10-7保定钟家营小区GPON光纤接入网规划设计最终版

...wd......wd......wd...内容摘要随着信息化步伐的加快和用户对宽带接入需求迅猛增长，很多大中型企业单位也都在追求更快、更稳定，所以光纤在向用户端延伸，以高性能介质回应用户的高性能需求。本文通过分析了目前接入网的开展现状以及GPON技术相关知识和优势，采用基于GPON的光纤接入方式为所选片区用户提供高宽带业务，同时分析用户宽带需求，为小区、学校等用户采用FTTH接入方式，为会展中心、宾馆采用FTTN+UTP接入方式。针对用户的业务需要对网络设备进展选型。传输介质的好坏会影响网络的服务质量，设计还对光缆线路维护作了简要分析。关键词GPONONUFTTH目录TOC\o"1-4"\h\z\u一绪论1〔一〕光纤接入技术11光纤接入技术概述12光纤接入技术的研究意义1〔二〕GPON技术介绍21GPON技术概述22GPON技术概述43GPON系统概述44GPON系统各局部功能55GPON信号传送原理6〔三〕FTTH技术71FTTH技术概述7二光纤接入网的基本概念8〔一〕光纤接入网的优势8〔二〕光纤接入网构造8〔三〕光纤接入网的分类10〔四〕接入网的拓扑构造11三钟家营小区本地网络构造和运行数据12〔一〕钟家营小区本地平面图及局所位置13〔二〕本设计所涉及范围的用户群状况13〔三〕现行用户接入方式及接入业务状况14四建设接入网的可行性和必要性15〔一〕成熟的GPON技术15〔二〕用户需求分析15五钟家营小区GPON光纤接入网规划设计方案16〔一〕接入网网络构造的设计16〔二〕设备选型171OLT选型182ONU选型193无缘分光器选型20〔三〕OLT容量的计算21〔四〕光功率分配计算过程21〔五〕IP地址分配221IP地址概述222A、B、C类地址研究233公有和私有IP地址24(1)公有IP地址25(2)私有IP地址254小区用户IP地址分配26〔六〕网络保护方式的选择27〔七〕网同步的设计291OLT与ONU的时钟同步与MPCP时钟同步29结论31参考文献31保定钟家营小区GPON光纤接入网规划设计一绪论〔一〕光纤接入技术1光纤接入技术概述接入网也称为光纤用户环路〔FITL〕，它的光线路终端〔OLT〕可以设在交换局中也可设置在远端。它的光网络单元〔ONU〕设在用户侧，光线路终端和光网络单元之间是由光纤连接。ONU可以以多种方式连接用户，一个ONU可以连接多个用户。根据与用户的距离，光纤接入网FITL又有多种方式，例如：光纤到户〔FTTH〕、光纤到大楼〔FTTB〕、以及光纤到路边〔FTTC〕等几种形式。从光纤接入网是否有电源分类，又可以分成无源光网络〔PON〕和有源光网络〔AON〕两类。由于我们只讨论无源光网络，有源光网络就不做介绍了。无源光网络〔PON〕技术是点到多点的光纤接入技术，由局侧的光线路终端〔OLT〕、用户侧的光网络单元〔ONU〕以及光分配网络〔ODN〕组成。它的一般采用TDM播送方式、上行采用时分多址接入〔TDMA〕方式，并且可以灵活地组成星型、树形、总线型等拓扑构造。而“无源〞，是指ODN中不需要电子电源及有源电子器件，全部由光分路器〔Splitter〕等无源器件组成，因此其维护的成本相比较低，对雷电、磁场等环境因素的干扰影响不明显。光接入网因为采用光纤作为传输媒介，具有传输距离长，传输容量大，抗干扰性强，衰减小，重量轻，等特点，是有线宽带接入技术的理想方案，代表了宽带接入网的开展方向。2光纤接入技术的研究意义随着Internet的快速开展,我国已经进入了一个信息交流爆炸的网络型社会,我们的学习、工作及生活已经无法再离开网络,光纤在传输带宽方面具有极大的优势。经过多年的开展,传输网已经基本上实现了数字化和光纤化,交换网也已经基本实现了数字化和程控化,而接入网却开展缓慢。为了提高网络业务的容量、质量、速度以及对网络资源的开发利用,我们必须要突破这一瓶颈，最大程度的提高这“最后一公里〞的传输效率。目前，国内DSL接入提供的速率大概为1Mbit/s或者2Mbit/s，对于宽带上网，这个速率似乎足够了，但是对于传输电视节目那么明显不够了。常规数字电视H.264编码的一路SDTV节目需要2Mbit/s,加上数据接入业务，接入带宽至少需要4Mbit/s。这就使得改善接入网的速率问题更加紧迫。现如今我国经济的高速开展,各地城市的迅猛建设,使得光纤通信再一次被人们关注。