用戶數(shù)=前年用戶數(shù)*(用戶數(shù)增長率/國家數(shù)量+A-B-C)*用戶數(shù)增長的加權值(0.9)+前一年寬帶用戶數(shù)*(寬帶用戶數(shù)增長率+1)*(占寬帶用戶數(shù)比列/國家數(shù)量+A-B-C)*比列計算的加權值(0.1)樂觀估計：(2.1)∑FTTx用戶數(shù)增長率/國家數(shù)量寬帶用戶數(shù)增長率+1,假設寬帶用戶增長率2009年為40%,2010年為30%,2011年為20%(2.2)∑FTTx占寬帶用戶數(shù)比列/國家數(shù)量+A-B-C=(35%+70%+15%+10%)/4+20保守估計：(2.3)ZFTTx用戶數(shù)增長率/國家數(shù)量寬帶用戶數(shù)增長率+1,假設寬帶用戶增長率2009年為40%,2010年為30%,2011年為20%(2.4)ZFTTx占寬帶用戶數(shù)比列/國家數(shù)量+A-B-C=12.5%根據(jù)預測，我國到2009年EPON用戶數(shù)將達到800萬，2010年將達到1300萬，20011年將達到2100萬。EPON用戶數(shù)達到寬帶用戶數(shù)的10.41%,比2008年增加10個百分點。GPON;分別從技術參數(shù)、技術成熟度和成本上對兩種接入技術進行比較，得出結論，無論從哪個方面、現(xiàn)在還將在未來的發(fā)展始終難以與EPON競爭；分析國內外市場有繼續(xù)發(fā)展完善的必要性和可行性。對于中國的運營商而言，在部署GPON的進程中，采用從低速到高速，從IP業(yè)務接入到綜合3.1EPON原理3.1.1EPON網絡結構以太網無源光網絡(EPON)是一種采用點到多點(P2MP)結構ONU/ONT2無源光分路IFpoN:PON專用接口生：0DN中的無源光分路器可以是一個或多個光分路器的級聯(lián)OLT:(OpticalLineTerminal光纜終端設備)向無源光纖網絡的光纖接口；上行方向，OLT提供GE(GigabitEthemet千兆以太網)、10Baes-T、100Base-T、10GBase-X等接口標準，通過支持E1接口來實現(xiàn)傳統(tǒng)TDM話音接(1)向ONU以廣播方式發(fā)送以太網數(shù)據(jù)；(2)發(fā)起并控制測距過程，并記錄測距信息；(3)發(fā)起并控制ONU功率控制；發(fā)送窗口大??；(5)其它相關的以太網功能。ODN:(OpticalDistributionNetwork光配線網絡)比為8、16、32或64。正是因為有了ODN無源設備，使得整個是一個或多個光分路器的級聯(lián)。注意點：(2)在單模光纖上，以1000Mbps速率，分路比為1:32,傳輸距離達到10km;(3)在單模光纖上，以1000Mbps速率，分路比為1:16,傳輸距離達到20km;(4)符合ITU-TG.652要求的單模光纖；(5)上行應使用1260nm~1360nm波長；(6)下行應使用1480nm~1500nm波長；(7)使用1540nm~1560nm波長實現(xiàn)CATV(CommunityAntennaTelevision有線電視)業(yè)務。ONU:(OpticalNetworkUnit光網絡單元)/ONT(OpticalNetworkTermination光網絡終端)網絡連接)位于用戶端，放在住戶、企業(yè)或單元)處，提供客戶的語音，數(shù)據(jù)和視頻與PON間的接口。(1)選擇接收OLT發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)；(2)響應OLT發(fā)出的測距及功率控制命令，并作相應的調(3)對用戶的以太網數(shù)據(jù)進行緩存，并在OLT分配的發(fā)送(4)其它相關的以太網功能。和SDH(SynchronousDigitalHierarchy同步數(shù)字系列)網元，從而極大地簡化了傳統(tǒng)的多層重疊網絡結構。(1)消除了ATM和SDH層，從而降低了設備成本和運行成(2)與現(xiàn)有以太網的兼容；(3)下行業(yè)務速率高達1Gbit/s,按64個ONU計算返回的上行業(yè)務速率可超過800Mbit/s;(4)由于硬件簡單，無須外場電子設備，使安裝部署工作得以簡化；(5)改進了電路的靈活指配和業(yè)務的提供和重配置能力；(6)易于在EPON結構上開發(fā)更寬范圍和更靈活的業(yè)務。長可變至1518字節(jié)傳送數(shù)據(jù)，而APON根據(jù)ATM協(xié)議，按照固定長度53個字節(jié)包來傳送數(shù)據(jù)，其中48個字節(jié)負荷，5個字節(jié)開銷。這種差別意味著APON運載IP協(xié)議的數(shù)據(jù)效率低且困難。用APON傳送IP業(yè)務，數(shù)據(jù)包被分成每48個字節(jié)一組，然后在每一組前附加上5個字節(jié)開銷。