北邮毕业论文--新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计.doc

北京邮电大学网络教育学院毕 业 设 计设计题目：新宁县御景花园小区 EPON光纤接入网规划设计入 学 年 月 2014年3月 姓 名 江 * * 学 号 2014年春季班 专 业 通信工程 总站/学习中心 湖 南 指 导 教 师 张 * * 完成时间 2016年1 月 北京邮电大学网络教育学院毕业设计任务书姓名江*学号144310143100015专业通信工程职称所属教学总站/学习中心湖南通信地址邮 政编 码410015E-mail地址电话申请 是学位 否远程 函授 设计（或论文）题目新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计选题背景（目前从事何工作，毕业设计选题与所学专业及从事工作有何关系）指导教师、指导教师组组长及成员姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式设计内容（要求详细到节，有学生独立完成的内容）：注意：选题要结合学生实际工作。要求写明本设计所涉及的分析方法或技术手段（如定性、定量分析的方法）；要求有学生独立的见解，设计内容要详细写明具体步骤。本文简要介绍接入网的基本概念和宽带接入网的概念等，设计中对宽带接入网的建设需求分析，介绍了几种常用的宽带接入网技术，重点说明新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计方案。本着实用的原则，综合考虑接入网结构设计，设备选型，光功率分配的计算，网络保护方式的设计、IP地址规划，实现其可运营性。学生在该设计中具体完成的工作：查找相关资料根据御景花园小区用户需求制定出组网的原则，根据小区的用户的分布情况设计好网络结构，比较几种接入技术结合小区实际情况选择最适合的接入技术，根据所选择的技术来挑选合适的设备，然后分配好每个用户的IP地址，查找相关资料建设措施和管理主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)：1蒋青泉、张喜云、周训斌、雷新生接入网技术J,人民邮电出版社2005年6月2傅建鹏，凯旋城小区D座光纤接入网规划设计. J,2009年3雷震洲. 下一代光接入网EPON. 现代电信科技, 2002(4): 7-124熊四皓. 宽带接入技术发展新动向. 电信技术, 2000(7): 1-4 5湖南智能小区EPON技术建议书. J,长沙威普讯通信技术有限公司，2012年6王庆、胡卫等编光纤接入网规划设计手册.人民邮电出版社.2011(07)7姚予疆 、刘洋编 EPON/GPON技术问答.人民邮电出版社.2010-9(09)8王中华. APON、EPON、GPON 技术的综合比较.甘肃科技.2005(06)9唐明光.光纤到家（FTTH）发展综述.光通信技术.2011(08)10李强.EPON/GPON从原理到实践.人民邮电出版社.2010(01)11尹树华，张引发等.光纤通信工程与工程管理.人民邮电出版社.2005(02)12廖海明.EPON技术在驻地网建设中的运用.信息网络.2006(06)教学总站审批意见教学总站/学习中心：（盖章）年 月 日网院审批意见审核教师签字：北京邮电大学网络教育学院： （盖章）年 月 日备注1、任务书填写一式三份；2、“不通过，请重新申报”的原因如下：（画的项目）A、 本人具体设计内容不足，应增加设计内容； B、本人具体设计内容不明确，应以目录形式写明设计内容； C、应加强理论分析； D、必须有具体的设计对象； E、雷同；（同学之间或其它方面雷同）（中期报告）毕业设计（论文）中期报告总站/学习中心湖南专业通信工程学生姓名学号指导教师设计（或论文）题目新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计本人在该设计中具体应完成的工作收集资料、实施研究1、 简述毕业设计开始以来所做的具体工作和取得的进展或成果自毕业设计开始以来，我所做的具体工作就是对新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计方案进行说明，本着实用的原则，综合考虑接入网结构设计，设备选型，光功率分配的计算，网络保护方式的设计、IP地址规划，实现其可运营性。2、 目前存在问题，下一步的主要研究任务，具体设想与安排（1）EPON系统缺乏对TDM业务有效的承载且不能并提供电信级的服务质量。对于TDM业务在EPON中的传送，本系统采用VoIP的业务方式。