为了全面提升国家信息根基架构的安全、层次、质量,研究接入网是关键,而最终的解决方案是FTTH。对于电信运营商而言,FTTH是关系到网络和业务转型的重要领域,采用GPON方式进展FTTH接入有其强大的优势。〔二〕GPON技术介绍1GPON技术概述PON〔无源光纤网络〕是指光配线网中不含有任何电子器件及电子电源，它具有节约光纤材料、对网络协议透明的优点，是电信维护部门长期期待的技术，在光接入网中扮演着相当重要的角色。PON是实现宽带光接入的一种常用网络形式，从概念的提出到现在已有20多年的时间。在这期间，人们根据PON的独特物理构造，提出了一些标准和标准。按承载的内容来分类，PON主要包括基于异步传输模式(AsynchronousTransferMode，ATM)的无源光网络〔APON〕∕宽带无源光网络〔BroadbandPassiveOpticalNetwork，BPON〕，基于Ethernet的无源光网络〔EPON〕，基于通用成帧规程(GenericFramingProcedure，GFP)的比特无源光网络〔GPON〕等。他们主要差异在于采用了不同的二层交换技术，APON二层交换采用的是ATM技术，最高速率为622Mbit/s；EPON二层交换采用的是Ethernet技术，可以支持1.25Gbit/s速率，将来速率还能升级到10Gbit/s；GPON二层交换那么采用GFP对Ethernet、TDM和ATM等多种业务进展封装映射技术。如表1-1所示对EPON和GPON两种千兆比无源光网络技术的主要参数进展了比较，为更加全面，同时也将BPON列入其中。表1-1〔BPON、EPON、GPON技术主要参数比较〕BPONEPONGPON下行线路速率〔Mbit/s〕155/622/124412501244/2488上行线路速率〔Mbit/s〕155/6221250155/622/1244/2488线路编码NRZ8B/10BNRZ分路比3232/6464/128最大传输距离〔km〕202060TDM支持能力TDMoverATMTDMoverEthernetTDMoverATMTDMoverPacket上行可用带宽〔Mbit/s〕〔传输IP业务〕500〔在上行622Mbit/s速率情况下〕760~860〔在上行1250Mbit/s速率情况下〕1100〔在上行1244Mbit/s速率情况下〕OAM有有有下行数据加密搅动或AS加密没有定义AS加密由表可知，EPON简单、高速、成本低、用户面广，技术、产品相对GPON成熟，是近期大力开展的无源接入技术;而GPON可透明传输，高速高效，具有电信级服务质量，是无源接入技术开展的趋势。虽然目前GPON的成本相对EPON较高，商业化程度低，但是，随着产业化的成熟度不断加深，光器件价格的下降、技术的成熟、商用网络规模的扩大，GPON必将能成为新一代宽带接入网络的的主流技术。2GPON技术概述由于APON成本高、速率低、系统复杂，并且在传输IP数据时需要进展协议的转换和格式的转换，ITU-T很快推出了用于代替APON的GPON系列标准：G.984.1、G.984.2、G.984.3。由于GPON是在APON的根基上专门针对APON的缺点开展起来的，所以GPON保存了APON的许多优点，与APON有很多一样之处。但GPON更高效、高速，提供622.080Mbit/s到2.4Gbit/s的可升级的框架构造，支持上、下行不对称速率〔下行2.488Gbit/s，上行1.244Gbit/s〕，支持多业务，特别是以本色模式和极高的效率同时支持数据和TDM，提供明确的服务质量保证和服务级别，具有电信级的网络监测和业务管理能力。因此，GPON成为目前最为理想的宽带光接入网技术。GPON的基本技术要求如下：1〕基于GFP帧或ATM信元；2〕支持对称/非对称线路速率，包括对称622Mbit/s、1.25Gbit/s和非对称〔上/下行〕155/1244Mbit/s、622/1244Mbit/s、155/2488Mbit/s、622/2488Mbit/s、1.25/2.5Gbit/s，具有前所未有的高比特率；3〕最大逻辑距离和最大物理距离分别为60㎞和20㎞；4〕系统分支比为1：16、1：32或1：64，最大可支持的分支比为1：128；5〕平均最大传输时延为1.5ms；6〕上行工作波长1260~1360nm，下行工作波长1480~1500nm〔单纤系统〕或1260~1360nm〔双纤系统〕；7〕利用G.983.3定义的增强波长提供其他业务；8〕线路码型为扰码的NRZ码。