某地区FTTH工程设计与实施方案D.docx

大连地区FTTH工程设计与实施摘 要 在21世纪，随着电子信息技术的迅猛发展，市场需求环境变化，业务多媒体化、宽带化的发展对电信网的适应力要求越来越高。而用户接入网的传统技术手段ADSL已经难以适应这种高速发展的通信需求。该市场领域存在着巨大的市场，在市场潜能的驱动下产生了各式各样的接入网技术。FTTH宽带具有以下特征：通信容量大、质量高并且性能稳定，能够防电磁干扰，同时具有保密性强的优点。在干线通信里，FTTH宽带扮演着十分重要的角色，在接入网中，FTTH宽带的接入也会成为技术发展的重点。FTTH宽带接入是开展宽带接入的长期的发展方案。 本设计将结合莲花湾小区的网络现状，在分析FTTH接入网基本构成、分类的基础之上，制定莲花湾小区的FTTH接入网设计方案，其中包括了FTTH接入网设计目标、设计依据、业务需求以及FTTH接入网具体流程等，并对此方案进行了工程实施，在实施过程中解决了现实中的实际性问题，有效提高住户宽带的接入速率，使用户拥有更良好的宽带使用体验。关键词：接入网技术，FTTH，方案设计，工程实施Design and Implementation of FTTH Project in DalianAbstract In the 21st century, with the rapid development of electronic information technology, the change of market demand environment, multimedia business, the development of broadband telecommunications network resilience and the higher. And user access network of traditional techniques, ADSL has been difficult to meet the communication needs of the rapid development of. The market exist huge market, driven by the market potential produced has the following features a variety of access network technology.FTTH broadband: large communication capacity, high quality and stable performance, is capable of preventing electromagnetic interference, also has advantages of strong secrecy. In the trunk communication, FTTH broadband plays a very important angle Color, in the access network, FTTH broadband access will also become the focus of the development of technology.FTTH broadband access is to carry out the long-term development of broadband access. This design will combine the network situation of Lianhuawan neighborhood, on the analysis of the basic components of the FTTH access network, classification on the basis to develop the FTTH access network design scheme of Lianhuawan neighborhood, including the FTTH access network design objectives, design basis, business needs and the FTTH access network specific processes, this project and the engineering implementation, in the implementation process to solve the real practical problems, effectively improve the household broadband access rates, users have more good broadband experience.Keywords:access network technology,Fiber To The Home,conceptual