目前电路交换方式TDM业务的需求仍占主要地位，有不少大客户有E1的传输需求，但本系统提供的电路型TDM业务以NE1类型为主，这主要是因为NE1的TDM信号封装在以太网帧中的效率较N64kbit/s的方式要高，提供以64kbit/s为单位的业务在设备实现上成本与复杂度都较高；本系统采用预留带宽的方式保证TDM业务的传送是最高优先级的业务，与电路业务准确定时、QoS保证仍存在较大差距。（2）EPON终端的互通性问题终端的互通性将是实现FTTH规模发展的重要前提。但设备间互通的实现在很大程度上依赖于国际标准的成熟度，在EPON系统中，这不仅涉及到PMD层定义的标准光接口，MPCP机制中定义的ONU自动发现与加入等基本功能，还涉及到动态带宽分配，下行数据加密机制，TDM业务实现的具体方案，与高层业务相关的管理通道及其交互机制等更复杂的功能。EPON在标准化方面高度的开放性和可扩展性带来的不利影响就是在上述附加功能集方面没有规范，导致的结果是各自采用私有协议实现各自的系统功能，终端互通无法实现。鉴于以上分析，本人下一步将在现有研究工作的基础上，进一步研究EPON对TDM业务的承载以及EPON终端的互通性问题。3、 指导教师对该学生前期研究工作的评价 指导教师签字： 年 月 日4、 中期检查意见 检查教师签字： 年 月 日备注：1、本表由学生填写，指导教师、网院及毕业设计工作指导小组签署意见。2、本表由学生装订在论文中（任务书的后面）。（评定表）北京邮电大学网络教育学院毕业设计评定表学生姓名学号专业通信工程所属教学总站学习中心湖南毕业设计题目新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计毕业设计的评语：指导教师： （签名）年 月 日备注内容摘要 随着科技的进步和信息化步伐的加快，用户对宽带接入需求程度迅速提升，很多大中型企业单位都在追求更快、更稳定的网络环境。即使是小区居民也越来越追求更快、更稳定、更便捷的网络。本文通过分析了目前接入网的发展状况和用户需求，而目前的光纤接入网无法满足大众需求，这使得改进接入网已经到了十分关键的时刻。本文简要介绍接入网的基本概念和宽带接入网的概念等，设计中对宽带接入网的建设需求分析，介绍了几种常用的宽带接入网技术，重点说明新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计方案。本着实用的原则，综合考虑接入网结构设计，设备选型，光功率分配的计算，网络保护方式的设计、IP地址规划，实现其可运营性。最后本文通过实验测试验证了新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计方案的正确性。关键词：EPON、光纤接入、网络设计目 录一、宽带接入网概述4（一）接入网的概念4（二）宽带接入网的概念5二、宽带接入网的建设现状及需求分析5（一）御景花园小区网络现状6（二）建设宽带接入网的可行性和必要性6 1.宽带接入网的可行性6 2.建设宽带接入网的必要性6三、介绍几种常用的宽带接入网技术7（一）ADSL7 （二）HFC7 （三）EPON8 （四）FTTX+LAN9（五）无线宽带接入9四、新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计方案10（一）接入网网络结构的设计10 1.光线路终端（OLT）配置及部署11 2.分光配置12 3.光网络单元（ ONU）配置12 4.光功率（ODN）预算12 （二）设备选型13 1.OLT选型13 2.ONU选型15 3.无缘分光器选型16 （三）网络容量的计算17 1.OLT上联端口的计算17 2.ONU、光分路器和OLT数量的确定18 （四）光纤中继距离的计算19 1.光纤中继距离设计算法19 2.御景花园小区光纤中继距离的计算20（五）网络保护方式的设计21 1.自愈的概念21 2.业务保护方式21 3.御景花园小区网络保护方式设计EPON系统22（六）网同步设计24（七）IP地址规划25五、方案评估26总结与展望27致 谢39参考文献30新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计 1、 概述随着社会和技术的进步，信息技术发展的大趋势是电话、计算机、电视三种技术、产业与网络的融合，即所谓“三网合一”。它表现为业务间相互交叉和渗透，网络层互连互通，技术上趋向一致。其中一个最明显的例子就是现在越来越多的人们不再看有线电视，而是用网络看电视也就是联网看电视。随着社会的发展，人们对通信服务的种类要求越来越多。一方面，除了普通的电话、传真、数据业务外，还要有电视会议，高速数据、电子邮件和高清晰度电视等。另一方面，人们也希望通信服务不受时空和地域的限制，不论在静止或运动中都能方便、快速、准确、经济地进行信息交流和交换。在这种情形下下，光纤通信向纵深发展，形成各种规模和不同层次的光纤通信网势不可挡。