這個過程耗時且復雜，也給OLT和ONU增加了額外的成本。此外，每一48個字節(jié)段就要浪費5個字節(jié)，造成沉重的開銷，即所謂的ATM包的稅頭。相反，以太網傳如圖3.2所示：的認證(本過程可選),允許0NU接1123<1322333122TDM(TimeDivisionMultiplexing)TDMA(TimeDivisionMultipleAccess)◆下行波長為1490nm◆OLT發(fā)送的混合數(shù)據(jù)通過Splitter到達每個用戶的ONU;◆每個ONU只接收發(fā)給自己的數(shù)據(jù)，丟棄其它數(shù)據(jù)；◆上行波長為1310nm◆每個ONU在OLT允許的時間段內向OLT發(fā)送數(shù)據(jù)；◆無需沖突檢測報文不需要分片圖3.2上下行傳輸原理根據(jù)IEEE802.3ah協(xié)議，每一個數(shù)據(jù)幀的幀頭包含前面注冊時分配的、特定ONU的邏輯鏈路標識(LLID),該標識表明本數(shù)據(jù)幀是中的唯一一個。另外，部分LLID,在物理層上做判斷，接收給它自己的數(shù)據(jù)幀，摒棄那些給收到包1、2、3,但是它僅僅發(fā)送包1給終端用戶1,摒棄包2和包3。層面來說，就是多少可以傳輸數(shù)據(jù)的基本時隙，每一個基本時隙ONU與OLTPON端口之間時鐘是嚴格同步的，每一個ONU只能夠在OLT給他分配的時刻上面開始，用分配給它的時隙長度傳輸數(shù)據(jù)。通過時隙分配和時延補償，確保多個0NU的數(shù)據(jù)信號耦合到上行的信號，所以ONU之間的通信，都必須通過OLT,在OLT可行保障：(1)所有的ONU接入的時候，系統(tǒng)可以對ONU進行認證，認(3)加密，對于每一對ONU與OLT之間，可以啟用128位的(4)VLAN(VirtualLocalAreaNetwork虛擬局域網)隔浙江大學碩士學位論文第3章EPON網絡體系結構3.2EPON協(xié)議棧結構對于以太網技術而言，PON是一個新的媒質。802.3工作組OSIOSI參考應用層0AM(可選)表示層會話層傳輸層網絡層數(shù)據(jù)鏈路層7EC(可選)7Y無源光介質(可選)宏(可選)GMII上2GMII=千兆比媒質獨立接OLT-光線路終端ONU=光網絡單元PCS=物理編碼子層PMA一物理媒質阻加PMD=物珂媒質相關RS=調和子層EPON系統(tǒng)通過一條共享光纖將多個DTE(DataTerminalEquipment數(shù)據(jù)終端設備)連接起來，其拓撲結構為不對稱的基ControlProtocol多點控制協(xié)議)基礎上，該協(xié)議是MACcontrol子層的一項功能。MPCP使用消息，狀態(tài)機，定時器來控制訪問該子層是通過在每個數(shù)據(jù)報的前面加上一個LLID(LogicalLinkIdentification)邏輯鏈路標識來實現(xiàn)的。該LLID將替換前導碼多點的主從設備之間規(guī)定了一種控制機制以協(xié)調數(shù)據(jù)有效的發(fā)發(fā)送，位于OLT的高層負責處理發(fā)送的定時、不同ONU的3.2.3EPON的物理層送可靠數(shù)據(jù)的責任。物理層的主要功能是將數(shù)據(jù)編成合適的線路碼；完成數(shù)據(jù)的前向糾錯；將數(shù)據(jù)通過光電、電光轉換完成數(shù)據(jù)物理編碼子層(PCS);同千兆以太網的物理層相比，唯一不同的是EPON的物理層多了一個前向糾錯子層(FEC),其它各層的名稱、功能、順序沒有太大的變化。前向糾錯子層完成前向糾錯的功能。這個子層是一個可選的子層，它處在物理編碼子層和物理媒體附屬子層中間。它的存在引入使我們在選擇激光器、分光器的分路比、接入網的最大傳輸距離時有了更大的自由。從宏觀上講，除了FEC層PCS子層處于物理層的最上層。PCS子層上接GMII接口下接PMA子層，其實現(xiàn)的主要技術為8b/10b,10b/8b編碼變10比特的數(shù)據(jù)能有效地減小直流分量，便于接收端的時鐘提取，浙江大學碩士學位論文第3章EPON網絡體系結構降低誤碼率，因此PCS層需要把從GMII口接收到的8位并行的數(shù)據(jù)轉換成10位并行的數(shù)據(jù)輸出。這個高速的8b/10b編碼器的工作頻率是125MHz,它的編碼原理基于5b/6b和3b/4b兩種編碼發(fā)送過程從RS層通過GMII口發(fā)往PCS層的數(shù)據(jù)經過發(fā)送模塊的處理(主要是8B/10B):根據(jù)GMII發(fā)來的信號連續(xù)不斷地自動協(xié)商過程設置標識通知PCS發(fā)送過程發(fā)送的是空閑碼、否可靠。接收過程從PMA經過同步數(shù)據(jù)單元指示原語連續(xù)接收碼流。