3GPON系统概述如图1-1所示是G.984.1建议的GPON参考模型。GPON由光线路终端OLT、光网络单元/光网络终端(ONU/ONT)和光纤分配网ODN组成。其中OLT位于中心机房，向上提供广域网接口，包括GE、ATM、DS-3等；ONU/ONT放在用户侧，为用户提供10/100BaseT、T1/E1、DS-3等应用接口，适配功能AF在具体实现中可能集成于ONU/ONT中；ODN由分支器/耦合器等无源器件构成；上下行数据工作在不同波长，下行数据采用播送方式发送，上行数据采用基于统计复用的时分多址〔TimeDivisionMultipleAccess，TDMA〕方式接入。图中波分复用器WDM和网络单元NE为可选项，用于在OLT和ONU之间采用另外的工作波长传输其他业务，如视频信号。图1-1〔GPON系统参考配置〕4GPON系统各局部功能OLT〔光线路终端〕：以播送方式向ONU发送以太网数据；发起并且控制测距过程，并且记录所测信息；控制ONU功率和ONU注册；为ONU分配带宽，也就是控制ONU的发送窗口大小和发送数据时间。ODN〔光分配网〕：分发下行方向数据并且集中由ONU上传的上行数据。无源分光器可将输入的一路光信号进展不等比例的光功率分割，并输出所分割的多路信号。ONU〔光网络单元〕：响应OLT所发出的功率控制和测距命令，并对命令作出调整；缓存所属用户的以太网数据，并在OLT所分配的发送窗口内发送上行方向数据。5GPON信号传送原理GPON系统运用WDM技术来实现单纤双向的信号传输。为了将用户的上下行方向信号别离，EPON使用了两种复用。下行数据流采用播送方式，取下行波长1490nm。各自ONU根据下行数据标识信息接收属于自己数据，并丢弃其它数据。图1-2下行方向信号传输原理上行数据流采用TDMA方式，取上行波长1310nm。各自ONU发送的时间和长度由OLT集中控制。图1-3上行方向信号传输原理〔三〕FTTH技术1FTTH技术概述尽管如今移动通信开展速度很快，但其由于带宽难以提高，终端体积追求小巧，显示屏幕受限等因素，人们依然需要性能更强得多的固定终端。信息化进程的前进和网络业务需求的提高，快速推动着网络的开展。FTTH〔光纤入户〕的意思是光纤和终端设备一同进入家庭，也就是说将光网络单元〔ONU〕安装到用户家庭，从而实现数据，图像，语音业务的整合。它是光接入系列中最接近用户的类型之一。FTTH的优点是增强了网络对波长、速率、数据格式和协议的透明性，可以提供更大的带宽，支持的协议也较为灵活。值得一提的是其对环境影响和供电都要求都不高，便于了安装和维护。光纤到户的最大优势在于，它具有非常大的带宽，是解决“最后一公里〞瓶颈的最正确方案。根据光纤深入用户的程度，可以分为FTTC(光纤到路边)、FTTZ〔光纤到小区〕、FTTO〔光纤到办公室〕、FTTF〔光纤到楼层〕、FTTH〔光纤到用户〕等。这里我们只研究FTTH，其它方式暂不多谈。FTTH从拓扑构造分类可以分为点到点〔P2P〕和点到多点〔P2MP〕两种。FTTH从封装协议的不同可分为BPON，EPON，GPON等，这些PON技术的网络拓扑构造都为树型构造。二光纤接入网的基本概念〔一〕光纤接入网的优势光线接入网一种以光纤作主要传输媒介的接入网.它的主要优点有：1)光纤带宽容量大，可以满足未来更多业务的需要。2〕光纤抗干扰性好，不会被电磁或雷电等的影响。3〕光纤寿命长久，可达50年。4〕衰减小。5〕体积小，重量轻。于是，它以频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、工作性能可靠、原材料丰富等优点赢得了市场的肯定。虽然有成本较铜线高的缺点，但随着技术的成熟，其成本在逐渐降低，大大增加了其推广的可行性。〔二〕光纤接入网构造可以说OLT和ONU组成光纤接入网〔OAN〕，其包含与UNI〔用户网络接口〕有关的用户端口功能、与SNI〔业务节点接口〕有关的业务端口功能以及核心功能〔如集线、电路仿真和通路选择〕，这些功能分布在OLT〔光线路终端〕和ONU〔光网络单元〕中。其通过光线路终端(OLT)与业务节点相连，通过光网络单元(ONU)与用户连接，而通常为了降低成本，一个光线路单元OLT可以带多个ONU。