（一）接入网的概念所谓接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般约为几百米到几公里，因此也被形象的称作“最后一公里”。由于骨干网一般采用光纤结构，传输速度快，因而，接入网便成为了整个网络系统的关键，也是一个瓶颈。接入网的接入方式方式有许多种，其中主要有铜线（普通电话线）接入、光纤接入、光纤同轴电缆（有线电视电缆）混合接入、无线接入和以太网接入等。接入网的特点有： 1.具有复用、交叉连接和传输的功能，一般不具备交换功能。2.提供各种综合业务。3.组网能力强。4.光纤化程度高。5.对环境的适应能力强。6.全面的网管功能。7.接入网结构变化大，网径大小不一。8.接入网成本与用户有关，但与业务量基本无关。 接入网网络结构模型如图1-1：用户驻地网 图1-1（二）宽带接入网的概念宽带接入其实并没有很严格的定义，一般是以目前拨号上网速率的上限56Kbps为分界，将56Kbps及其以下的接入称为“窄带”，之上的接入方式则归类为“宽带”。宽带目前还没有一个公认的定义，从一般的角度理解，它是能满足人们感官所能感受到的各种媒体在网络上传输所需要的带宽，因此它也是一个动态的、发展的概念。宽带接入的方式有：铜缆数字用户线（DSL）、光纤接入网（OAN)、有线电视接入网（HFC）、无线接入网以及IP接入技术。宽带接入技术应用于IP电话、视频点播（VOD)、交互式电视、远程医疗、远程教育、视频会议、网上购物等。宽带技术虽说在近几年有了新的发展，开放式的Internet对传统的电信运营带来巨大的冲击，尤其是固网运营商面临强大的挑战。 二、宽带接入网的建设现状与需求分析随着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,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。（一）御景花园小区网络现状御景花园小区总占地28000平方米，总建筑面积为96万平方米，总户数为1800户。本设计针对龙藏新城10栋住宅型公寓进行设计，此住宅小区属于高层，楼层为30个楼层，每层5-6户，共计1800户。御景花园小区目前尚无任何运营商接入，无电信运营商业务开通。需要开通的业务有：宽带业务和普通电话业务，来满足小区用户的新需求。御景花园的楼宇分布比较密集，用户数量多，所以需要网络覆盖范围相对来说要大一些。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沛动力。并且由于接入单元的数量众多，其管理工作非常复杂，因此在设备的性能要求具有足够的扩展性和智能性。另外，设备的安全性也同样至关重要。因此对于御景花园小区网络建设要综合考虑多方因素。（二）建设宽带接入网的可行性和必要性 1.宽带接入网的可行性 光纤接入网，特别是光纤接入网，具有频带宽、容量大、信号质量好、可靠性高、可以提供多种业务乃至未来宽带交互型业务、是实现B-ISDN的最佳方案等优点，因而被认为是接入网的发展方向。在我国城市地区除了个别发达的城市外，多数地区还是使用的以铜缆为传输媒介、基于不对称数字用户线（ADSL）技术为基础的宽带接入模式。根据现有铜缆的使用情况，逐步、稳妥地将光纤由光分支点向普通住宅用户延伸。整个光纤接入网的规划、建设和发展均应适度超前于用户的实际需求。只有紧紧抓住对于数据和多媒体新业务要求高、经济实力有保证的电信大用户，促使其充分利用已建成的光纤接入网络，才能提高现有光纤接入网的利用率，并进一步积累资金，逐步发展、完善，最终能够面向普通用户，满足所有用户对于通信带宽的较高要求。这将是一个循序渐进的发展过程。2.建设宽带接入网的必要性近年来,核心网上的可用带宽由于SDH的发展而迅速增长,用户侧的业务量也由于Internet业务的爆炸式增长而急剧增加,作为用户与核心网之间桥梁的接入网则由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展。骨干网上的巨大带宽如果得不到充分利用，也是一种投资的浪费。因而，接入网的宽带化成为亟待解决的问题。尽管在接入网的建设中存在不少的争议问题，但毋庸置疑的一点是：发展光纤接入是解决接入网宽带化的最根本和行之有效的办法,光纤应尽量向用户延伸，尽量靠近用户。光纤接入网由于频带宽、容量大、扩容升级方便、运维费用低、质量高，从而适合高速数据和宽带业务的发展。当前其发展的主要目标是用光纤作传输媒介，经济地提供基于STM的窄带综合数字业务和CATV宽带业务，同时还要考虑到将来能顺利过渡到基于ATM的宽带综合数字业务。经过近十年的快速发展,我国公用通信骨干网和城市局间中继线路网基本实现了光缆化和数字化.而用户接入网仍是窄带模拟方式,因而成为通信网发展中的瓶颈,加快采用宽带数字传输技术,发展光纤接入网络已成为必然趋势。 