design,engineering implementation目 录1 绪 论11.1 项目建设背景11.2 FTTH发展的必需性11.3 FTTH国内外发展现状21.4 本次设计的主要工作与论文结构32 光接入网的基本原理42.1 FTTH简介42.2 当前主要的几种宽带接入技术比较52.3 FTTH接入技术的组网方式及适用环境72.4 FTTH中应用到的主要设备82.5 PON技术基础102.6 GPON原理与技术102.6.1 GPON工作原理102.6.2 GPON技术特点113 莲花湾小区FTTH接入工程设计123.1 莲花湾小区情况及设计概述123.2 基本建设及设备选型123.2.1 局端OLT的选择与节点设置133.2.2 用户端ONT选择与接入节点设置143.3 光缆设计方案154 莲花湾小区FTTH接入工程实施164.1 光缆的选择与安装164.2 分光器的选择与安装164.3 用户端ONT调制与业务开通174.4 各业务可能出现的问题及解决方案18结 论21致 谢22参考文献23附录A外文文献24附录B外文翻译331 绪 论1.1 项目建设背景 最近几年，高速发展的IP局域网和基于互联网协议的骨干网成为了宽带网络的传输主体。接入网技术作为信息高速公路的“最后一公里”，以其身份成为了全世界接入网用户的关注点。无源光网络（PON，PassiveOpticalNetwork）技术早已突破光接入网中老式的点到点的解决办法，选择使用没有有源节点的光纤介质作为传输渠道，它的优点在于其本身的运行维护费用比较低、业务也相对透明并且容易升级，于是无源光网络已经成为了三网融合（互联网、电信网络、广播电视网络）的理想媒介。 为了应接新的业务和挑战，贯彻中国联合网络通信集团有限公司公司对2015年大规模开展全业务接入的整体要求。大连联通已经在整个城市范围内开展了FTTH项目的建设。FTTH（光纤到户）作为本次GPON工程项目的主要建设方式，为新建小区的业主提供话音、宽带和IPTV业务。1.2 FTTH发展的必需性 由于ADSL速率的提升空间较小，而用户对宽带业务的应用需求量不断增加，因此，FTTH的发展是提高用户宽带业务使用质量必不可少的项目。规模性发展的FTTH有着更多的优势，包括促进经济发展、社会进步，还可以减少有色金属资源的消耗。主要从以下四个方面做详细的分析。 1、增加商业应用，促进社会进步和经济发展。在ADSL时代，以网页浏览、下载操作等为主的绝大多数应用都是单向的。而FTTH为网络办公、视频会议、网上学习、网络游戏、在线诊疗、IPTV点播等双向业务的应用提供广阔平台。这些资源的应用给社会发展进步以及经济的快速发展带来了不可估量的优势和前景。 2、.投资成本降低。首先，正如国际电信联盟在衡量信息社会2011的报告里明确指出：宽带服务速率越高其单价相对越低”。在国内，FTTH每线成本已经由3000多元的平均成本降至2010年的1300元左右，已经到达其业务大规模建设的关口。其次，FTTH拥有同时承载语音、数据以及IPTV业务的三个光纤类型的强大功能，使得技术上能够实现三网融合。引入线数减少，提高线路利用率，有效降低社会产出成本，提高社会效益。另外，铜缆频繁被盗也并不是近几年的新兴产物。光进铜退之后，可以减少额外的电缆维护成本。最后，雨季会使铜线用户发生频繁掉线，感知下降的情况，而光纤线路不受雨水影响，即便雨季到来也丝毫不会影响用户的体验效果。随着维修次数的减少，运营成本也随之降低了。相反，飞速发展的FTTH项目建设促进了FTTH设施和ODN设备的成本下降。 3、覆盖范围扩大，客户群增加。原有铜线接入方式仅支持局端出线2公里，而FTTH接入方式将此传输距离大幅提升至20公里的覆盖范围。使偏远地区和农村的用户也能体验上网业务。 4、传输速率提高，提升用户感知。传统ADSL的传输速率只能达到4M、8M带宽。FTTH接入方式将传输速度等提升到了20M、50M，甚至更高，同时很大程度上降低了因缆线质量不高、长度过长，或串线、干扰等问题导致的网速慢、频繁掉线等影响用户正常使用问题的出现。1.3 FTTH国内外发展现状 2015年度的欧洲FTTH大会在2月于波兰华沙举行，根据这次FTTH大会所委托的HeavyReading发布的相关数据，截止到2014年的年底，包括俄罗斯等在内的欧洲地区的44个国家的FTTH用户数已经达到了3070万的水平。HeavyReading的分析师认为，欧洲的宽带市场存在很大的竞争，但其宽带管制环境正在向好的方向改变，在过去的一年中，很多现象都在表明FTTH的地方战略部署正在加速，尤其是在一些东欧国家。与俄罗斯，西班牙，葡萄牙这些FTTH发展的领先国家相比，英国，德国等国家的主要宽带运营商仍在着力建设铜线网络。FTTH的杀手级应用也还没有产生。在很多地区，用以支持FTTH建设的公共资金也比较匮乏。整个欧洲目前的3070万FTTH用户中，有1350万个用户来自俄罗斯，约210万来自罗马尼亚，约170万来自法国，150万则来自瑞典，而大部分国家的FTTH使用数依旧很低。 