PCS接收過程監(jiān)督這些碼流并且產生給GMII的數(shù)據(jù)信號，同的收發(fā)滿足RD平衡規(guī)則。在鏈路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)除了256個數(shù)據(jù)碼之外，還有12個特殊的碼組作為有效的命令碼組出現(xiàn)。號，這個號碼決定了哪個ONU有權接收廣播的數(shù)據(jù)。這個兩字節(jié)的字段所處的位置見圖3.4。圖3.4LLID在幀中的位置這個兩字節(jié)的字段占據(jù)了原千兆以太網802.3z中前導碼新增的LLID,我們可以把它當作數(shù)據(jù)發(fā)送出去，不用對PCS作什么變動。但是對于EPON中SPD位置的這種變化，我們必須給以是固定的，我們要準確地把前導碼的第三個字節(jié)用/S/來替代，否則ONU會收不到正確的以太網包。這是因為SPD在整個八字節(jié)的前導碼中有固定的位置，它起著指示LLID和CRC位置的作用。如果它不能出現(xiàn)在以太網包頭中的第三個字節(jié)的話，我們就不能夠得到正確的LLID值。沒有正確的LLID,處于等待狀態(tài)的ONU在上行時不是連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的通信模式叫突發(fā)通信。在OLT側，PCS的發(fā)送和接收都處于連續(xù)的工作模式；而在0NU側的PCS子層接收方向是連續(xù)接收OLT側來的廣播數(shù)據(jù)，而在發(fā)送方向，卻是在斷斷續(xù)續(xù)地工作。因此EPON的PCS子層不僅要能像普通的千兆PCS子層一樣在連續(xù)的數(shù)據(jù)流狀態(tài)下能正常工作，在面對突發(fā)發(fā)送和突發(fā)接收時也要保持穩(wěn)定。其中OLT側的突發(fā)同步和突發(fā)送FEC子層接收從PCS層發(fā)過來的包，先進行10b/8b的變的包間間隔，最后再把整個包經過8b/10b編碼并把數(shù)據(jù)發(fā)給接收把經字節(jié)對齊之后的數(shù)據(jù)進行RS譯碼、插入空閑碼后發(fā)送數(shù)據(jù)到PCS層。能有效地減小誤碼率，滿足高性能光纖通信系統(tǒng)的要求，可以使誤碼率從糾錯前的10-4降至糾錯后的10-12;大分路比的分光器的衰減很大，配合使用前向糾錯技術，在同樣的接入距離內，可以使用大分路比的分光器，支持更多的接入用戶；格低廉的FP激光器作為光源，大幅降低成本，減小在光模塊方面的開銷。作為一項技術，它也有一些不足之處：FEC會增加開銷，增加系統(tǒng)的復雜性，使有效傳輸速率減小。但總的看來，它為系統(tǒng)帶來的好處遠大于它給系統(tǒng)帶來的不便，是一個很好的選擇方EPON的PMA層技術同千兆以太網PMA層技術相比沒有什么變化，其主要功能是完成串并、并串轉換，時鐘恢復并提供環(huán)回測試功能，它同相鄰子層的接口是TBI接口。的速率發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。802.3ah要求傳輸鏈路全部采用光無源器件，光網絡能支持單纖雙向全雙工傳輸。上下行的激光器分別工作在1310nm和1490nm窗口；光信號的傳輸要做到當光分路比較小的時候，最大傳輸20km無中繼。按所處位置的不同，光模塊又可以分為局端和遠端兩種。對于遠端的光模塊而言，接收機處于連續(xù)工作狀態(tài)，而發(fā)送機則工在剩下的時間段里，激光器并不發(fā)送數(shù)據(jù)。由于激光器發(fā)送數(shù)據(jù)的速率是1.25Gbps,因此要求激光器的開關的速度要足夠快。同3.3EPON關鍵技術3.3.1EPON數(shù)據(jù)鏈路層關鍵技術數(shù)據(jù)鏈路層的關鍵技術主要包括：上行信道的多址控制協(xié)議協(xié)議兼容性問題。由于下行信道采用廣播方式，帶寬分配和時延控制可以由高核心。目前的802.3ah標準確定在EPON的MAC層中增加MPCP子網幀不作分割，而是組合，即：每個時隙可以包含若干個802.3寬分配(DBADynamicBandwidthAllocation)功能支持即插即用、服務等級協(xié)議(SLAService-LevelAgreement)和QoS。的算法及802.3ah標準中是和動態(tài)兩種，靜態(tài)帶寬由打開的窗口尺寸決定，動態(tài)帶寬則根據(jù)率較低，采用DBA可以提高上行帶寬的利用率，在帶寬相同的情況下可以承載更多的終端用戶，從而降低用戶成本。另外，DBA所具有的靈活性為進行服務水平協(xié)商(SLA)提供了很好的實現(xiàn)途OLT匯報當前的業(yè)務需求(Request)(如：各類業(yè)務的在ONU的緩數(shù)據(jù)幀。由此可見，由于OLT分配帶寬的對象是ONU的各類業(yè)務而非終端用戶，對于QoS這樣一個基于端到端的服務，必須有高以OLT時鐘為參考時鐘，各個0NU時鐘和OLT時鐘同步。