1、1北京邮电大学网络教育学院毕 业 设 计设计题目：桃花坞二小区 GPON 光纤接入网规划设计学生姓名 学 号 总 站/学 习 中 心 _ 专业名称 通信工程 入学年月 2011 年 4 月 6 日 指导教师 职 称 教 授 完成时间_2摘要随着现代信息技术的不断更新升级，人们对电信业务的带宽、业务、简洁、多样的要求也越来也高。GPON 是新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高速、高效传输、大范围覆盖、用户接口丰富等众多特点，已被大多数运营商视为实现接入网业务的宽带化、综合化改造的理想技术。本文简要介绍了关于 GPON 的一系列基础知识和以 GPON 为接入方式的小区接入网规划。本着实用的
2、原则，综合考虑设备选型，ONU 位置，IP 地址分配，实现其可运营性。并选定一个小区，进行完整的光纤接入网设计，达到学有所用的目的。关键词 GPON ONU FTTH3AbstractWith the development of modern information technology unceasing renewal upgrade, people to telecommunication business of bandwidth, business, concise, diverse requirement also more and more high also. GPON is
3、 a new generation of broadband passive optical integrated access standard, has the high bandwidth, high speed, high efficiency transmission, large range, the user interface is rich, and many other features, has been most operators as realize access network business broadband change, comprehensive re
4、form of the ideal technology. This paper briefly introduces the basic knowledge about a series of GPON and GPON for access area access network planning. In line with the principle of practical, comprehensive consideration of the equipment selection, ONU position, IP address assignment, achieve its o
5、perational sex. And selected a area of complete fiber access network design, to achieve the purpose of make your knowledge court. Keywords GPON ONU FTTH4目录前言 .6一 绪论 .71.1 光纤接入技术 .71.2 GPON 技术介绍 .81.3 FTTH 技术 .11二 光纤接入网的基本概念 .122.1 光纤接入网的优势 .122.2 光纤接入网结构 .122.3 光纤接入网的分类 .142.4 接入网的拓扑结构 .15三 桃花坞二小区本地
6、网网络结构和运行数据 .173.1 桃花坞二小区本地平面图及局所位置 .173.2 本设计所涉及范围的用户群状况 .173.3 现行用户接入方式及接入业务状况 .183.4 业务发展预测 .19四 建设接入网的可行性和必要性 .194.1 建设接入网的可行性 .194.2 建设接入网的必要性 .20五 桃花坞二小区 GPON 光纤接入网规划设计方案 .205.1 接入方式的选择 .205.2 接入网网络结构的设计 .23六 ONU 位置的设置及容量的计算 .306.1 OLT 和 ONU 位置的设置 .306.2 OLT 和 ONU 容量计算 .35七 光功率分配计算过程 .35八 地址分配
7、.4158.1 IP 地址概述 .418.2 A、B 、 C 类地址研究 .428.3 公有和私有 IP 地址 .438.4 PON 网络 IP 地址的规划 .45九 网络保护方式 、网同步设计 .46方案论证、评估 .52致谢 .53参考文献 .546前言光纤接入网以光纤作为传输媒质，传输距离长，传输容量大，抗干扰性强，衰减小，重量轻，是未来宽带固定接入的必然发展方向。GPON(Gigabit-Capable PON) 技术是基于 ITU-TG.984.x 标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综