三、介绍几种常用的宽带接入网技术近年来，全球宽带接入市场异常火爆，获得了飞速发展。宽带接入是目前应用和发展的重点技术之一，也是推动其他技术发展和应用的重要力量。从国内电信市场来看，宽带接入对全业务运营商的业务发展起着举足轻重的作用，已成为全业务运营商主要的投资方向和业务收入来源之一。接入网的类型主要有两类：一是有线接入网，包括光纤接入网、铜缆接入网、混合接入网。另一类是无线接入网，包括固定无线接入网、移动接入网。其中较为常见的宽带接入技术有：ADSL、HFC、EPON、FTTX+LAN和无线宽带接入。（1） ADSL ADSL是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术，也是目前极具发展前景的一种接入技术，其优点是带宽较大、连接简单、投资较小。ADSL系统主要针对住宅用户设计的，其下行速率高达6-9Mbit/s，传输距离可达3-5km典型的下行速率有T1,E1,DS2(6.312Mbit/s），E2(8.448Mbit/s）；上行速率低，具体数值随各公司产品而不同，通常为16-640kbit/s。（2） HFC HFC是光纤同轴混合网的简称，即在同一个网络上同时传输分配式的广播电视（即有线电视）业务与交互式的电信业务。这种网络中模拟信息与数字信息并存，其结构就是在光纤到馈线(FTF）的有线电视网基础上发展起来的光纤/同轴混合（HFC）。HFC的基本结构为前端（HE）到光接点（ONU)之间采用光缆传输，在光接点和用户之间再用同轴电缆入户。这种方式可充分利用CATV原有的网络，建网快，造价低；同时由于同轴电缆的带宽较大，可作为宽带综合业务的接入平台。同时HFC也存在许多问题，例如：模拟传输方式、可靠性问题、噪声问题、上行信道受限、电话供电问题不易解决、频谱分配方案没有国际标准，设备不易互通、管理问题（暂时不支持Q3接口）。 （三）EPON无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时，以太网（Ethernet）技术经过二十年的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进，逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。它同时具备了以太网和PON的优点，正成为光接入网领域中的热门技术。光纤作为传输高速率、大容量、多业务的最佳媒质，目前光缆的价格和寿命已经远优于电缆，并且设备的适应性和带宽扩展性更是电缆不可及，FTTX技术的成熟和需求的增长为广电系统提供了新的发展契机，广电在光纤网络资源和入户线路资源方面占有很大优势，选择FTTX技术来发展双向网络已越来越多的被证实和采用。目前实现FTTX的最佳方案是EPON技术，EPON作为一种新兴的接入网技术，非常适合光纤接入网络（FTTB/FTTH）建设，同时EPON点到多点的网络结构也类似广电网络结构； EPON网络不但可以独立组网，实现基于IP的数据、话音和视频业务，还可以通过WDM技术在同一个光网络中实现1550波长的有线节目传输；通过EPON系统可以将HFC系统升级改造为一个全交换的网络平台，使HFC网络真正成为三网合一的网络。从运营角度分析，采用EPON进行FTTH建设有如下优势：（1）与现有以太网的兼容性高。以太网技术是迄今为止最成功和成熟的局域网技术。EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定补充，基本上是与其兼容的。EPON与以太网的兼容性是其最大的优势之一。（2） 提供更高带宽、更远距离和更广的覆盖。EPON的下行信道为百兆/千兆的广播方式，而上行信道为用户共享的百兆/千兆信道，目前可以提供上下行对称的1.25Gbit/s的带宽，带宽利用率也得到很大提高，比目前的接入方式如ISDN、ADSL都要高得多。另外，EPON系统可提供20KM以内的远距离接入，具有长距离、广覆盖的特点。（3）有效降低CAPEX和OPEX。EPON作为一种点到多点网络，网络层次简化，组网灵活，大量节省主干光纤和光收发器，以太网本身的价格优势使EPON具有无法比拟的低成本优势。另外，EPON属于无源光学网，网络中无有源电子器件，这意味着基于有源设备存在的潜在故障在EPON系统中大大降低，因而维护成本将显著降低。 由于网络组件数量少，因此故障点也将相应减少，进而运营支出也会最大程度地降低。（四）FTTX+LANFTTX+LAN技术是一种利用光纤加超五类网络线方式实现宽带接入方案，实现千兆光纤到小区中心交换机，中心交换机和楼道交换机以百兆光纤或五类网络线相连，楼道内采用综合布线，用户上网速率可达10Mbps，网络可扩展性强，用户投资少，价格便宜，安装方便。