图2-1光纤接入网模型光线路终端OLT的功能是为接入网络提供与本地交换机之间信息传输的接口，并且通过光传输的方式与用户端的光网络单元通信。其具体的工作有：1、向ONU以播送方式发送以太网数据。2、发起并控制测距过程，并记录测距信息。3、为ONU分配带宽。它能够将交换机的交换功能与用户接入完全隔开，并提供对自身和用户端的监控和维护。对于位置的设置，可以和本地交换机一起设置在交换局端，也可以放置于远端。光网络分配单元ONU的功能是为其接入网络提供用户侧的接口。具体工作的有：1、选择性的接收OLT发送的播送数据。2、响应OLT发出的测距以及功率控制命令，并遵照控制命令作出相应的调整。3、对用户的以太网数据进展缓存，并且在OLT分配的发送窗口内发送向上行方向的信息。ONU可以接入多种用户终端，并且具有光电转换的功能以及相应的维护和监控的功能。ONU的主要功能是完毕来自OLT的光纤，处理光信号并为多个用户提供业务接口。ONU的网络端是光接口，而它的用户端是电接口。因此，ONU具有光信号和电信号相互转换的功能。同时，它仍具有对话音的数字信号和模拟信号相互转换功能。ONU通常可以放置离用户较近的位置。〔三〕光纤接入网的分类按技术上分，光纤接入网可分为有源光网络和无源光网络，有源光网络可以分为基于PDH和SDH两种。由于EPON系统是以太网无源光网络，所以有源光网络我们就不多讨论了。对于无源光网络〔PON〕是指在OLT和ONU之间是光分配网络(ODN)，不需要任何有源电子设备。PON即无源光网络〔无源的光接入网〕分为APON、EPON和GPON等几种。按照拓扑构造，光纤接入网可以分成：环形、总线形、星形或它们的混合形，也有点对点的应用。总线型：总线形构造是将光纤作为公共总线，各用户终端通过耦合器与总线直接连接。其优点有:共享主干光纤，节省线路投资，比较点容易增删节，各用户彼此干扰较小。但其缺点是：存在损耗累积，用户接收机的动态范围要求较高，对主光纤的依赖性强。它构造属串联型构造。环形构造：它是所有节点共享一条光纤链路，将光纤链路首尾相连，自成封闭回路的网络构造。这种构造的优点是无需外界干预，网络即可在比较短的时间内，从失效故障中恢复所传业务，即：实现网络自愈。星形构造：它是将各用户终端通过一个位于中央节点(设在端局内)具有控制和交换功能的星形耦合器进展信息交换的。它不具有损耗累积，易于升级和扩容，各用户之间干扰性小，业务适应性强。但它缺点是：所需光纤较多，对中央节点的可靠性要求非常高。星形构造又可分为单星形构造、有源双星形构造和无源双星形构造。它属于并联形构造。按照光纤到达的位置，光纤接入网可以分为光纤到户(FTTH)，光纤到路边(FTTC)，光纤到大楼(FTTB)，光纤到办公室(FTTO)。其中最常用的三种是FTTH〔光纤到用户〕、FTTB〔光纤到大楼〕、FTTC〔光纤到路边〕。FTTH是直接将ONU放置在用户住宅内，为家庭用户提供综合宽带业务。FTTH是光纤接入网的最终目标，但是由于每一用户都需要一对光纤和单独的ONU，因此成本非常昂贵。FTTB是将ONU设置在大楼内的配线箱。主要应用于远程医疗、远程教育、综合大楼及大型娱乐场所，为大中型企事业单位和商业用户服务，并为其提供高速数据、电子商务等宽带业务。而FTTC将光网络单元〔ONU〕设置在路边，也就是用户住宅的附近，从ONU出来的电信号再传送到各个用户。主要是为住宅用户提供宽带服务。视频业务一般用同轴电缆传送，业务用双绞线传送。〔四〕接入网的拓扑构造ODN的基本构造：根据光分路器〔OBD〕的连接方式，网络可组成很多种构造，而星型和树型是最普遍的。关于星型构造：是ONU与OLT之间按照点对点配置。也就是一个ONU直接与一个OLT连接，而中间不需要OBD〔光分路器〕。而OLT与ONU之间的光链路那么只是一根光纤或两根。图2－2星型构造关于树型构造，树型构造可分为两种：1)OLT与ONU按照一点对多点配置，也就是一个OLT连接多个ONU，并且中间有一个POS。此构造的优点为跳接相对少。因此，减少了光缆线路的衰减和故障率。同时，便于数据库管理。而缺点是光分路器后的光缆数量、对管道需求量很大。图2－3典型树型构造2)而当采用两个、两个以上的光分路器时，按照级联的方式连接时，就构成了第二种树型构造。其优点是由于安装光分路器比较分散，于是减少了对管道的需求，更适用于用户更加分散的小区。而缺点是增加了跳接点，加大了线路衰减，故障率增加，同时数据库管理难度也增加了。