日前，据中国信息通信研究院发布数据表示，2016年全光网城市的建设将由点及面全面的推开，基本能够实现设区城市光纤网络的全覆盖，城市家庭基本可以达到100M光纤是的全面覆盖，有足够规模的企业可以基本实现100%光纤的接入。 预计2016年的年底，我国FTTH的端口将会超过3.5亿，所占比例将会突破60%;光纤用户的市场比例将快速扩大，极有可能达到75%的指标，超越日韩等国家跃居全球第一的位置。除此之外，20兆以上的高速宽带用户占的比例将首次超过半数，固定宽带将会全面的迈入20M的时代。骨干网之间的互联架构会更进一步优化，互联网各环节会实现共同发展，互联网的访问质量将会持续提高。1.4 本次设计的主要工作与论文结构 本文以GPON关键技术为理论基础，通过剖析并结合FTTH的实际状况和需求提出规划建议，针对大连联通现阶段网络的各项需求给出莲花湾小区FTTH整体设计方案。包括工程建设的一般原则，对设备的选择，同时规划了一个业务承载方案，包括数据、语音、认证方式和上游带宽的计算、电缆敷设的一般技术要求和各种方案的提出，最终的设计结果通过实际工程实施展示对新建小区基于GPON的FTTH入户设计方案，并一步一步完成前期的整体规划设计。设备安装调测、后期维护总结等一整套工作。最终工程顺利完成，为将来实现100%光纤入户覆盖积累了经验，起到了示范作用，为大连联通计划将50M及以上宽带接入网在2016年建设成为一个可运营、可维护、可管理、可测量，并适应未来技术演进发展的宽带接入网积累了经验。增强了未来新应用接入要求能力，提高用户上网速度，进而提升宽带用户对上网质量的满意度。奠定了以后系统大规模改造的基础。 本文正文部分共四章，第一章为绪论，叙述了国内外FTTH的发展现状。第二章以FTTH相关的理论与基础知识为主，对FTTH技术进行全面研究。第三章围绕大连花湾小区的现状分析了FTTH的实现方式，深入研究并设计了GPON的FTTH解决方案。第四章结合莲花湾地区的FTTH工程设计进行具体实施。2 光接入网的基本原理2.1 FTTH简介 FTTH是光纤直接到户的英文字母缩写，中文缩写为光纤到户。FTTH是除FTTD（光纤到桌）之外距离用户最近的光接入网网络类型，它将光网络单元（ONU）安装到家庭用户或企业用户所在处，此类的接入体系不仅能够提供更大得带宽，还可以优化网络数据格式、速率波长以及协议的透明度，之外对天气情况和供电情况的需求也并不苛刻，并且简化了安装以及维护的全过程。谈到FTTH，首先要简单说明一下光纤的接入，光纤接入是指使得光纤成为局端和用户端之间的媒介。无源光接入和有源光接入是光纤接入的两种模式。光波传输技术是光纤用户网的主要技术。就目前的情况而言，光纤传输的复用技术发展得十分迅速，并且大部分都存在于实际的应用当中。图2.1 FTTH宽带接入网络结构FTTH（光纤到户）的有线网络系统分馈线段、配线段和入户线段三个部分。馈线段、引入段和配线段部分的接入网实现了把光纤接入、光节点安置在用户家里。这种情况下，ONU作为ONT直接连接到用户的家庭网络的UNI接口。如图2.1所示，在FTTH网络模型里，OLT放置在城域网的终端机房或小区的机房内，ONT放到用户的家中。话音业务的一个方案是采用传统的电话方式，由ONT提供POTS端口，V5协议集成到OLT上，PSTN交换机由此接入。另一个方案使用的是VoIP技术，用户使用数据通道由PON提供的IP电话，通过城域网的VoIP网关实现和PSTN的通信。OLT也可以在软交换或NGN设备所在地点为软交换和NGN提供接口，通过软交换或NGN提供话音业务。FTTH拥有5大优点：第一，FTTH是无源光网络，从局端到用户端，这个过程中基本能够无源，减少了运营商投资成本。第二，FTTH拥有符合运营商大规模运用方式的长距离、较宽的带宽。第三，从局端到用户家只要一根光纤，使得中间的节点数量大大降低，不仅可以增大带宽，还能够减少故障的发生。第四，比较宽的带宽可以支撑更多的业务，例如话音、视频监控、IPTV等等，只要一根光纤就足够了，省去了日后增加新业务时需要重新布线的麻烦。第五，随着技术的发展，光纤和其他设备的成本大大降低，并很快将与ADSL技术相媲美，包括点对点、1.25G和FTTH的方法都已经具备了基本完善的功能。由于带宽有限，终端体积、显示屏幕受限等因素，虽然移动通信的发展十分迅速，但人们依然追求性能相对占优的固定终端，即FTTH。2.2 当前主要的几种宽带接入技术比较1、 铜线接入技术 铜线宽带接入技术分为高比特率的用户数字环路（HDSL）、甚高比特率的用户数字环路（VDSL）以及非对称用户数字环路（ADSL）三种。最原始的铜线接入技术是使用调制解调器拨号来实现用户接入。这个接入方式已经无法满足宽带用户的服务需求。由于电话网络的流行,即使铜线传输带宽是有限的,用户线的电话线在全球足迹是超过90%。我们需要更先进的调制和编码技术来使这些宝贵的通信资源更加充分地被利用起来。2、光接入技术 如今，互联网发展的速度越来越快，规模越来越大，涌现出各种各样的数据业务。人们对带宽的要求越来越高，光接入技术逐渐被人们所关注。光纤接入也是接入网中重点发展的对象。 