8、合化改造的理想技术。GPON 最早由 FSAN 组织于 2002 年 9 月提出，ITU-T 在此基础上于 2003 年 3 月完成了 ITU-T G.984.1 和 G.984.2 的制定，2004 年 2 月和 6 月完成了 G.984.3 的标准化。从而最终形成了 GPON 的标准族。前所未有的高带宽。GPON 速率高达 2 .5 Gbps, 能提供足够大的带宽以满足未 来网络日益增长的对高带宽的需求, 同时非对称特性更能适应宽带数据业务市场。GPON 能够同时承载 ATM 信元和/ 或 GEM 帧, 有很 好的提供服务等级、支持 QoS 保证和全业务接入的能力。目前, ATM 承载话音
9、、PDH、 Ethernet 等多业务的技术已经非常成熟; 使用 GEM 承载各种用户业务的技术也得到大 家的一致认可, 已经开始广泛应用和发展。在我国南方，接入网主要是采用 ADSL/ADSL2+、LAN 技术为主，由于需要大量的实线、铜缆作为接入网的媒质，提高了建网成本，加大了满足业务需求的难度。本文以桃花坞二小区为背景，GPON 技术为结构精髓，通过对网络书籍资料的自学和查阅，对本小区进行实地考察,进行一系列的规划设计。7一 绪论1.1 光纤接入技术1.1.1 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（O
10、NU）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 广播方式、上行采用时分多址接入（TD
11、MA ）方式，并且可以灵活地组成星型、树形、总线型等拓扑结构。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发展方向。1.1.2 光纤接入技术的研究意义随着 Internet 的快速发展,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。经过多年的发展,
12、传输网已经基本上实现了数字化和光纤化 ,交换网也已经8基本实现了数字化和程控化,而接入网却发展缓慢。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则明显不够了。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发展,各地城市的迅猛建设 ,使得光纤通信
13、再一次被人们关注。为了全面提升国家信息基础架构的安全、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 方式进行 FTTH 接入有其强大的优势。 1.2 GPON 技术介绍1.2.1 GPON 技术概述GPON 技术起源于 1995 年开始逐渐形成的 ATMPON 技术标准，PON 是GPON 英文“无源光网络”的缩写。而 GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network) 最早由 FSAN 组织于 2002 年 9 月提出，ITU-T 在此基础上于 2003 年
14、3月完成了 ITU-T G.984.1 和 G.984.2 的制定，2004 年 2 月和 6 月完成了 G.984.3的标准化。从而最终形成了 GPON 的标准族。 基于 GPON 技术的设备基本结构与已有的 PON 类似，也是由 局端的 OLT(光线路终端 )，用户端的 ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元)，连接前两种设备由单模光纤(SM fiber)和无源分光器(Splitter)组成的 ODN(光分配网络 )以及网管系统组成。前所未有的高带宽。GPON 速率高达 2 .5 Gbps, 能提供足够大的带宽以满足未 来网络日益增长的对高带宽的需求, 同时非对称特性更能适应宽带数据业
15、务市场。QoS 保证的全业务接入。GPON 能够同时承载 ATM 信元和/ 或 GEM 帧, 有很 好的提供服务等级、支持 QoS 保证和全业务接入的能力。目前 , ATM 承载9话音、PDH、 Ethernet 等多业务的技术已经非常成熟 ; 使用 GEM 承载各种用户业务的技术也得到大 家的一致认可, 已经开始广泛应用和发展。1.2.2 GPON 系统概述同所有 PON 系统一样 , GPON 由 ONU、OLT 和无源光分配网组成。OLT 为接入网提供网络侧与核心网之间的接口, 通过 ODN 与各 ONU 连接。 作为 PON 系统的核心功能设备, OLT 具有集中带宽分配、控制各 ON
16、U、实时监控、运行维护管理 PON 系统的功能。 ONU 为接入网提供用户侧的接口 , 提供话音、数据、视频等 多业务流与 ODN 的接入, 受 OLT 集中控制。系统支持的分支比为116/ 32/ 64, 随着光 收发模块的发展演进, 支持的分支比将达到 1128。在同一根光纤上, GPON 可使用波分 复用(WDM)技术实现信号的双向传输。根据实际需要, 还可以在传统的树型拓扑的基础 上采用相应的 PON 保护结构来提高网络的生存性。101.2.3 GPON 信号传送原理GPON 系统上下行采用 WDM 技术，实现单纤双向传输（强制）。为了分离不同的用户数据，采用以下两种复用技术： 下行数据流采用广播方式；上行数据流采用 TDMA 方式。下行数据为广播方式：OLT 向所有的 ONU 广播相同的数据，通过 ONUID 来区分不同的 ONU 数据，ONU 通过过滤来接收属于自己的数据， GPON 的下行帧长为固定的 125us 。