（五）无线宽带接入无线宽带接入是指用无需物理传输媒质的无线传输手段来代替接入网的部分甚至全部的接入技术。无线接入以改进灵活性和扩展传输距离为目的。当前主要的无线接入技术的种类：无线本地环路(WLL)；蜂窝通信技术；无绳通信；卫星移动通信；个人通信网。接入技术比较多，在此我们对每种接入方式的优缺点进行了比较，如下。表3-1：接入方式分析比较接入方式优点缺点ADSL带宽较大、连接简单、投资较小带宽受限制，在客户端需添加调制解调器光纤接入节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低传输距离受PON分比而缩短、下行带宽互相占用、光模块成本较高以太网接入性能价格比好、可扩展性强、容易安装和开通、可靠性高、简单方便、带宽高缺乏严格的服务质量保证、且易受传输距离的限制HFC充分利用了现有的CATV通州网络资源、提供频带宽、不需要重新铺设配线网络、造价较低网络双向改造投资大、采用模拟频分多路复用技术、需要数模转换、网络较外复杂、目前还没有统一的标准FTTX+LAN网络可扩展性强，用户投资少，价格便宜，安装方便。由于涉及先纤工程，施工难度大，投资比较高无线接入灵活性，安装便捷，故障定位容易，易于扩展性能受影响，速率不够高，存在安全隐患综上分析，EPON光纤接入方式最具优越性和实用性。 四、新宁县御景花园小区EPON光纤接入网规划设计方案 （一）接入网网络结构的设计 对于新建住宅小区，宜采用FTTH和FTTB，ONU可设置在用户端或楼道，分光器可设置在楼道或小区机房或地下室，对于老住宅小区，一般存在DSL或楼道交换机，宜采用FTTB或FTTN+DSL或局域网(LAN)的方式，可利用原有的DSL或LAN的线路与设备，节约投资。经过考察，御景花园小区的楼房基本上是新建传统住宅小区的多层板楼，一个单元住户6户左右，综合考虑建设成本和用户需求以及该小区软交换核心网络的建设成本，本文建议以FTTH的方式建造御景花园小区接入网，建设好的接入网同时提供语音、数据业务和视频业务。如图所示：图4-1 御景花园小区接入网网络平面图设计图4-2 御景花园小区接入网网络结构图设计御景花园小区由中心机房OLT到小区光配线箱之间约2千米主干光缆用一根60芯光缆，之后两个U型楼群各分30芯，一栋楼房分4芯，以此类推，在经过1：32的分光器，一栋楼为432=128根光纤，一栋居民楼为120户，保证每户有独立的光纤与每栋每层的楼层配线箱内的ONU连接，余下的光纤作为备用。需要提到的是，每户的ONU都放在楼层的楼层配线箱内，ONU与用户室内信息点的距离不得超过100米。1. 光线路终端（OLT）配置及部署OLT设备的部署方案有两种： OLT放置在中心机房； OLT放置在小区机房。两种方案的设备配置基本相同，与小区内的线路规划无关。方案一的优势在于有利于利用中心机房现有的便利维护设施，有利于集中管理，不用增加小区机房设施的投入，缺点是如果距离远会需要长距离光模块。方案二的优势在于PON的传输距离短，缺点是增加机房设施投入，增加接入成本。御景花园住宅小区距离中心机房距离均在2.0Km以内，考虑集中维护和利用PON技术的优势特点，建议采用方案一，将OLT设备部署在中心机房，OLT支持语音业务、数据业务分别在上行。2.分光配置光分路器是一个独立的无源光器件，它可采用一级或多级分光，分光方式一般采用等功率方式，也可采用不等功率的方式，它可以放置在OLT节点、光分配点或用户接入点上使用，具体放置在什么位置，采用几级分光，要根据用户分布情况而定。由于分光级数越多，附加衰减就越大，也就影响传输距离，一般分光尽量采用单级均匀分光方式。光分路器总分比是要根据PON系统设备支持度、带宽规划进行设置的，考虑到御景花园小区光分路器的端口利用率，初步采用1:32的分光比，主干光缆到小区经光分路器分出分支光缆与每栋每层的楼层配线箱内的ONU连接。3.光网络单元（ ONU）配置ONU位于居民楼每层的楼层配线箱内，并保证每户一个。由于御景花园小区共1800户。则所需ONU为1800个。图4-3 御景花园小区FTTH布线4. 光功率（ODN）预算 ODN的光功率预算所允许的损耗定义为S/R和R/S（S表示光发信参考点，R表示光收信参考点）参考点之间的光损耗，以dB表示。这一损耗包括了光纤和无源光原件（例如光分路器、活动连接和光接头等）所引入的损耗。OND的允许损耗值对下行和上行方向是相同的。决定整个系统的光通道损耗的性能参数有以下面三项：ODN光通道间的最大损耗差：图4-4常用光损耗估算值最大允许通道损耗，即最小发射功率和最高接受灵敏度的差。 最小允许通道损耗，即最大发射功率和最低接受灵敏度的差。光通道的损耗计算方法有最坏值法、统计法和联合设计法。鉴于接入网环境传输距离很短，通常无需使用联合设计法，建议采用最坏值法。