点到点有源光纤宽带数字环路适用于原有宽带的改造，或者过渡区域的用户使用。因为它集成IP语音、媒体、网关功能，使宽带互联网的接入网宽带化程度逐渐增加，并且还能支持DSL等宽带接入业务。光传输技术目前使用的是以太网光纤直连和MSTP。内置MSTP技术不仅拥有统一管理的能力，还提供综合承载与组网能力给接入网设备，是一个物美价廉的选择。 点到点有源以太网技术的特点是：局端器件安装便捷，数据传输距离较长，通过专线接入用户网络，使每一户达到100Mbit/s的带宽，且成本随用户数量增加而增长，适合于用户分散的低密度区域。但是，这种接入方式存在着明显的不足，那就是光纤设备只能每户专用，空间要求和成本随用户需求量、用户的密集程度增加而快速增长，因此不适合高密度用户区。全新的MSTP技术提供了非常好的网络性能，拥有更高的业务可靠性。因为它融合了VC级联、通用成帧协议（GFP）和链路容量调整（LCAS）等新功能，这些功能使得MSTP技术适用于企事业用户的光接入。 点对点直接光纤连接的优点是比较容易管理，没有复杂的上行同步技术且终端可以自动识别。而缺点就是网络结构专线化，这种结构会增加成本。此外，它的上行带宽能够被别的终端使用，令带宽继续扩展变为可能，但这需要考虑局端设备的容量、出口密度、接线室占用等不利因素。点到多点系统中，多名用户共同使用一个光发射机和光纤，这样就可以多名用户共同分担布线的成本和核心器件的成本，降低了每一个用户所需的费用，而且还避免了电磁干扰和有源器件的雷电效应，使线路和外部设备发生故障的概率减少，提升了系统的可靠性，节约了维护的成本。另外，PON网络的树形分支拓扑结构使其适用于居民用户的接入，这种情况下安设保护功能会让用户接入成本提高，所以一般不保护或者只进行干线光纤保护。3、无线接入技术 如果接入网的某一部分或全部应用无线传输介质向用户提供接入服务，则称为无线接入技术。无线接入技术拥有扩容便利、覆盖面广泛、可加密等特点。 移动接入技术有蜂窝移动通信系统、卫星通信系统、无线传呼、集群调度等类型，为用户提供通信服务。主要用于移动用户和固定用户。固定无线接入(FWA)技术主要是为固定位置的用户或只进行小范围移动的用户提供通信服务。固定无线接入网络的主干是PSTN，FWA可以说是PSTN的无线延伸，以为用户提供透明的PSTN业务为目的。2.3 FTTH接入技术的组网方式及适用环境光纤到户网络拓扑结构可以分为2个主要结构：光纤分布式结构和星型结构。根据节点是否是有源设备，星形结构可以分为有源星型和无源星型。从技术实现难易度和成本两方面考虑，无源星型结构（PON结构）更加收到运营商的青睐。PON结构虽然定义为星型结构，却允许执行不同网络接入方案。图2.2 FTTH组网方式 如图2.2所示，普通无源光网络（PON）的拓扑结构包括一下四个关键点和三部分光缆：中心转换点：一般是中心局、远程终端或数据转发器,多半位于城域网环或通过其他方式链接到“中心”链路上。它可以为成千上万的用户提供接入服务。干线光缆：始于中心转换点，与本地集中点相连，一般使用带状光缆。本地集中点：通常是一个包含无源设备的机柜在住宅区或商业区入口处用以服务很多用户。一般的本地集中点最少可以服务192个用户，而在高密度住宅区，可以服务最多576名客户。决定服务数量的主要因素有：使用空间、用户密度和网络结构的合理性。分配光缆：始于本地集中点，连接到多个网络接入点。网络接入点：是整个PON网络中最接近用户的部分，通常是一个终端，或者连接分配光缆和接入光缆的底座式机柜。尽管一个网络接入点最多可以服务24名用户，并且可以通过减少终端数量来节约成本，但并不实用，因为接入用户之前需要管道敷设，会耗费更多的资金，并使网络结构复杂化，不利于后期维护支撑。因此网络接入点实际只为48个用户提供服务。接入光缆：从网络接入点引出分别独立的光缆连接到每个用户的光网络接口。接入光缆一般112芯不等，但是应用最广泛的是住宅用户使用的12芯和商业用户使用的612芯。用户端：一般是一个与室内布线相连的光网络接口器件，也可以是电子设备，或者仅作为直接连接到室内缆的无源网络划分点。2.4 FTTH中应用到的主要设备1、局端OLT（opticallineterminal，光缆终端设备） OLT分为三个部分：核心部分、业务部分和公共部分。核心部分有汇聚分发、业务处理和ODN适配功能，这些功能用于处理复用/解复用、控制业务质量、宽带管理、用户隔离和业务隔离、广播和多播等不同业务类型的信息，上行联接业务功能接口，下行联接ODN适配功能。ODN适配功能用以分配ODN接口，一个OLT至少可以提供一个ODN接口，并具有物理光接口的一系列适配功能，包括光信号与电信号之间的互相转换，物理媒质访问控制以及定时同步功能。OLT业务部分具有业务接口功能，包括接口适配、接口保护以及需要时可以处理特定业务的信令和媒介传输制式转换的功能。OLT公共部分包括供电功能和OAM功能。供电功能主要进行外部接入电能的转换，可以把外部供电转化为所需电源，还可以在必要时提供电源保护功能。OAM功能提供与网络运营相关的信息，还拥有处理所有功能块操作、管理和维护功能。