OLT周同步的要求是在某一ONU的時刻T(ONU時鐘)發(fā)送的信息比特，OLT必須在時刻T(OLT時鐘)接收他。在EPON中由于各個ONU到的時鐘必須比OLT的時鐘有一個時間提前量，這個時間提前量就是上行傳輸時延，也就是如果OLT在時刻0發(fā)送一個比特，ONU的數(shù)據(jù)幀延時不同，因此必須引入測距和時延補償技術以防止數(shù)的間隔，從而提高上行信道的利用率并減小時延。另外，測距過的測距由OLT通過時間標記(Timestamp)在監(jiān)測ONU的即插即用浙江大學碩士學位論文第3章EPON網絡體系結構2.ONU在T2接收GATE,調整自身計數(shù)器顯示為T13.ONU在T3發(fā)送報告，顯示時間標記為T44.OLT在絕對時間T5接收報告圖3.5測距和時延補償隙標記時，將本地計時器重置為T1,然后在時刻T3回送一個包幀中的本地時間戳為T4;OLT在T5時刻接收到該響應幀。通過由于OLT長時間(如3min)收不到ONU的時間戳標記，則判定其GATE=T-RTT。在時戳和開始時間之間所定義的最小延時，實際上就是允許處理時間。在時戳和開始時間之間所定義的最大延多邏輯端口支持，即對于OLT而言，其邏輯對象是0NU還是具體終端用戶。如果OLT的邏輯對象是ONU,則對ONU內用橋接功能),ONU間的橋接和流量控制由OLT控制；如果OLT的邏輯對象是每個用戶，則OLT的邏輯鏈路控制(MAC層以上功能)直ID)對應多個終端用戶。換/橋接功能減少了EPON的流量，相對增加了上行和下行信道的降低了造價；高層軟件技術足以解決單LLID/ONU方案中的二級司為代表又提出另一種方案，即LLID既不與終端用戶對應也不用戶的對應關系由網管靈活決定，當前協(xié)議兼容性問題仍處于爭3.3.2EPON物理層關鍵技術括：突發(fā)信號的快速同步、網同步、光收發(fā)模塊的功率控制和自適應接收。很短的時間(幾個比特內)內實現(xiàn)相位的同步，進而接收數(shù)據(jù)。此光纖傳輸時延可達0.1ms(105個比特的寬度),為避免OLT接收側的數(shù)據(jù)碰撞，必須利用測距和時延補償技術實現(xiàn)全網時隙同步，使數(shù)據(jù)包按DBA算法對于OLT的接收模塊，不同時隙的功率不同，在DBA應用中，甚至相同時隙的功率也不同(同一時隙可能對應不同的ONU),稱為“0”、"1”電平的判決點。為解決“遠近效應",曾提出過功在EPON中支持QoS的關鍵在3個方面：一是物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的安全性；二是如何支持業(yè)務等級區(qū)分；三是如何支持傳統(tǒng)因為在全雙工的以太網中，是點對點的傳輸，而在共享媒體的EPON的下行信道以廣播方式發(fā)送，任何一個ONU可以接收到OLT發(fā)送給所有ONU的數(shù)據(jù)包。這對于許多應用，如付費電視、視頻幀各個部分加密，主要方案是給合法的ONU分配不同的密鑰，利太網幀，對此，802.3ah標準中為每個連接設定LLID邏輯鏈路標識，每個0NU只能接收帶有屬于自己的LLID的數(shù)據(jù)報，其余的數(shù)據(jù)報丟棄不再轉發(fā)。不過LLID主要是為了區(qū)分不同連接而設為此IEEE802.3ah工作組從2002年下半年起成立單獨的小組，負責整個802體系的安全性問題的研究和解決。目前提出的安全機制從幾個方面來保障：物理層ONU只接收自己的數(shù)據(jù)幀，AES的數(shù)據(jù)鏈路層的業(yè)務區(qū)分和時延控制。因此，支持業(yè)務等級區(qū)分建立8種業(yè)務隊列，不同的隊列采用不同的轉發(fā)方式；在上行信建立8種業(yè)務端口隊列，既要區(qū)分業(yè)務又要區(qū)分不同發(fā)并提高上行信道的利用率，所以可以進一步引入幀組合的優(yōu)先機制用于區(qū)分服務。但在ONU端，如何既能區(qū)分業(yè)務類型又能區(qū)盡管數(shù)據(jù)業(yè)務的帶寬需求正快速增長，但現(xiàn)有的電路業(yè)務還有很大的市場，在短期內仍將發(fā)揮其巨大的作用，在今后幾年內交換網業(yè)務，將分組交換業(yè)務與電路交換業(yè)務結合有利于EPON的市場應用和滿足不同業(yè)務的需要。因此現(xiàn)在大家談論的EPONEFM對TDM在EPON上如何承載，在技術上沒有作具體規(guī)定，影響傳統(tǒng)業(yè)務(話音和圖像)在EPON中傳輸?shù)男阅苤笜酥饕撬惴ê蜁r隙劃分的“低顆粒度”(TinGranularity)保障，而對傳統(tǒng)業(yè)務端到端的QoS支持則由現(xiàn)存的3.4本章小結本章描述了EPON的網絡結構和傳輸原理；介紹了EPON的協(xié)4.1EPON組網設計4.1.1OLT部署方案光線路終端布放位置一般有以3種方式：機房),其特點為覆蓋范圍大，便于操作和管理，適于早期用戶比較少或集中管理的場景。