基于epon的ftth寬帶光接入網設計——本科畢業設計論文(更新版)

　　

【正文】 為 28dB 之內 ,本工程 OLT 至 ONU 之間的光通 路為 : OLT 10m ODF 一級分纖盒 40m 二級分纖盒 50m,從 OLT 的 PON 口到 ONU的 PON 口 ,共有 5 個活接頭 ,4 個熔接接頭。 本次設計過程中， 通過查閱大量相關資料 ， 以及最后完 成具體設計 ， 使我受獲很大 首先通過對 FTTH 概念的理解， 對包括多業務傳送平臺系統 ， 點到點以太網系統和無源光網絡技術詳細分析 ， 及對以上光纖到戶實現技術的對比。 重慶郵電大學高等函授畢業設計 評定表 姓 名 學號 專業 所屬站 四川 設計（或論文）題目 畢業設計（或論文）的評語： 該論文對 FTTH 技術進行了詳細的闡述與討論，文章從 FTTH 技術 基礎出發，講述了 FTTH 系統 組成、結構、接口等，同時還就 FTTH 系統規劃 、實施 做了探討。 論文內容符合任務書要求，安排合理，把基礎知識與理論很好的應用在實際中，使知識得到很好的實踐。 其次通過對幾種 PON 技術的基本結構和分類進行分析、比較。 吞吐量、丟包率、幀緩沖能力、延遲、誤碼率的測試結果 在本次工程中 (OLTONU 距離為 350 米 ,該 EPON 系統上行、下行方向的吞吐量、丟包率、幀緩沖能力、延遲及誤碼率的性能結果依據以下方式測得： 誤碼率測試采用 FTB200 誤碼儀 , 在 EPON 系統進行數據傳輸過程中進行測試。 EPON 接入業務配置 EPON 接入業務配置組網 EPON 接入業務配置組網圖如圖 所示。為了保持網絡簡單化 ,便于纖芯管理和網絡維護 ,木工程 ODN 采用“一級分光”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 ,不配置光分路器。 OLT 設備的選擇和安裝 為降低光功率衰耗以及節省光纖資源 ,EPON 網絡應盡量向用戶端靠近 ,ODN 網絡中光路不宜太長 ,且跳接數應盡量少。 (2)對于數據業務 PC 由 ONT 接入 MA5680T,上行經 BRAS 設備接入 IP 網絡。而本論文將著重研究點到點無源光纖系統。對于企事業用戶應用環境 ,以太網技術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施接口。當然 ,這種融合不是一步到位的 ,隨著業務的發展和技術的進步 ,近期可以首先實現物理融合 ,中長期再走向完全的功能融合 ,成為名副其實的融合節點。 (3) 光纖到公司辦公室 (Fiber To The Office FTTO) 光纖到公司 /辦公室 (FTTO)是寬帶光接入網的典型應用類型之一 ,其特征是 ,僅利用光纖傳輸媒質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 獨享 ,ONU/ONT 之后的設備或網絡由用戶管理。 EPON 下行為廣播方式 ,所有的 ONU 都能收到相同的數據 ,但是通過 LLID 來區分不同的業務的數據 ONU 通過過濾來接受屬于自己的數據。完成 OLT 與 ONU 之間以及 ONU 與 ONU 之間的通信。更高層的功能使用它進行帶寬分配、 ONU 的同步和測距。 EPON 上行 TDMA 復用原理如圖 所示 OLT 安排好各 ONU 允許發送上行信號的時候 ,OLT 發出時隙分配幀。 OLT 作為 EPON 的核心 ,OLT 主要實現以下功能 : a. 向 OUN 以廣播方式發送以太網數據 b. 起并控制測趾過程 ,并記錄測距信 c. 發起并控制 ONU 功率控制 d. 為 ONU 分配帶寬 ,即控制 ONU 發送數據的起始時間和發送窗口大小 e. .其它相關的以太網功能 ONU/ONT 為用戶提供接入的功 能 : a. 選擇接收 OLT 發送的一播數據 b. 響應 OLT 發出的測距及功率控月命令 ,并作相應的調整 c. 