2、 光分路器 分光器的作用是通过一个物理信道，通过一个物理信道将一根纤芯中的光束传递到多根纤芯，以提高主光纤的利用效率，减少主光纤的数量。3、ONT与ONU 一般来说ONU与ONT并没有区别，但是严格点来讲，ONT作为光网络终端，是直接放置在用户端的，而ONU是光网单元，可能与用户之间还有以太网等其他网络。ONU有MDU、MTU、SBU、SFU等许多不同的类型，适用于不同情况的FTTx。但这些名称也只是“俗称”，是没有严格定义的习惯性叫法，不同国家，不同运营商也有不同的称呼。 一般在FTTB模式下的ONU，具体设备形态也有多种，有不同的容量，有不同的接入方式（比如ADSL2+还是VDSL2，或者是LAN），有固定式的，有插卡式的。比如某种插卡式ONU，可以选择是插入ADSL线卡、VDSL线卡、语音板、LAN板，并且每种线卡还有不同的容量的选择，而另外一种固定式ONU，只能提供12路VDSL2。 而一般FTTH/FTTO场景下使用的ONT设备，是类似于MODEM的小设备，一般也是做死的，一款大型号下细分一些小型号，用于支持不同的接口（比如是否带WIFI，USB，RF,POTS等接口）。ONT可以依靠备用电池完成正常工作，十分节能。ONT具备以下功能：（1）可配置的以太网接口。（2）动态带宽分配（配合OLT完成）。（3）安全性功能，支持端口的MAC地址限制，支持数据加密。（4）FEC前向数据纠错功能。（5）线路测试功能。（6）本地管理功能，支持本地管理接口，进行对ONT的管理维护功能。（7）业务隔离确保用户安全，不同用户在ONT中不具备二层连接功能，ONT能够限制每个端口的MAC和IP地址数量并能绑定IP地址到某一端口。4、光缆交接箱 光缆交接箱，又叫街边柜，一般置于主干光缆，用于光缆分线，它是一种无源器件，类似于原来的铜缆交接箱的功能，但通过光缆交接箱后，可以把大对数的光缆分成不同方向的几个小对数光缆，不过这个功能也可以由光缆接头盒实现。不同的是，光缆交接箱既可以实现光缆跳接，又可以用于测试和维护。光缆交接箱一般作为馈线光缆和配线光缆的划分点。5、入户多媒体箱多媒体箱又叫配线箱，可以将家庭弱电信号统一管理分配布线，例如电话、电视、网络、监控等，主要用于防止弱电信号被强电信号干扰而造成相关功能失灵，提高家庭生活质量。现如今，随着信息科技的发展，承载语音、图像、数据等信息的线路越来越多，给用户的使用、管理与维护造成很大的困扰。因此，将所有弱电线路统一规划，放置于多媒体箱内，不仅使室内变得美观整洁，还可以减少由于线路过多互相干扰造成的图像不清、电话杂音大、宽带速度慢等影响，节约了物资资源，更节省了人力资源。2.5 PON技术基础 PON系统由局端OLT、含有无源光器件的光分配网（OND）、用户端的光网络终端（ONT）构成。PON系统以一根单芯光纤利用波分复用技术完成多波长传输。OLT位于中心机房，提供网络侧接口，同时连接上层核心网络，其功能类似于交换机或路由器。除了提供网络接入、交换功能外，OLT可以实现不同的宽带分配、网络安全及管理配置来满足用户的不同需求。通过无缘光分路器，ODN可以把干线光缆中的信号分配到每一个ONT，且可以选用不同分路比的分光器为不同位置的用户做多级连接，最远可以传输20km。ONT提供用户端的业务接口。在PON系统规划，通常采用树型拓扑结构。在下行方向。位于中心局的OLT以广播的方式把IP数据、话音、视频等业务通过ODN中的无缘光分配器传输给PON上所有ONU单元。在上行方向，来自不同ONU的各种业务信息由无源光合路器互不干扰地耦合进同一根光纤，并传递到局端OLT，相当于点到点结构。PON网络最大的有点在于剔除了户外有源器件，把信号处理功能在用户住宅和交换机内直接完成。2.6 GPON原理与技术2.6.1 GPON工作原理GPON的结构是由光线路终端、光分配网、光网络单元组成。传输原理上采用波分复用技术来实现单根光纤双向传输，上行使用1310nm波长，下行使用1490nm波长，另外对于CATV业务使用1550nm波长进行区分。GPON除了支持以太网业务外还支持传统的TDM业务。GPON定义了一种全新的封装结构，以GEM帧承载业务，封装方式与EPON完全不同。GPON的应用模式有光纤到楼、光纤到户、光纤到交接箱等。2.6.2 GPON技术特点 1、GPON最主要的特点就是速率的提高、分路比的增大、传输距离增长。可以支持下行2.5Gbit/s，上行1.25Gbit/s的带宽。最大分路比已经提高至1：128，最大传输距离为60km。2、GPON不仅常见的现网IP业务，在未来家庭多媒体时代的展望下，符合未来的综合接入需求。三网融合的高清电视业务、传统的ATM业务等都可以实现，多业务接入能力进一步扩展。 3、有着可靠的QoS能力，带宽分配方案中采用DBA算法提高网络资源的利用率，最大限度提升效率。 4、与EPON相同，整个光路由中均为无源设备，既节省了成本，免去了电源的建设投资，又对后期的维护减少了多个障碍点。同时光分配网中分光器可以采用多级分光以针对不同需求。5、GPON设备扩展性强，易升级。对网络的管理和控制功能可以实现远端判断故障点，省去了工程师现场处理故障的次数。