(2)遠端中心機房，其特點為覆蓋范圍適中，便于操作和管理，同時兼顧容和資源。(3)戶外機房或小區(qū)機房，其特點為節(jié)省光纖，但管理和維這種方式。于資源共享，節(jié)省資源。22]4.1.2分光器布放方式分光器可采用一級或多級分光，分光方式一般采用等功率方式，也可采用不等功率的方式，主要取決于地形和潛在用戶分布等因素的影響。如大型住宅區(qū)或商業(yè)區(qū)。(2)二級分光，適用于稀疏型布局。分光器采用二級分光時，故障點增加，維護成本高，熔接點/接頭增加，分布較靈活典型應用于需求分散的城鎮(zhèn)，如小型住宅區(qū)或中小城市。(3)多級分光，適用于稀疏型布局。分光器采用多級分光時，同樣故障點增加，維護成本很高，熔接點/接頭增加，分布非常靈活，其典型應用于成帶狀分布的農村或商業(yè)街。對于城市住宅小區(qū)等環(huán)境的應用，由于業(yè)務分布比較均勻，一般采用等功率分光。對于農村、礦區(qū)、沿?；蚝哟驳酿B(yǎng)殖基地、商業(yè)街等特殊環(huán)境的應用，由于業(yè)務分布極不均勻，可采用不等功率分光。4.1.3分光器布放原則分光器放置于中心機房，便于管理和維護，但由于光纖量比較大，網絡彈性不足，實施費用比較高，沒有充分發(fā)揮PON網絡的優(yōu)勢。分光器放置于遠端中心機房，集中分光，便于安裝；網絡結構比較簡單；用戶密度比較高時，總的建設費用較低。4.1.4ONU部署方案的要求較高的區(qū)域，如別墅區(qū)，而且開發(fā)商有積極性參與網絡建設。此時組網方式一般采用從局端的OLT引出光纜到別墅區(qū).在別墅區(qū)內一個相對中心位置放置分光器，然后通過小芯數(shù)管道光纜或新型的小芯數(shù)直埋光纜連至用戶家中的ONU,可以根據(jù)用戶FTTB方式適用于在單棟商務樓用戶相對數(shù)量不多、帶寬要求不高的場景。一般的組網方式為從局端OLT引出光纜到商務樓附近的光纜交接箱，在光纜交接箱中放置分光器，從交接箱引光纜帶上網業(yè)務。在這種情況下，建設時需要根據(jù)用戶帶寬需求及數(shù)的前提下，采用最新的數(shù)字用戶線(DSL)技術，盡量使用長的雙4.1.5組網應用方案利用EPON技術是實現(xiàn)光纖到駐地(FTTP)的有效網絡解決方案，根據(jù)目前各運營商對于信息化的需求來看，大致可分為住宅小區(qū)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)街和邊遠地區(qū)、特殊應用幾種接入方式，下(1)住宅小區(qū)端或樓道，分光器設置于樓道或小區(qū)機房或地下室。對于老住宅省投資。分光器設置于小區(qū)機房或地下室。不管是新建小區(qū)還是式，一般采用一級分光，若需求比較分散，也可采用二級分光。房，結合其內部交換機完成各類業(yè)務的接入，這種模式類似于小區(qū)接人中的FTTB模式。由于工業(yè)區(qū)的需求一般比較密集，建議商務街區(qū)的特點是沿街分布眾多的商務樓，樓內分布著多家通過交換機或路由器與公司內部網相連。分光器宜放置于樓內綜OLT宜放置于中心機房，建議分光方式采用等功考慮到商務街或別墅用戶的每個用戶的平均收入(ARPU)值比(4)在邊遠地區(qū)接入點的應用對于距離已有傳輸接入點較遠、用戶相對集中的邊遠地區(qū)，采用EPON技術將能夠很好地發(fā)揮其技術優(yōu)勢。在用戶集中的區(qū)宜放置于遠端中心機房，如果距離還受限，可適當將OLT下移或利用少分光比分路器或不等功率分光的方式。在邊遠地區(qū)，用戶業(yè)務需求一般比較分散，一狹長商業(yè)街等特殊應用場景，業(yè)務分布極不均勻，呈帶狀或鏈狀20km的距離限制。這里需要重點說明的是需進行詳細的功率預算，并需要留有一定的功率預算富裕度(2dB左右)。為了節(jié)省光纜的投資，一般思維是在業(yè)務需求集中點分叉的基于上述原因，為了節(jié)省光纜的建設成本，同時減少分光器4.2EPON工程實例4.2.1EPON在住宅小區(qū)中應用方案項目簡介××小區(qū)由4幢高層、5幢小高層、1幢多層及1個幼兒園組成?？偨ㄖ娣e28535平方米?？偨尤朦c約為631個，本次工程設6#樓地下層約12平方的機房一個。1#樓6層，每層2單元4戶；2#、3#、4#樓均11層，每層2單元4戶；5#、6#均17層，每層1單元4戶，其中1層為居民活動室；7#樓10層，每層3單元6戶，其中1層1單元14個商鋪接入點、2單元4個、3單元4個；8#、9#樓17層，每層1單元5用戶；10#樓11層，每層1單元5個用戶，幼兒園3層，共有數(shù)據(jù)語音點8個，數(shù)據(jù)點1個?？偨尤朦c約為631個。解決方案供方便。