對用戶的以太網數據進行緩存 ,并在 OLT 分配的發送窗巾掃向上行方向發送 d. 其它相關的以太網功能 ODN 在 OLT 和 ONU 間提供光通道。與 EPON 力求簡單的原則相比 ,GPON 更注重多業務和 Qos 保證 :能夠簡單、通用、高效的透明傳送各 種業務 ,具有前所未有的高比特率、高帶寬 :非對稱特性更能適應未來的 FTTH 寬帶市場 ,傳輸距離更遠、覆蓋范圍更廣。隨著多協議標簽交換 (MPLS)等新的 IP 服務質量 (Qos)技術的采用 ,也可提供一定的 Qos 保證。在 EPON/GEPON 中 ,根據 以太網協議 ,傳送的是可變長度的數據包。由于采用 GFP 映射 ， GPON 的傳輸匯聚層本質上是同步的 ，并使用 SDH 標準的 125us 幀，因而使得 GPON 可以直接支持 TDM 業務。首先 :EPON 提供了多業務支持 可以提供數據、租用線、電話、 IPTV 和 CATV 等多種典型業務。 BPON 能提供以太網接入、視 頻分配、高速租用線等寬帶業務 :目 前在美國和日本等國已經開始商用 :在日本己經敷設了約 50 萬線。 PON 中實現點對多點靠的是復雜光傳輸系統技術。 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備組成。 FTTH/B 家庭 /建筑物覆蓋數近 3300 萬如果不包括俄羅 斯在內 , FTTH/B 用戶數為 390 萬 ,家庭 /建筑物覆蓋數為 2230萬我國 FTTH產業發展前景良好 ,雖然與世界上其他國家相比 ,我國 FTTH 產業進展相對緩慢 ,但已經開始展現出良好的發展前景 ,我國電信運營商對 FTTH 發展的興趣越來越濃 ,目前我國不少地方如武漢、杭州、上海等都己經紛紛開展了 FTTH/B 試點。 20xx 年FTTH 普及率超過 %,世界排名第一 :20xx 年底 FTTH 用戶數達 980 萬 ,世界排名第三 。與其他的接入技術相比 光纖接入的帶寬能力是無法比擬的 若在通信網絡中使用光纖代替銅纜可以帶來很多優勢 消除電信網絡的瓶頸 降低維護的成本 易于業務整合提供新的業務 ,提高信號傳送質量和可靠性等諸多好處。 本設計針對光纖到戶接入技術主要進行了以下幾方面工作 ： 一 通 過對 FTTH 概念的介紹 ,詳細分析了包括多業務傳送平臺系統 ， 點到點以太網系統以及無源光網絡技術 ， 通過對以上光纖到戶實現技術的對比 ， 得出了各種技術的優缺點及適用場合。三 重點介紹了 EPON 系統的參考結構、復用原理、協議棧、幀結構及對外接口 (為基于 EPON 的 FTTH 光纖到戶接入的建設提供了理論上的支撐。根據對國內及機遇。 20xx 年底北美的用戶數超過 700 萬。此外 ,光纖價格也在不斷下降 :PON 產品的成本從原來的 2500 元 /線下降到目前的 1500 元 /線 ,同時 ,隨著 FTTH 在我國的發展和應用的不斷擴大 , FTTH 的建設成本還將進一步的下降 ,而 ADSL 等目前在廣泛應用的接入方式的成本下降的潛力已經不大了 ,如果 FTTH 的成本和使用費用能夠和 ADSL 接近甚至達到相同的水平 ,那無疑 FTTH/B將 掃清在我國大規模發展和應用的障礙 ,取代 ADSL成為我國主流的寬帶接入技術 (3)我國潛在市場需求旺盛 :隨著我國商業大客戶對網絡帶寬、穩定性需求越來越高。這樣 OLT與 ONU之間的 ODN就應該是點對多點的星型或樹型網絡。 PON 的分類 從目前寬帶接入技術發展和實際應用來看 ,PON 領域中最重要的三種接入技術分別為寬帶 PON(BPON)、以太網 PON(EPON)和吉比特 PON(GPON). 寬帶 PON(BPON) BPON 以前也稱為 APON(基于 ATM 的無源光網絡 ),它是上世紀 90 年代中期由一些大型網絡運營商同它們的主要設備供應商組成的全業務接入聯盟 ,為應用于寬帶接入的 PON 設備定義的一個通用標準。 