3 莲花湾小区FTTH接入工程设计3.1 莲花湾小区情况及设计概述莲花湾小区位于大连市胜利路，一共12栋楼。按照联通公司的要求，需要保证每户20M以上带宽，可支持话音、数据、IPTV等多种业务，并利于后期提速、升级和对新业务的融合能力，简化安装维护的过程。因此，结合前文叙述的知识理念，本次设计采用GPON方式实现光纤到户。莲花湾小区每栋楼均24层，两个单元，一梯三户。本次设计112号楼共计用户1728个用户。用户家中的多媒体箱由开发商提供，多媒体箱内电源由用户自行引接。本次设计所需要的新建设备包括局端OLT、ODN网络，用户家庭用ONU设备。BRAS设备、PSTN设备、认证计费平台使用联通公司现有设备。数据业务采用PPPoE拨号方式通过BRAS接入大连市IP网，语音业务通过MSTP方式接入到NGN网。网络结构如图3.1所示。图3.1 莲花湾小区FTTH网络结构3.2 基本建设及设备选型本设计通过GPON技术实现光纤入户，为每一个用户安装ONU设备并提供多业务接入能力。其中话音业务由OLT设备联接至本地软交换平台，数据业务通过BRAS联接大连本地IP网，IPTV业务利用机顶盒上联到有线电视网。光纤入户工程实施后，高宽带速率及多业务接入将会为住户带来更优质的生活体验。3.2.1 局端OLT的选择与节点设置本设计中莲花湾小区FTTH工程建设OLT设备选用中兴ZXA10-C300型号产品。该产品具体参数如表3.2所示。表3.1 ZXA10 C300产品规格和参数参数指标ZXA10 C300容量和性能主控交换板插槽2(主备)业务板插槽数最大16总槽位数最大23PON容量单板：8*PON；单框：最大112*PON以太网接口GE/10GE单板：4*GE(电/光SFP)单板：4*10GE(XFP)；单板：2*10GE(XFP)；单板：2*10GE(XFP)+2*GE(电/光SFP)；TDM接口E1单板：32*E1(平衡/非平衡)；所有槽位混插STM单板：2*STM-1(光)；1*STM-4(光)；所有槽位混插电源电源接口双路 DC(-48V)尺寸尺寸300mm深，19或21英寸，10U(9U单板+1U风扇)OLT的放置分为集中放置和分散放置两种，这两种放置方式的区别如图3.2所示。图3.2 OLT放置方式对比 本次设计应采用母局内集中设置OLT节点的方式，这种放置方式能够减少上联方向上与其他上层设备的连接，减少故障隐患。一般来说，市区内OLT放置点不能距离用户端太远，如果距离过远，需要把OLT节点转移到模块局机房。因为本小区与所属分局距离少于60公里，因此将OLT安装到局端符合GPON最大传输距离的标准。3.2.2 用户端ONT选择与接入节点设置图3.3 华为HG8321R用户端ONT本设计中莲花湾小区FTTH工程建设ONU设备选用华为HG8321RGPON光猫。如图3.2所示，该型号ONT具有两个LAN口，一个光纤接口，一个POST接口。一般来说，LAN1口提供宽带上网业务，LAN2口为IPTV提供对应的宽带接入，POST口则是我们平时使用的固话接入口，为用户提供话音业务。多媒体箱已经在小区建设时安装到每个用户的家中，安装时可以直接把ONU设备安装到多媒体箱中，为用户提供数据、话音及IPTV等业务。3.3 光缆设计方案1、光缆布放要求施工时，需要把蝶形光缆完全盘开，不能现用现放，这样容易使光缆打结，造成断路。光缆必须整齐的排放在管道和竖井里，每根光缆标记上用户房号，方便以后的故障维修。2、尾纤布放要求绝大部分用户家都可以只用蝶形光缆完成从室外到室内的接入。但有少量用户家需要用到尾纤。尾纤是光纤接入系统中非常容易出现故障的部分，所以在布放过程中需要用塑料套管对尾纤进行保护，转弯时不能折成直角，应该弯成弧形，并且应该减少转弯次数。尾纤不能绑得太紧，容易出现损耗。安装过程中必须规范操作，否则很可能出现问题，还会降低用户使用质量，并且容易出现故障，为以后的维护埋下隐患。3、 光纤接续损耗要求（1） 热熔接损耗单芯光纤接续，双向衰减平均值应小于0.08dB。带状光纤接续，每带双向衰减平均值小于0.12dB，其中单芯最大值应小于0.15dB。光纤活动连接器的制作应在一起检测条件下进行，单芯连接衰减0.5dB。（2） 机械连接损耗 使用法兰头连接时单芯光纤双向平均衰减值应不大于0.1dB。现场制作的冷接子衰减值应不大于0.5dB。4 莲花湾小区FTTH接入工程实施4.1 光缆的选择与安装蝶形引入光缆在入户前一般有户外架空式、管道式、楼内明管式、楼内暗管式几种敷设方案。户外架空式多应用于市区内平房、农村平房和小区配套设施；管道式适用于别墅；楼内明管式比较适合现有小区光进铜退改造；楼内暗管式则主要应用于新建筑物或有暗管穿放条件的现有楼房。因此本次设计应用楼内暗管式方案，利用小区建设时敷设的楼体内管道进行蝶形光缆的引入。蝶形引入光缆一般为椭圆角形或长方形，施工接线时，需要考虑与施工工具相匹配，与现场连接器进缆口匹配。蝶形引入光缆从光分路箱到用户室内多媒体箱的过程中不改变程式，并且中间不能有接头。本次设计的光纤选用ITU-T G.657A系列光纤。