本工程擬建采用光纜到每單元(或每樓)地下層信息箱或機組網方案接入層設備與各服務器之間需通過華為公司的認證與計費；VoIP業(yè)務經寬帶接入服務器(BAS),QinQ終結到該方案的優(yōu)點：在OLT上行流量較大的情況下，節(jié)省8500—浙江大學碩士學位論文第4章EPON組網設計與實現(xiàn)YY圖4.1小區(qū)EPON系統(tǒng)和IP網對接組網示意圖OLT、ONU建設方案(1)OLT上聯(lián)方案采用從本樓機房內敷設8D主干光纜(主干光安裝地點見表4.1。網元名稱設備設備安裝地點上聯(lián)端口類型設備配置型號待定6#樓電信機房1#樓1單元1個分路器支路1個分路器支路2#樓1單元1個分路器支路1個分路器支路2#樓2單元1個分路器支路1個分路器支路3#樓1單元1個分路器支路1個分路器支路3#樓2單元1個分路器支路1個分路器支路4#樓1單1個分路器元支路1個分路器支路4#樓2單元1個分路器支路1個分路器支路5#樓1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路續(xù)表4.1網元設備設備安裝上聯(lián)端口設備配置名稱型號地點類型6#樓1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路7#樓1單元1個分路器支路1個分路器支路7#樓2單元1個分路器支路1個分路器支路7#樓3單元1個分路器支路1個分路器支路8#樓1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路9#樓1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路10#樓1個分路器支路1個分路器支路1個分路器支路續(xù)表4.1網元名稱設備設備安裝地點上聯(lián)端口類型設備配置型號1個分路器支路幼兒園1個分路器支路情況見表4.2。表4.2小區(qū)設備配置情況樓宇情況用戶情況終期配置初期配置套數(shù)分光器套數(shù)分光器信息箱位置信息箱覆蓋范圍總用戶數(shù)類型數(shù)量類型數(shù)量元本樓2311元本單元21元本單21元元本單元213#2單元本單元214#1單元本單元214#2單元本單元215#樓本樓516#樓本樓51元本單元217#2單本21元單元7#1單元本單元21續(xù)表4.2樓宇情況用戶情況終期配置初期配置套數(shù)分光器套數(shù)分光器信息箱位置信息箱覆蓋范圍總用戶數(shù)類型數(shù)量類型數(shù)量8#樓本樓63119#樓本樓6110#樓本樓41幼兒園本樓98911共計31(3)OLT與ONU的網管平臺應采用統(tǒng)一的網管系統(tǒng)，該網管系警管理、性能管理等功能。本方案建議將網管設備安裝在杭州電信網管中心，采用帶內網管方式，網管信息通過IP城域網連接到網管中心，此方式無需額外的網管數(shù)據(jù)通道。為便于杭州電信OLTOLT網管承載網縣市局終端市局終端市局終端IAD網管97系統(tǒng)v5ODN建設方案(1)OBD與入戶光纜建設方案分路器采用集中放置，設置在小區(qū)機房內。采用一級分光方式，在機房內安裝1個1:16光分路器，覆蓋用戶數(shù)為283戶，機房到每個樓道之間布放各一條12芯光纜，1~2芯備用。每個樓道根據(jù)用戶數(shù)設置1~2個匯聚點，每個匯聚點安裝一個800×600×180mm規(guī)格的電信網絡箱，每個網絡箱內最大配置2臺ONU(F820)。電信網絡箱內需引入220V電源，電源可以是市電梯電。從網絡箱到每一用戶家庭內布放一根五類線，語音、數(shù)據(jù)合用，當用戶有IPTV需求時，可考慮用家庭網關模式解決。(2)配線光纜建設方案從已建的最進的光交接點布放1條8芯配線光纜至該小區(qū)機(3)光通道衰減核算遠用戶終端的光通道衰減進行核算，具體核算數(shù)值如下表所示。表4.3小區(qū)光通道衰減核算表序號核算設備、材料名稱單位數(shù)量衰減值1最遠用戶的光纜長度(從區(qū)域中心局算起)公里52光纖活動連接器個63光纖熔接接頭個341:16光分路器個15設規(guī)范中關于1000BASE-PX20D接口在1490nm波長時的最大光鏈路衰減值(23.5dB),考慮到建設規(guī)范中有關設備的接口已預留了一定量的衰減富余度，本次光通道衰減核算不計光纖衰減的富余4.2.2EPON在商業(yè)樓宇中應用方案項目簡介××商業(yè)廣場由一幢22高層辦公樓及4層裙房(超市)組成，規(guī)劃總用地面積為23400平方米，總用戶數(shù)約為582戶。5層以上每辦公間均有1個信息點位，每層共計32個；1~4層辦公部分共有6個信息點位；超市部分目前無具體信息點位；以上信息點本項目根據(jù)用戶需求，并充分考慮利用現(xiàn)有光網絡資源，采光纖作為傳輸高速率、大容量、多業(yè)務的最佳媒質，采用光纜接入的方式提供寬帶業(yè)務，可以為用戶提供更加高的帶寬，為解決方案同時采用FTTO形式建設數(shù)據(jù)系統(tǒng)。