图2－4多级联树型三钟家营小区本地网络构造和运行数据〔一〕钟家营小区本地平面图及局所位置钟家营小区位于保定东区。小区共有居民楼5栋，均为6层，每层均为2户。因此，钟家营小区共18个单元，共216户。本期工程钟家营小区采用FTTH,采用一级分光的形式对该小区进展覆盖,具体施工方案如下：1)小区内走线采用小区的管道。(特殊标注除外)。2〕本工程从钟家营原有OLT基站新放一条12芯光缆到钟家营小区FL01-360光交箱。3〕从光交箱引出光缆至各个单元的分线箱。图3-1钟家营小区布线工程路由图〔二〕本设计所涉及范围的用户群状况由于钟家营小区的楼宇分布密集，用户数量多,且基本为普通居民用户。需要网络覆盖范围较大。居民楼等用户密集区域，广阔的网络覆盖区域和大量的接入数需要强劲的网络核心为其保证充分动力。同时设备的安全性也至关重要。因此对于钟家营小区网络建设要综合考虑多方因素。〔三〕现行用户接入方式及接入业务状况现行小区的用户接入方式为ADSL接入方式,其属于铜线宽带接入。铜线宽带接入技术也叫做xDSL技术，xDSL是各种类型DSL(DigitalSubscribeLine)数字用户线路)的总称，其中包括ADSL非对称用户数字环路、HDSL高比特率的用户数字环路和VDSL甚高比特率的用户数字环路。由于本小区现行接入为ADSL本章只介绍ADSL接入，其他暂不介绍。ADSL是目前DSL中技术比较成熟的一种，也是普通家庭用户中最普遍的一种。其优点是带宽相对较大、连接简单、成本较小。ADSL系统主要是适合住宅用户，它采用频分复用技术把普通的线分成了、上行和下行三个相对独立的信道。它在一对线上同时传送一路高速下行数据、一路较低速率下行数据和一路模拟数据。各种信号以频分复用方式占用不同频段，低频段传输语音信号，中间窄频段传输上行信道数据和控制信息，剩下高频段传送下行信道数据和图像。从而成功防止了相互之间的干扰。即便边打与上网同时进展，也不会影响上网的速率和通话的质量。通常ADSL在不影响正常通信的情况下可以提供最高3.5Mbps的上行速度和最高24Mbps的下行速度。ADSL技术允许多种格式的数据、视频信号、语音以铜线为媒介从局端传给用户终端，可以支持高速Internet/Intranet访问、视频点播、在线业务、电视信号传送等。但它们的缺点是覆盖面有限，并且一般高速传输数据是非对称的，上行传输数据传输速度较低。ADSL是一种异步传输模式〔ATM〕。在电信服务提供商端，需要将每条开通ADSL业务的线路连接在DSLAM〔数字用户线路访问多路复用器〕上。而在用户端，用户需要使用一个ADSL终端〔由于类似传统的调制解调器〔Modem〕，所以也称为“猫〞〕来连接线路。由于ADSL使用的是高频信号，所以在两端还都要使用ADSL信号别离器〔Demultipexer〕，将ADSL数据信号和普通音频信号别离开，以免用户打的时候出现噪音干扰的现象。在实际应用中，由于有传输高频信号的限制，ADSL需要电信提供商端接入设备和用户端口之间的传输距离不得超过5千米，也就是用户的线连到局的距离不能超过5千米。总之，ADSL是众多DSL技术中更为成熟的一种，其带宽较大、投资较小、连接简单的优点使其开展的很快。但从技术角度上看，ADSL技术对宽带业务来说仍是一种过渡性方法。四建设接入网的可行性和必要性〔一〕成熟的GPON技术目前，GPON技术已经很成熟了，它的表达主要为：经过各组织的标准制定、运营商设备商的努力拓展、GPON的芯片和光模块性能成熟，并且在中国电信的引导下，实现了GPON芯片级和系统级的互通。与此同时，GPON产业链也进一步成熟，并且形成了良性的竞争格局。由于设备成本不断下降，其大规模推广的可行性以到达运营标准，并可广泛运用于城市和农村的综合接入。〔二〕用户需求分析钟家营小区共5幢居民楼18个单元，共6*2*18=216户，需要开通的业务有：宽带业务和普通业务，来满足小区用户的新需求。由于前期业务需求量不会到达百分之百，所以在光交箱里只放置一个1分64的分光器。FTTH作为一种综合接入手段，可以提供高带宽和QoS〔服务质量〕保证能力，并可承载以太网/IP业务、语音业务等多种业务：图4-1GPON提供的用户三种业务类型1〕数据业务：可以为用户提供4M的带宽，可以在长期满足基于以太网/IP的数据业务的需要，比方用户互联网接入、文件下载、网络游戏等各种业务。