这是通信网使用最广泛，数量最多的光纤，大量应用在高速率和长距离的传输，质量稳定。蝶形引入光缆穿墙入户时需要用电钻在合适位置的墙上或门框上打穿直径1012mm的孔洞。然后再将蝶形光缆引入孔内入户。注意不能严重磨损或压坏光缆。入户后直接从户外通过墙内预埋的暗管引入到用户家中的多媒体箱与ONT连接。完成室内蝶形引入光缆的固定之后，将光缆接头与ONT上光纤接入口相连。室内多媒体箱为用户室内布线的汇聚点，箱体在小区楼宇建筑施工时预埋在墙体内，箱内有220V电源插座，一般最小的箱体尺寸为300350120（高宽深）mm。ONT器件安装在多媒体箱内，上联端口直接与蝶形光缆插头连接。在用户端，ONT与用户设备（计算机、电话机、电视机）之间布线由用户在进行装修时自行埋设。4.2 分光器的选择与安装目前可以满足分光需要的光分路器有两种：第一种是熔融拉锥式光线分路器，这种分光器的生产过程利用的是传统的拉锥耦合技术；第二种是平面光波导分路器，这种分光器是利用光学集成技术生产的。熔锥技术是把两根或多跟光纤束一起放置在拉锥机上熔融拉伸，并实时监测分光比变化，分光比符合要求时结束熔融拉伸，其中一端需要保留一根光纤作为输入端，另一端作为多路输出端。这种分光器的优点在于成熟的技术工艺、低廉的原料成本、可根据要求实时监控分光比，以此来制作不同的分光器。但这种分光器也有一定的缺点，就是损耗对光波长要求较高，需要根据波长选择分光器。因此本次设计选用平面波导分光器，这种分光器属于微光学原件型产品，运用光刻技术，在半导体刻板上雕刻Y形波导耦合器并连接在一起来组成逐级分光，也能把多路光信号合成一路信号，成为合成器。本次设计使用1：64和1：16的分光器，光纤衰减与损耗如表4.1所示。表4.1 光纤损耗表每公里光线插入损耗0.35db光纤跳线、尾纤插入损耗0.1db0.3db法兰盘插入损耗0.4db1：16分光器分光后损耗12db1：32分光器分光后损耗15db1：64分光器分光后损耗18db局端OLT设备选用中兴C300，其光模块发光功率大概在+3dbm以上，。光纤从光模块在局内连接至OMDF，最终跳接至出局端，中间由两个法兰盘连接，雏菊光功率测量值在+1.5dbm以上。从局端至小区不足2km，且中间无转接点，因此到分光器上联口的光功率值大于0dbm。再经过1：64的分光器分光后光功率在-18dbm左右，经过1：16的分光器后光功率在-12dbm左右，均能够满足ONU的理论接收光功率-24dbm的要求。本次施工涉及小区内1728户用户，每个单元拥有72户，需要一台1：16分光器和一台1：64分光器混用。一共需要24台1：16分光器和24台1：64分光器。这种搭配方式保证了分光器上留有备用端口，降低了每台分光器承载的流量，也可以为后期故障修复提供便利。莲花湾小区每栋楼24层，光分路箱设置在每个单元12层的电梯井内。光分路器的接入线通过法兰盘与主缆相连，输出线通过法兰盘连接皮线光缆到用户家。4.3 用户端ONT调制与业务开通在光缆与分光器的安装完成之后，则开始实施实际入户工程。入户蝶形光缆连接到ONT的光纤接入口。用户通过联通营业厅办理宽带、话音、IPTV业务的使用权限，后台处理后下发工单。核对工单上的用户住址和资源安装地址是否一致，若不一致则需要修改。注册并开通业务需要一台计算机，测试业务开通程度需要计算机、电话机、电视机缺一不可。1、 宽带业务开通ONT上LAN1口通过网线连接到计算机，首先要修改IP地址。鼠标右键点击“宽带连接本地连接属性Internet网络协议”，选定自动获取IP地址。打开浏览器，页面自动跳转到联通光纤业务注册页，输入工单上的“解耦后逻辑ID”，点击注册。等待注册完成后即可使用宽带业务。2、 话音业务开通 与宽带业务开通一致，但需要通过Phone口连接电话机。逻辑ID注册完成后，使用电话机向外拨号，若能拨通则查看号码与用户开通的号码是否一致。一致则通过联通公司掌沃app发送该用户工单的SDC码，发送完成后向该话机拨打电话，应可以响应。3、IPTV业务开通 与宽带业务开通一致，需要通过LAN2口连接高清机顶盒。大连联通电视平台选择中兴平台，所有的PON用户均采用IPoE认证方式，IPoE采用的DHCHP加密方式是SHA-1。安装高清机顶盒，需要输入华为机顶盒的设置密码：8288，或海信机顶盒的设置密码：6321，设置保存密码：3088。联通电视业务账号是与STB的标示绑定的，一个联通电视业务账号只能在一个机顶盒上使用。联通电视视频输出制式为PAL制式。一对电力猫在使用前首先必须进行配对，配对方法是将两力电力猫插在同一插排按住PAIR键30秒，待所有指示灯全亮后完成配对。为保证观看的流畅性，IPTV与宽带分别使用两条带宽，IPTV拥有一条单独的10M带宽，与宽带互不影响。当用户开通的所有业务都注册完成并可以正常使用，则可以将该用户的系统工单竣工。4.4 各业务可能出现的问题及解决方案1、 宽带业务障碍（1）错误代码678：远程计算机没响应。处理步骤：检查用户是否有一些上网助手或防火墙类软件，如有则建议退出防火墙并关闭助手软件后测试。若仍不成功则检查用户网卡状态并拔插网线后测试。