光纖到大樓方式解決商業(yè)廣語音部分采用9806H集中疊放，管線按綜合布線系統(tǒng)的基本配置設計，在主樓2層、6層、9層、12層、15層、18層、21層及超市地下一層設置接設網絡分線箱，由機房總配線柜引入配線電纜；語音電纜的容量按用戶數(shù)的1:1以內考慮。由于該大樓5層裙房為精品店及超市，在每層樓梯處預留過路盒，用戶線數(shù)據(jù)部分擬在主樓2層、6層、9層、12層、15層、18層、21層放光纜分線箱1個。光纜由機房OD數(shù)據(jù)水平布線暫不布放。在地下1層設機房一間，約17平米。組網方案ONU之間的ODN(包括光纖和OBD)的建設，構成點對多點形式的無源光網絡，實現(xiàn)光纖到樓(FTTB),開展綜合業(yè)務接入的運營模式，建設下一代全光接入網，小區(qū)EPON系統(tǒng)組網示意圖見圖4.3。機房機房小區(qū)機房弱電井用戶房網絡分線箱圖4.3商業(yè)廣場EPON系統(tǒng)FTTB組網示意圖接入層設備與各服務器之間需通過華為公司的S8512路由交換機后再連接各業(yè)務服務器。ODN建設方案(1)分路器的最大利用率，應考慮維護人員的維護要求，應根據(jù)用戶分布密度及分布形式，選擇最優(yōu)化的光分路器組合方式和合適的安裝位本次工程中，采用一級分光方式，在機房內安裝1個1:16(2)光纜建設方案主干光纜范圍為××OLT局到××商業(yè)廣場的-1層機房，光域內最終用戶總容量基礎上冗余10%左右的規(guī)模確定。本工程的主干光纜由××OLT局布放一條長度為2100米的24芯GYSTA光纜到××商業(yè)廣場的地下一層機房。2、配線光纜建設方案對配線光纜的布放，建議按照網絡覆蓋區(qū)域內的最終用戶總容量考慮10%左右的光纖資源冗余以滿足未來用戶和業(yè)務發(fā)展需求，一次性布放到位。(3)光通道衰減核算采用最壞值法對本次××商業(yè)廣場FTTB建設工程光分配網絡(ODN)中最遠用戶終端的光通道衰減進行核算，具體核算數(shù)值表4.4商業(yè)廣場光通道衰減核算表序號核算設備、材料名稱單位數(shù)量衰減值1最遠用戶的光纜長度(從區(qū)域中心局算起)公里2光纖活動連接器個63光纖熔接接頭個841:16光分路器個15上表所列本工程建設方式的ODN光鏈路衰減核算值，符合建設規(guī)范中關于1000BASE-PX20D接口在1490nm波長時的最大光鏈路衰減值(23.5dB),考慮到建設規(guī)范中有關設備的接口已預留了一定量的衰減富余度，本次光通道衰減核算不計光纖衰減的富余4.2.3EPON在別墅區(qū)中應用方案項目簡介××14號地塊由3幢12層小高層及5幢3層排屋組成，總用戶數(shù)約為464戶。本工程擬采用FTTH方式解決數(shù)據(jù)、語音需技術，針對14號地塊來進行寬帶網絡的建設。根據(jù)省公司關于EPON應用模型的設定，且能實現(xiàn)與開發(fā)商共贏的用戶建議選用FTTH的模式接入14號地塊。解決方案本工程在小高層每個單元地下層及排屋每幢樓地下層均安裝光分線箱，用戶家庭信息箱內的一芯皮線光纜集中匯聚于相應地下層光分線箱，再由光分線箱上聯(lián)至機房ODF架。本工程擬在地下1層設機房一間，約40平米。光分路器集中疊放于此。組網方案纖到戶(FTTH),開展綜合業(yè)務接入的運營模式，建設下一代全光浙江大學碩士學位論文第4章EPON組網設計與實現(xiàn)接入網，小區(qū)EPON系統(tǒng)組網示意圖見圖4.4所示。接頭老族頭小區(qū)機房變接箱老族頭圖4.414號地塊EPON系統(tǒng)FTTH組網示意圖接入層設備與各服務器之間需通過華為公司的S8512路由交換機后再連接各業(yè)務服務器。ODN建設方案(1)分路器的最大利用率，應考慮維護人員的維護要求，應根據(jù)用戶分布密度及分布形式，選擇最優(yōu)化的光分路器組合方式和合適的安裝位本次工程中，采用一級分光方式，在機房內安裝1個1:32(2)光纜建設方案主干光纜范圍為××0LT局到14號地塊的-1層電信機房，光域內最終用戶總容量基礎上冗余10%左右的規(guī)模確定。本工程的主干光纜由××OLT局布放一條長度為3850米的24芯GYTA光纜到西溪里14號地塊的地下一層機房。2、配線光纜建設方案對配線光纜的布放，建議按照網絡覆蓋區(qū)域內的最終用戶總容量考慮10%左右的光纖資源冗余以滿足未來用戶和業(yè)務發(fā)展需(3)光通道衰減核算采用最壞值法對本次14號地塊FTTH建設工程光分配網絡(ODN)中最遠用戶終端的光通道衰減進行核算，具體核算數(shù)值如表4.5所示。