2〕语音业务：可以为用户提供语音业务，包括采用VOIP〔将模拟声音讯号数字化，以数据封包的型式在IP数据网络上做实时传递〕的软交换语音以及各种增值业务和64kbit/s电路仿真方式的传统。对于通讯技术开展趋势，软交换方式最终将会成为由FTTx技术支持的实现方式。3〕视频业务：当前用户的视频业务为电视台提供的CATV，但正在向DTV方向转移，由于政策关系，通讯网络运营商与上诉业务无太大关系。他们关心的是IPTV业务。对于IPTV，接入网要提供信息传输的通道，带宽和通道的QoS保证能力便是IPTV业务能否提供的主要因素。总之，对于钟家营小区的，GPON主要提供语音、数据等业务。五钟家营小区GPON光纤接入网规划设计方案〔一〕接入网网络构造的设计钟家营小区的网络构造为从钟家营原有OLT机房新放一条12芯光缆至钟家营小区光交箱。光交箱选用落地式360芯光交箱。由光交箱引出2条36芯、三条48芯光缆到各单元分线箱。其中，36芯经过接头盒分出三条12芯光缆，48芯经过接头盒分出4条12芯光缆。图5-1接入网网络构造的设计〔二〕设备选型GPON网络构造主要是有OLT〔光线路终端〕、ODN〔分配网络〕、POS〔光分路器〕、ONU〔光网络单元〕组成。OLT位于ODN与核心网之间，实现核心网与用户之间不同业务的传递功能，它可以区分交换与非交换业务，管理来自ONU的信令和监控信息，同一个OLT可以连接假设干个ODN。OLT在分配侧提供与ODN相连的光接口，在网络测通过标准SNI接口连接到业务网络，可设置在本地交换局或远程。ODN位于ONU和OLT之间，为多个ONU到OLT的物理连接提供光传输媒质，完成光信号的传输和功率分配任务。通常ODN是由光连接器、光分路器、波分复用器、光衰减器、光滤波器和光纤光缆等无源光器件组成的无源光分配网络。ONU位于用户和ODN之间，实现OAN的用户接入，为用户提供通往ODN的光接口，完成光电转换。1OLT选型图5-2华为SmartAXMA5680TOLTSmartAXMA5680T，全球首款会聚型OLT。融合会聚交换功能，提供高密度接入，高精度时钟，支持TDM、ATM、以太网专线，能够实现流畅的三重播放业务、高可靠的企业接入服务。可级联DSLAM、MSAN及远端接入设备，直连BRAS组网。在节省网络建设投资的同时，增强网络的可靠性，节约运维成本。超高会聚交换能力，3.2T背板容量，960G交换容量，512KMAC地址容量；超高密度级联能力，单框最大768个GE端口，无需额外投资会聚交换机；超高可靠组网能力，可直连BRAS，支持OLT双机热备份、异地容灾、升级不断业务。接入会聚一体，防止重复投资，提升网络部署效率

；减少网络节点，减少站址、机房等配套设施，降低设备投资及运维成本；EPON/GPON/10GPON共平台，实现网络平滑演进。满足FTTH光纤到户、FTTB光纤到楼、基站传输、IP专线互联、批发等组网需求。支持P2PFE光接入和以太网级联等宽带接入业务，通过与光接入终端配合，为用户提供点对点的FTTH接入。能够提供带宽长距离接入，解决大规模光纤接入问题。利用单根光纤提供语音、数据、视频业务、适应电信用户个性化需求。提供的接口类别有网络接口、业务接口、维护接口。其中网络接口有：GE光/电接口、10GE光接口、E1接口。业务接口有GPON、EPON光接口，以太网接口、P2PFE光接口。维护接口有维护串口、维护网口、环境监控串口。具有强大的QOS能力。支持良好的管理维护，监控功能，便于日常管理和故障诊断。严格符合ITU-T标准。2ONU选型图5-3华为HG813ONT华为HG813是一种光网络终端〔ONT〕，专为家庭用户以及小型办公室设计。提供高速接入网络，传输速率是100Mb/s。提供高速光纤到一个单一的有线频道。上行带宽至1.244Gbit/s的下行带宽高达2.488bit/s。使用HG813，用户可以高速接入到网络，提供宽带语音和视频服务。HG813使家庭用户和SOHO用户可透过光学上游的IP连接IPTV网络。为用户提供IPTV业务。HG813提供从本地网络连接到其他设备的多个接口，能够灵活地适应各种网络条件。支持4个以太网接口，自动识别数据模式。华为HG813完全符合“光缆的房子〞〔光纤到户〕技术所要求的标准，符合ITU-TG.984标准的GPON标准兼容。HG813提供三网合一，包括语音，数据和IPTV。提供了多种接口，允许连接各种终端设备。