以太網 PON（ EPON） EPON 的標準號為 IEEE 。 吉比特 PON (GPON) 20xx 年 ， 在 IEEE 積極制定標準的同時 ， 全業務接入網絡 ,FSAN,組織開始發起制定速率超過 1Gbit/s 的 PON 網絡標準 GPON。 APON 的對稱速率 ()和非對稱速率 (下行 ,上行 )。傳輸距 離最大 1020km。引入通用成幀協議 (GFP),能將任何類型和任何速率的業務進行原有格式封裝后經由 PON 傳輸 ,而且 GFP 幀頭包含幀長度指示字節 ,可用于可變長度數據包的傳遞 ,大大提高了傳輸效率。 EPON 主要面向對帶寬要求高、對業務質量和網絡安個要求不是太高、對成本敏感的以太網業務為主的中小型企事業單位的接入 ,如果成本進一步下降 ,也將作為 FTTH的主要手段直接面向高端個人用戶 .GPON適合于少數對帶寬要求高、需要提供電信級服務質量 ,且成本不敏感的多業務需求的企事業單位的接入 PON 的發展趨勢 APON 適用于對帶寬要求不高、對業務質量要求高或者需要運行混合業務的企事業 單位的接入。可以使用時分多址復用技術 (TDMA)和波分多址復用技術 (WDMA)。 EPON 下行復用技術 和上行 TDMA 技術相對應的下行技術 采用廣播方式 :在下行方向上 OLT 通過 1:N 的無源分路器將 Ether 幀發送給每個 ONU N 通常為 464。每一個邏輯鏈接都會分配到不同的 LHD。而 GATE 集合了一個 LLID 包 含的所有隊列相關的上行帶寬授權。根據光纖所到達的物理位置不同 FTTx存在多種應用類型 ,具體 (1) 光纖到交接箱 (Fiber To The Cabi)FTTCab 光纖到交接箱 (FTTCab)是寬帶光接入網的典型應用類型之一 ,其特征是 :以光纖替換傳統饋線電纜 ,光終接設備或 ONU 部署在交接箱即 FP 處 ,光終接設備或ONU 下采用其他有線介質或無線方式接入到用戶 ,光終接設備或 ONU 離用戶的距離在 范圍內。廣義上的 FTTH泛指 FTTH的各種網絡應用 ,根據用戶單元在接入網中所處的地診點差異 ,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). 從業務的方面來看 ,雖然用戶有各種業務需求 ,但從本質二來看不外乎三類 電話 數據和視頻。然而 ,由于 RPR 沒有跨環標準 ,獨立組大網的能力較弱 ,若利用與 MPLS 相結合的方法可以使跨環業務流配置成同一個 MPLS 的標記交換通道 ,從而實現多個 RPR 環業務的胡同和端到端業務調度。 根據美國貝爾公司報道 ， 采用 PON 技術每年每線可節約 50 美元的維護費用 ,是電信維護部門長期期待的技術。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。 MA5680T 基于 IGMP proxy 和可控組播實現對組播用戶的權限管理和節目管理 ,組播用戶通過 MA5680T的 鑒權后其 IGMP協議報文由 MA5680T發送給匯聚網絡設備。 MA5680T 通過 EPBA 即業務板支持 EPON 接入業務。 光纜布放及纖芯選擇 從接入網機房至一級分纖盒之間的光纜 ,每棟樓僅需 34 芯即可滿足要求 (每個光分路器 1芯 ) 考慮到纖芯備份及預留 ,本工程每棟配置 1條 12芯光纜 ,每個一級分纖盒取其中的 34 芯。 圖 EPON 接入業務配置組網圖 EPON 數據規劃 EPON 接入業務配置數據規劃如表 41 所示。奇偶校驗為無 EPON 設備的調測及業務開通 （ 1） OLT、 ONU 設備的調測及開通 （ 2）網管系統的設置 （ 3）上層級別業務、網絡調測以及光路跳通。我明白了 EPON 的基本原理如， 上行復用 技術和下行廣播復用技術 ， EPON 系統的協議分層以及與 ISO/ICE OSI 參考模型之間的關系等等