最坏值法是将所有光通道的光元件损耗值迭加起来即为ODN光通道的光损耗，这些损耗值都应该是系统寿命终了前处于允许工作范围内任一点的数值。这样设计的系统显然是十分安全的。（二)接入网设备的选择1.OLT选型（1）SmartAX MA5680T设备经过新宁地区接入网调查及对比OLT选用华为集团MA5680T：MA5680T是华为技术有限公司推出的EPON接入产品，其提供高速率和高宽带的数据、语音和视频业务接入。可以作为EPON系统中OLT设备和终端ONU设备配合使用。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P2P FE 光接入及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。提供高带宽长距离接入，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，使用电信用户个性化需求。 5.1.2.1 MT5680T硬件结构包括使用的机柜、机框、单板等相关硬件的规格和设备配置。 图4-5 MT5680T（2）MT5680T环境参数工作环境温度：长期工作温度：-5到+45 短期工作温度：-25到+55工作环境湿度：长期工作湿度： 5%RH到95%RH 短期工作湿度：-10%RH到100%RH气压环境：70kpad到106kpa海拔高度：2000km以内（3）MT5680T整体性能参数:背板总线交换容量：1Tbit/s系统二层包转发速率：600Mpps主控板交换容量400Gbit/s（4）MT5680T系统配置数据表4-6： 御景花园共需OLT满配子框两个，可提供64个PON口。其中每栋楼要4个PON口，两座U型楼群共13栋楼，共需52个PON口，余下PON口作为备用。2.ONU选型（1）ONU选用华为HG8245CONU选用华为技术公司HG8245C因为在实施小区的PON接入的时候，我们是采取FTTH的，所以我们将选择华为HG8245C设备如图所示：图4-7 HG8245系列ONU 支持VLAN支持IEEE802.3QVLAN协议，用户可在布线结构不变的情况下，通过修改网络配置，灵活建立虚礼局域网，划分逻辑结构，减少了组网成本，优化了网络结构。支持组播业务功能支持IGMP SNOOPING协议，提供了灵活的可控组播功能。丰富的QoS保障，可设置数据包具有高优先级。支持VBAS、DHCP OPTION82。网络标准：IEEE802.3ah具有4个优先级队列支持802.1P、PORT、MAC、TOS、DIFFSERV等方式的QoS支持802.1Q VLAN和基于端口的VLAN支持基于端口的输入和输出带宽控制：4K颗粒度支持IGMP SNOOPINGMAC地址：ONU的每个以太网端口支持64个MAC地址尺寸：200*170*45 mm电源：220V AC/5060Hz，工作温度：045应用适用性：可灵活应用于FTTH模式、视频监控、网吧接入等。御景花园小区共需ONU 1560个，ONU提供FE口和POTS口，分别接五类线和双绞线，并通过RJ45和RJ11与电脑和电话相连。 3.无缘分光器选型无源分光器选用浙江宁波3M GC-1001 1:32分光器:图4-8 3M无源分光器（三）网络容量的计算网络容量需求分析主要计算OLT上联端口的数量以及ONU、OLT的数量、光分路器的数量。1.OLT上联端口的计算OLT上联端口的计算根据用户高速上网、使用IPTV业务时所需的上联端口数计算如下：单个PON口需要的总带宽分析按照四个用户共用一个ONU设备，则一个PON口最大用户数为4*32=128户，极限情况下为IPTV和数据用户100%并发，则具体的带宽需求分析如表4-9所示。表4-9 单个PON口需要的总带宽项目用户数目数据带宽需求(M)IPTV带宽需求(M)一个PON需要的总带宽(M)平均带宽总带宽平均带宽总带宽极限情况12833846768115275%并发9632886576864由上面的分析可以知道，对于单个PON口而言，在75%的并发情况下，不存在带宽瓶颈问题。虽然极限情况下下行带宽的最大需求为1152M，已经超过了AN5116系统每个PON口最大990M的带宽提供能力。但在实际应用中，数据用户并发率一般不会超过50%，而且由于IPTV的组播技术以及以太网的统计复用特性，PON的带宽不会成为业务应用的瓶颈。FTTH用户需求的总带宽分析不同的业务网络（PSTN、IP、CATV网络等）提供不同的接入端口，对于OLT使用不同端口接入PSTN、IP、CATV等不同的业务网络，如果按照本次工程的实际用户计算，则具体的带宽需求分析如表4-10所示。