支持通过Telnet远程维护设备，维护简单，同时支持远程配置和设备管理。应用适用性：可灵活应用于FTTH模式、视频监控、网吧接入等。五芳园小区共需ONU216个。另外，ONU提供FE口和POTS口，分别接五类线和双绞线，并通过RJ45和RJ11与电脑和相连。3无缘分光器选型无缘分光器选用1：64盒式分光器。图5-4无源分分光器〔三〕OLT容量的计算本小区宽带总容量根据用户数考虑。根据式带宽计算公式：上行带宽上行带宽=用户数*最大并发率*每用户带宽*用户浏览特性值式(5－1)推荐经历值：最大并发率：70%〔这个数值比实际值偏大一点〕。用户浏览特性值：25%〔下载时间/阅读时间〕。五芳园小区共216户，承诺4M给每户。那么:216*70%*4M*25%=151.2M，小区宽带总容量为151.2。PSTN业务，所耗带宽很小，可以暂不做计算。〔四〕光功率分配计算过程为了保证小区每一个用户的业务能够正常提供，我们要计算接入过程中的ODN光通道损耗。ODN光通道损耗公式为：光通道损耗光通道损耗=光纤衰耗+光分路器插损+活接头损耗+死接头损耗+损耗充裕度式(5－2)本小区使用的光纤为G.652。其最大衰减系数取0.4dB/km。表5-1G．652光纤性能及应用光分路器插损取1*64为20.5dB。表5-2PLC分光器损耗参数PLC光分路器参数单位指标1×41×81×161×322×321×64插入损耗典型值dB7.110.013.516.617.519.6最大值7.310.714.617.01821.5法兰盘损耗取0.5dB/个,熔纤点损耗取0.1dB/个，损耗充裕度取1dB/km〔L≤5km〕。假设求最大光通道损耗，需取距离OLT最远距离的ONU与OLT间的光纤长度。经估算距离最远的ONU为5km。表5-3损耗明细分光器1：:64光纤长度主干+配线熔纤点数目法兰盘个数光缆充裕度≤5km合计单位损耗21.50.40.10.51数量10.95362合计21.50.3810.61.0124.481〔五〕IP地址分配1IP地址概述IP地址包含许多方面，如构建IP地址的计算、为数据到达目的地指定的IP地址类以及公有和私有IP地址。IP地址又可以分为IPV4〔IP第四版〕和IPV6〔IP第六版〕两类地址，32位的IPV4地址是当今最常用的地址类型，理论有大约40亿个的主机地址，但是因为IPV4地址不能被全球用户所分配，所以就引申而来IPV6类型的IP地址，IPV6使用的是128位编码，因此大大的能为全球所有用户分配IP地址。在很多大学和重要机构现在都开场用IPV6作为其内部网地址编码；但是在EPON通信网络中还是主要用的是IPV4的地址。对于IPV4地址，为了满足不同规模网络的需求并帮助对其进展分类，所以将IP地址分成不同类别，称之为“类〞。为类分配IP地址称为有类编址，在早期internet中类是有互联网编号指派机构〔IANA〕确定的，每个IP地址都分为网络ID和主机ID。此外，每个地址起始处的位或位序列可确定地址的类。图5-5IP地址的分类2A、B、C类地址研究A类地址只是用32位数的第一个二进制八位数来表示网络地址，而其余三个二进制八位数用来表示主机地址的。A类地址的第一位始终为“0”，所以可表示的最小数是十进制的0〔00000000〕，可表示的最大网络位数为十进制127〔01111111〕。然而，需要保存网络号得全0〔00000000〕和全1〔11111111〕，他们不能用作网络地址。如果32位地址的第一个二进制八位数以1和126之间的值开头，那么它为A类地址。B类地址是以32为数的前两个二进制八位数用来表示网络地址，其余两个二进制八位数用来表示主机地址。对于B类地址的分配第一个二进制八位数以二进制数10开头可保证B类空间与A类空间的上限分开。第一个二进制八位数的其余6为可以填入1和0。因此，B类地址可表示的最小数是1000000〔十进制128〕，可表示的最大数是10111111〔十进制191〕。如果地址的第一个二进制八位数以128到191之间的值开头，那么它为B类地址。IP地址范围如图5-6所示图5-6IP地址范围对于C类的IP地址分配，我们采用A、B类IP地址的分配方法，因此得到第一个二进制八位数中包含192到223之间的数，那么它是为C类地址。3公有和私有IP地址网络设备的互联是通过Internet彼此连接的，而另一些网络那么是私有的。