（2） 错误代码691：由于域上的用户名或密码无效而拒绝访问。处理步骤：拨打联通客服电话10010，查询该帐号是否开通，或是否存在欠费问题。如果帐号已开通且并无欠费，则查询用户宽带帐号和密码是否对应。输入正确的帐号和密码后测试。（3） 错误代码651：调制解调器报告了一个错误。处理步骤：检查是否为电脑网卡故障，重启电脑后重新测试。如果不行，则禁用本地连接，检查路由器所有插头并拔下重插，重启电脑进行测试。2、 话音业务障碍话音的故障应先摘机听是否有电流音，确定ONT和电源适配器有无故障。然后检查蜂鸣：（1） 无蜂鸣查看资源系统语音端口是否激活，没有激活则要重新激活。网管中查看LAD-IP和LAD网关的下发状态，检查IP是否已下发，与资源系统是否一致，不一致的需要拆机重新入网。网管中查看ONT的模块状态和端口状态，检查模块状态是否为注册成功，端口服务状态是否为业务正常。若不正常则重启ONT，并致电机房检查数据。（2） 有蜂鸣被叫问题：若无回铃音，一般为NGN平台问题，或手动更改MGC地址指向为主叫。有回铃音的情况下，一接就断是RTP参数设置问题，需要检查光路。话机无振铃，能接听则是ONT问题，需要更换ONT，若更换后好用，则是负责真灵的模块出现故障。接听正常，但无法呼叫转移，需要登录ONT，打开“立即上报开关”。主叫问题：若没有拨号音，且不断蜂鸣，需要打开立即上报开关，重启ONT或机房数据。若仅是无拨号音，则为NGN平台问题（网关域名、端点用户名注册问题）。3、 IPTV业务障碍 机顶盒帐号首次登录如出现错误代码1305，需要测量发传真到指令重新制作数据以保证电视节目的正常观看。中兴机顶盒错误1403相当于PC电脑XP系统宽带拨号错误691，错误1404相当于678。4、 光纤断路 当光纤线路发生故障时，首先用红光笔检查光纤的断点在哪，确定断点位置后，用熔纤机熔接。首先用剥线钳剥出一段裸光纤，用酒精棉来清洁干净，然后用切刀按照尺寸刻度裁切光纤，此时应注意保持切割端面垂直，误差一般是2以内。光纤切好后，将光纤放入熔纤机内V型槽端面直线与中心直线中间大约1/2的地方。然后放好光纤压板，放下压脚，盖上防风盖，按SET键，开始熔接，整个过程需要15秒左右的时间，屏幕上出现两个光纤的放大图象，在调焦、对准位置、调整焦距功能完成后开始放电熔接。熔接完成后，把热缩套管放在需要固定的部位，把熔接好的光纤放在热缩套管的正中间（一定要放在中间，给他一定的张力），并使热缩管中间的两根铜线分别与皮线两面的凹槽对准，注意不要让光纤弯曲，拉紧，放入加热槽，盖上盖，红色指示灯亮起，大概加热90秒，机器会提示加热完成，同时指示灯不停闪烁。将加热后的光纤取出冷却，这样一个完整的熔接过程就算完成了。结 论 本次设计以FTTH的发展现状和知识为基础，把各种宽带的优缺点进行对比，深入研究GPON技术的工作原理和特点，结合莲花湾小区对联通光纤数据业务的需求和目标设计并实施具体的工程项目。结合理论知识，对新建小区的FTTH接入网进行了一系列规划设计，并按照设计一步一步完成施工。并对工程中和后期维护时能够遇到的故障进行解析与排除，有助于今后类似工程的进行。致 谢四年时光转瞬即逝，大学生活已接近尾声，虽然没有什么很高的成就，但也收获了许多的知识和快乐，得到了真正的成长。已经不记得为这次毕业设计熬过多少个夜晚，修改过多少段落，但却不能忘记老师的谆谆教导。十分荣幸的，我能在辽宁科技学院电信学院过完大学四年的生活。这里不仅有热情善良的同学，更有认真负责的老师，他们就像是我的家人，给予我莫大的帮助和鼓励。这次毕业设计能够保质保量，按时完成，首先我要感谢沈阳电信工程局大连分局，如果不是公司给了我实习的机会，或许我也没有接触光纤安装技术的机会，也就做不出这次设计。接着我要感谢莲花湾小区物业，给了我的设计一个高度评价，并在工程实施的过程中给予很大的帮助。最后，我要感谢我的指导老师，张老师。老师不仅帮助我整理FTTH相关的知识点，还对我的设计方案进行评价并给出修改意见。虽然我总是很马虎，文章中经常出现错误数据和错别字，但老师一直很耐心的指导着我。张老师，谢谢您！时光荏苒，四年匆匆逝去。这次毕业设计不只是大学生活的休止符，更是未来走向社会的新篇章。参考文献 1刘增基等光纤通信M西安电子科技大学出版，2008. 2林达权光纤通信M高等教育出版社，2005. 3李国瑞，顾畹仪光纤通信系统M北京邮电大学出版社，2006. 4马丽华，李云霞，蒙文光纤通信系统M北京邮电大学出版社，2009. 5中国通信学会组编对话光通信M人民邮电出版社 2010. 6张鹏，阎阔FTTX PON技术与应用M人民邮电出版社 2010. 7张傲，程淑玲，杨柳三网融合下的FTTX网络M人民邮电出版社 2011. 8宋启冬通信管道光缆敷设及施工方法的若干探讨J科技创业家2011年. 9季伟实现三网融合的FTTH工程设计J光通信技术2010年第5期. 10郭志峰家庭信息网络标准与FTTH架构J重庆邮电学院院报2006年第1期. 11杨凯三网融合技术在四川油气田的应用研究J计算机与现代化2011年第4期.附录A外文文献 FTTH(Fib