表4-10 从用户分析的带宽需求用 户实际用户数目平均带宽(M)总带宽需求(M)FTTX网络总覆盖用户2883864其中：现有以太网用户823246IPTV用户15690合计1(按现有以太网用户)336合计2(按总覆盖用户)954考虑适当冗余和运用效果对发展FTTH用户的影响，在满足为每户分配10M带宽的情况下，按照全覆盖要求配备系统的上联接口，故本次工程提供1*GE光口上联数据口，1*GE上联IPTV。语音业务通过语音网关系统转换后通过V5协议连接到PSTN网络中，所需V5.2端口的计算如下：V5.2端口数总语音用户数每线话务量出局比/每中继话务量/30条中继目前，在御景花园小区需要开通中国电信语音和以太网宽带业务的住宅用户共计1800户，故本次工程所需V5.2端口数为:1800*0.12*70%/0.7/30=10.319，向上取整，需11个V5.2端口数。综上所述，AN5116设备需要1个1*GE光口上联IP网络，1个1*GE上联IPTV网络，11个V5.2端口上联PSTN网络。2.ONU、光分路器和OLT数量的确定ONU数量的确定御景花园小区使用烽火通信AN5006-05 ONU设备，每个AN5006-05 ONU设备可提供4个FE口，每个用户分配1个FE口。由本期工程用户规模可知，FTTH用户20户每用户一台ONU设备，共需ONU数量为90台。光分路器数量的确定考虑到充分利用资源等因素，将光分路器集中放置在OLT机房，并成端在光配线架上，以便灵活进行光分路器和ONU之间的光纤跳接。故可根据ONU用户数，按照1：32的光分路器计算其配置。90台ONU需光分路器数量为3个，需要3个PON口。OLT数量的确定AN5116设备最大能支持640个ONU，上联最大8GE或者10GE，单个PON端口最大32分支。因此仅需配备1台 AN5116设备。 （四）光纤中继距离的计算中继距离是光纤通信系统设计的一项主要任务。在中继距离的设计中应考虑衰减和色散这两个限制因素。特别是后者，它与传输速率有关，高速传输情况下甚至成为决定因素。1.光纤中继距离设计算法：(1)衰减受限系统在衰减受限系统中，中继距离越长，则光纤通信系统的成本越低，获得的技术经济效益越高。当前，广泛采用的设计方法是ITU-T G.956所建议的极限值设计法。光纤和接头损耗，对中继距离的设计算法为：La= (PT-PR-ACT-PCR-PP-ME) / (Af+As+MC)上述公式中，La表示单盘光缆长度PT表示发送光功率（dBm）PR表示接收灵敏度（dBm）ACT表示线路系统发送端活动连接器的接续损耗（dB）。包含S和R点间除设备连接器C以外的其它连接器（如ODF等）衰减，如ODF等FC型平均0.8dB/个，PC型平均0.5dB/个，一般取2*0.5PP表示光通道功率代价（dB）。由于设备时间效应（设备的老化）和温度因素对设备性能影响所需的余量，也包括注入光功率、光接受灵敏度和连接器等性能劣化，一般取1dB或2dBME表示设备富余度（dB） Af表示中继段的平均光缆衰减系数（dB/km） As表示中继段平均接头损耗（dB），活接头取0.5dB/个，死接头取0.08dB/个MC表示光缆富余度（dB/km）(2)色散受限系统就目前的速率系统而言，通常线路的中继距离公式如下：LD=（x106）/（B X X D）公式中，LD表示传输距离（km）表示与色散代价有关的系数B表示线路码速率（Mbit/s）表示光源谱线宽度(nm)D表示色散系数(ps/km.nm)。在G.652光纤中1310nm取3.5Ps/nm.km，在1550nm取18Ps/nm.km。2.御景花园小区光纤中继距离的计算(1)衰减的影响本设计采用1.25G bit/s单模光缆，考虑到光通道功率代价PP=1dB，光纤损耗系数Af = 0.4dB/km（1310nm波长）,光连接器衰减AC=18dB（发送和接收端各一个0.5 dB/个, ODN最大插入损耗17 dB），光纤接头损耗As=0.5dB/km,，取ME为3 dB, MC为0.1 dB/km,则：La= (PT-PR-ACT-PCR-PP-ME) / (Af+As+MC)=（8+24-18-1-3）/(0.4+0.5+0.1) =10（km）(2)色散的影响取色散系数D2ps/(kmnm),则LD=（x106）/（B X X D）=（0.115 X106）/1250 X 2 X3.5=13.14(km)由上述计算可以看出，本次设计的中继段距离只能小于10 km。（5） 网络保护方式的设计 1.自愈的概念当今社会各行各业对信息的依赖愈来愈大，要求通信网络能及时准确的传递信息。随着网上传输的信息越来越多，传输信号的速率越来越快，一旦网络出现故障（这是难以避免的，例如土建施工中将光缆挖断），将对整个社会造成极大的损坏。因此网络的生存能力即网络的安全性是当今第一要考虑的问题。所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，网络自动地在极短的时间内（ITU-T规定为50ms以内），使业务自动从故障中恢复传输，使用户几乎感觉不到网络出了故障。