如在学校寝室内用傻瓜式搭建的TP-link路由器网络，内部主机获取的IP地址就是私有IP地址，而私有IP地址是不能被路由到公网中的，下面我们来介绍公有和私有IP地址。(1)公有IP地址Internet的稳定性直接取决于公用网络地址的唯一性。因此，需要采用某种机制来确保地址的唯一性。这一机制最初是由InterNIC〔Internet网络信息中心〕的组织来负责，后来这一机构演变成为IANA仔细管理IP地址的剩余供应，以确保不会出现公用地址重复的情况。如果重复了会造成Internet的不稳定，并损害其将数据报传送到使用重复地址的网络的能力。而要获取IP地址或地址块，必须联系Internet服务提供商〔ISP〕。随着Internet的快速开展，公有地址几乎用完，因此后来出现了一些技术来解决此类问题，如网络地址转换〔Net〕、IPV6，如以以下图5.3公有IP地址：图5-7公共IP地址(2)私有IP地址虽说Internet主机需要全球唯一的IP地址，但未连接到Internet上的私有主机可使用任何有效地址，只要其在私有网络内是唯一的即可。但是由于许多私有网络与公有网络共存，因此是制止占用“任意地址〞。在RFC1918文档中，其中有提到建议将可用的IP地址空间快保存给私有网络。对于需要IP来支持应用程序或主机的但无需连接到Internet的私有网络，可以简单地使用分配给私有用途的地址。其中有三个IP地址块〔一个A类网络、16个B类网络和256个C类网络〕被指定为用于私有内部用途，该范围内的地址不能在Inerter主干上路由。Internet路由器被配置成丢弃私有地址〔即不被路由到公网中〕。对于EPON中的IP地址来说，在OLT和ONU的接入端我们是采用公有IP地址来给设备编号或配置IP地址，或者是从ONU一端到用户端我们是采用动态的IP地址。使用私有地址的网络必须连接到Internet上时，必须将私有地址转换成公有地址，转换程序可以是NAT，而执行NAT的网络设备通常是路由器〔router〕。图5-8私有IP地址4小区用户IP地址分配对于钟家营小区用户的IP地址分配，我们将会使用在小区中心机房设置SmartAXMA5680T设备，在上面我们已经提到MA5680T的主要功能和支持的业务。因为此小区是作为实验的目的来运行GPON的，所以我们为小区分配一个C类的地址池。由于小区用户为216个，所以需要C类地址1个〔一个C类地址，就可以提供254个主机IP地址〕。顺便要提到：IP地址池的分配是城域网的BAS的功能。用户的电脑PPPOE拨号,经过PON，到达BAS，BAS在地址池中选取一个IP，分配给用户电脑。就可以发送用户名和密码到认证服务器,认证服务器通过认证后，用户就可以正常上网了，就是PPPOE拨号成功的全部过程,这个过程中间，PON只是一个传输通道，不参与的IP分配。〔六〕网络保护方式的选择对于一些重要的应用场所，我们要求接入网具有快速的保护倒换功能。因此，PON提供了多种不同线路备份、冗余。不同的接入网所应用环境的需要而采用不同的保护倒换方案。冗余可以是整个PON的冗余，也可以是某一局部的冗余，但是在通信的高要求、高成本的情况下，我们是采用低成本高效率的冗余，而对于将整个PON来进展冗余，那么成本将是很昂贵的，下面将提到4种类型的网络保护拓扑方式来做比较，比较那种方案最好如以以下图：1：N光分路器1：N光分路器图5-9主干冗余1：N分光器1：N分光器图5-10OLTPON口冗余图5-11分支冗余图5-12树冗余在计算中我们采用Uc表示器件c的不可用性，Ug为一组关联器件的不可用性。Uc和Ug分别对应器件或器件组的不可用时间。定义由主干光纤、OLT发送机和接收机组成为主干组，由分支光纤、ONU发送机和接收机组成为分支组，光分路器为独立的一组。主干组的不可用性可计算为：Utrunk=1-Utrunk=1-〔1-uolt_Tx〕〔1-uolt_Rx〕(1-utrunk)式(5－3)这里uolt_Tx表示为OLT发射机的不可用性，uoltT_Rx表示为OLT接收机的不可用性，utrunk为主干光纤的不可用性。类似的我们可以得出分支组的不可用性为：Ubranch=1-Ubranch=1-〔1-uonu_Tx〕〔1-uonu_Rx〕〔1-ubranch)式(5－4)这里的uonu_Tx为ONU发射机的不可用性，uonu_Rx为ONU接收机的不可用性，ubranch为分支光纤的不可用性。由于因为数据时双向传输，所