表4.514號地塊光通道衰減核算表序號核算設備、材料名稱單位數(shù)量衰減值1最遠用戶的光纜長度(從區(qū)域中心局算起)公里2光纖活動連接器個63光纖熔接接頭個841:16光分路器個15鏈路衰減值(23.5dB),考慮到建設規(guī)范中有關設備的接口已預留4.3經濟性分析一般只有普通電話和寬帶的應用，ONU設備市場價格約為1000~3000左右，如果采用用戶獨享ONU,每戶的投資成本會很方式不是真正意義上的“光纖到且在布線投資上，只能體現(xiàn)FTTH在骨干路由和垂直布線上節(jié)約光纜投資的經濟性，并沒有降低水平布線的投資。表4.6各種寬帶接入技術比較寬帶接入技術傳輸媒質傳輸距離傳輸速率特點普通電話銅類雙絞線理論帶寬實際速率支持語音、數(shù)據(jù)業(yè)務；但對傳輸距離和銅線質量十分敏感，易受環(huán)境條件所干擾。寬帶有線電視網理論帶寬實際利用現(xiàn)有寬帶有線網，改造方便；但共享介質傳輸導致用戶占用數(shù)據(jù)帶寬不確定，回傳噪聲大。光纖理論帶寬平均達到高帶寬、高速率、易維護、抗干擾性強；但一次性投資成本相對較大。按照小區(qū)500個用戶計算，不分析工程建設、光纜等成本，OLT:16個PON口(1萬元/個);分光器：16個1:32分光器(2500元/個)ONU:500個(1500元/個)OLT:1個PON口(1萬元/個)分光器：1個1:32分光器(2500元/個)ONU:6個4FE口ONU(3000元/個)交換機：21個24口交換機(5000元/個)表4.7三種接入方式投資成本比較接入方式設備名稱分光器分光器交換機設備成本(元)每戶成本(元)注：以上比較均為到用戶FE端口的設備價格。4.4本章小結能夠滿足95%客戶的接入需求，同時FTTH+LAN的小區(qū)接入模式也的寬帶和電話業(yè)務。由于EPON接入網絡的成本遠低于SDH等接光纖長距離傳輸?shù)忍匦?，具有較高的經濟性和實用性。再加上無逐漸在接入網方面嶄露頭角，將成為快速發(fā)展的接入網技術。EPON從系統(tǒng)性能、業(yè)務提供、網絡互連、網絡管理等方面已經能夠提供滿足客戶的接入能力，驗證了以上EPON應用方案的可行性。第5章EPON網絡技術測試5.1測試目的測試目的：測試EPON是否能夠替代現(xiàn)有電信技術的實現(xiàn)方式，提供基于語音、數(shù)據(jù)、互聯(lián)網業(yè)務的全業(yè)務。根據(jù)商業(yè)客戶對語音、數(shù)據(jù)、互聯(lián)網業(yè)務的需求，試驗對以可減少在商業(yè)樓宇建設程控交換系統(tǒng)或者大對數(shù)電纜設備投資；(2)普通寬帶業(yè)務：可替代ADSL寬帶接入方式；(3)數(shù)據(jù)專線業(yè)務：在EPON上承載百兆以內的點對點專線，提供基于FE、E1等各種接口和各種速率的接入；(4)寬帶專線業(yè)務：可替代現(xiàn)有專線接入Internet業(yè)務，提供基于FE、El等各種接口和各種速率的接入。性能測試：(2)測試FE以太網業(yè)務的吞吐量、時延和丟包率，保障主要關鍵指標能夠滿足商業(yè)客戶的使用需要；(3)測試對多業(yè)務QoS能力，考察EPON對語音、數(shù)據(jù)、視頻等不同業(yè)務的服務性能，能否進行優(yōu)先權控制，使高優(yōu)先級速率5.2測試配置1.設備配置：表5.1測試設備列表設備名稱品牌型號數(shù)量烽火1烽火1烽火1烽火1烽火1烽火4烽火1烽火1烽火1烽火1華為1阿卡1烽火1華為1數(shù)據(jù)交換機烽火1數(shù)據(jù)交換機1西門子12.測試儀表：表5.2測試儀表列表儀表品牌型號數(shù)量21(1)吞吐量測試總和，使用網絡分析儀相應軟件雙向發(fā)送不同大小幀的以太網包，測出各種幀長的端口吞吐量，如下表5.35.4所示：表5.3上行以太網包吞吐量節(jié)128字節(jié)256字節(jié)節(jié)字節(jié)字節(jié)字節(jié)吞吐量%%%表5.4下行以太網包吞吐量128字256字節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)字節(jié)字節(jié)字節(jié)吞吐量%%%業(yè)界認為由于EPON采用8B/10B線路編碼，有20%帶寬損失，總的傳輸效率在60%左右，相對較低。FlexLight專家分析在有49%,但試驗結果顯示EPON的吞吐量大于90%,其中上行傳輸效率平均達到94%,下行傳輸效率平均甚至達到了99.5%。(2)以太網業(yè)務轉發(fā)時延測試測試在1000M流量下的以太網業(yè)務轉發(fā)時延。使用網絡分析儀相應軟件發(fā)送不同大小幀的以太網包，總流量為吞吐量的90%,表5.5上行以太網轉發(fā)時延節(jié)128字節(jié)256字節(jié)節(jié)字節(jié)字節(jié)字節(jié)時延724表5.6下行以太網轉發(fā)時延128字256字節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)字