其基本原理是网络要具备发现替代传输路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用备用设备或利用现有设备中的冗余能力，以满足全部或指定优先级业务的恢复。由上可知网络具有自愈能力的先决条件是有冗余的路由、网元强大的交叉能力以及网元一定的智能。自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复，而不涉及具体故障的部件和线路的修复或更换，所以故障点的修复仍需人工干预才能完成，就象断了的光缆还需人工接好。2. 业务保护方式（1）11保护在发送侧的主备用通道中传送同一业务，在接收侧，根据信号质量优劣，选两个通道中的一个接收。是环形网中常用的保护方式。（2）1：1保护在主用通道中传送业务，但当主用通道故障时，主用通道中的业务倒换到备用通道中传送，见图。环形网的复用段保护就采用的这种保护方式。当主用通道为n条时，可实现1：n保护。额外业务：在1：1保护情况下，主备通道都正常时，除在主用通道传送业务外，在备用通道中也可以开通业务，但是当主用通道故障时，其业务由备用通道传送；在备用通道中传送的业务故障时，不受保护的业务称为额外业务。3.御景花园小区网络保护方式设计EPON系统EPON系统中所采用保护倒换方式均需配置冗余的PON模块，成本较高，实现较为复杂。EPON技术主要用于FTTH/FTTB的宽带接入业务，用户接入成本较为敏感，并且对保护的要求相对较低，因此EPON系统现有的保护方式的实际应用价值较低。结合EPON系统的应用特点，考虑到原有保护倒换成本高、实现机制复杂的缺点，御景花园小区EPON网络保护设计采用骨干光纤保护倒换进行设计。（1）EPON系统中实现骨干光纤保护倒换的意义EPON采用点到多点的树形拓扑结构。骨干光纤故障会导致其所属的所有ONU均无法与EPON网络通信。因此骨干光纤的生存性将保证整个EPON网络的可靠性。考虑到接入网末梢的接入光纤不可能具备多个路由，此时光纤全保护倒换方式没有实际意义。因此骨干光纤保护倒换方式将是提高EPON系统在网络中应用中可靠性的主要保护倒换方式。（2）EPON系统中现有实现光纤保护方案 EPON国际标准（IEEE 802.3ah）暂未定义保护方式，中国通信标准委员会制定的接入网技术要求基于以太网方式的无源光网络（EPON）中，已明确建议采用ITU-T G.984.1两种GPON系统的保护方式。御景花园小区选择采用骨干光纤保护倒换方式。骨干光纤保护方式中，OLT侧的主、备两个PON模块的端口分别通过骨干光纤的主、备两条光纤连接到2:N分路器的两个端口，从分路器到ONU侧采用常规连接。在OLT主用PON模块处于工作状态时，备用PON模块处于冷备份状态。如果工作光纤出现故障或主用PON模块失效，启用备用的备用PON模块和光纤。倒换到备用PON模块时，冷备份的备用PON模块中的信号发射模块被激发到正常工作状态需要一段较长的时间。这种方式OLT侧需配置主、备两个PON模块，骨干光纤需铺设主、备两条光纤，从而实现对骨干段光纤的保护，提高系统得可靠性。(3)EPON系统简单骨干光纤保护倒换实现思路为了实现简单的骨干光纤保护倒换，EPON系统应由光线路终端（OLT）、工作光纤、保护光纤、2:N光分路器、光网络单元（ONU）组成，其中OLT内包括保护倒换控制模块（在工作光纤故障的情况下，发出切换信号来控制系统的保护倒换）、PON模块（接收光接入网提供的光信号并发送该光信号到用户侧，同时PON模块可根据与其耦接的光纤的工作情况发出告警信息，如光信号丢失和信号劣化告警）和12光开关。如图4-13所示。图4-13骨干光纤保护倒换方式 PON模块输出PON口与12光开关输入相连，光开关的两个输出口分别与工作光纤和保护光纤相连，工作光纤和保护光纤又分别连接2:N分路器的两个输入口，从2:N分路器到ONU侧采用常规连接，ONU采用常规ONU。(4)采用骨干光纤保护倒换方法的优点和效果： 实现了EPON系统骨干光纤保护倒换，成本低，实现机制简单，同时有效地提高了EPON系统得可靠性。 不需要配置在EPON系统中占主要成本的昂贵的冗余PON模块，成本优势十分明显。 检测机制简单，不需要倒换协议。 不需要进行PON模块激活并倒换，采用光开关倒换，倒换时间快。 仅需要对现有OLT的PON口处内置12光开关，并进行软件升级。 不需要对已安装的ONU进行任何改动，具有现网的可操作性。（六）网同步设计系统同步是指由于EPON上行为多点到一点的拓扑结构，每个ONU发送时隙必须与OLT的系统分配的时隙保持一致，以防止各个ONU上行数据发生碰撞。 EPON本质上是一个异步的网络，不具备全网同步的电信时钟。在EPON