小区FTTH设计毕业论文.pdf

浙江交通职业技术学院浙江交通职业技术学院 2011 届毕业论文届毕业论文 论文题目：论文题目：舟山定海金鹰公寓舟山定海金鹰公寓 GPON 接入工程设计接入工程设计 专业名称：专业名称：通信技术通信技术 学生姓名：学生姓名：周亮周亮 指导教师：指导教师：陈楚陈楚 信息学院信息学院 Zhejiang Institute of Communications 舟山定海金鹰公寓 GPON 接入工程设计 摘摘要：要：随着宽带业务应用的多元化及带宽需求的不断提高，近两年来全球范围内掀起了光纤接入 的热潮。2006 年，光纤接入技术（FTTX）取得了明显进展，美国、日本等国家的一些著名电信运 营商开始大规模建设光纤接入网。在国内，随着运营商和设备厂家共同推进的 FTTH 试点项目在武 汉、杭州、北京等地展开，以 GPON 技术为代表的 FTTH/FTTB 应用已从试验阶段进入到试商用阶 段。 关键词：关键词：金鹰公寓； GPON； OLT； 设计原则； 设备； 电源 1 项目建设背景 近年来，基于互联网协议的骨干网和 IP 局域网发展迅速，成为宽带网络主要的传 送方式。作为信息高速公路的“最后一公里”，接入网技术已经成为目前关注的焦点。在 光接入网中，无源光网络（PON，Passive Optical Network）技术打破了传统的点到点解 决方法，采用光纤作为传输媒介，不包含有源节点，具有对业务透明、运行维护费用低 和易于升级等优点，是三网（互联网、电信网、广播电视网）融网的理想平台。 为了应对新的业务新的挑战，贯彻中国移动通信集团浙江公司对 2010 年大规模开 展全业务接入的整体要求。舟山移动在全市范围内开展了 FTTX 建设项目。本次 GPON 项目工程采用 FTTH（光纤到户）建设方式，为即将入住的用户提供语音、数据业务。 2 GPON 网络建设原则 2.1 OLT 建设原则 根据舟山移动对 OLT 端局的规划，将 OLT 分别放置于各地区域中心局。建设初期 OLT 机框及配套设备一次配置到位，其中 OLT 的用户板根据实际需求配置，后期可根 据用户数量的增加扩容用户板卡。 2.2 ONU 建设原则 考虑到小区和商务楼宇开盘用户入住率较低，初期按照总用户数的 50%确定 ONU 设备的型号和端口数。后期 ONU 的扩容根据用户的业务需求逐步增加；安置小区用户 入住率较高，初期按照总用户数的 70确定 ONU 设备的型号和端口数。 2.3 光分路器配置原则 考虑到终期用户的全面覆盖，同时避免光缆的再次调整、扩容，在初期建设时应根 据总用户数情况，终期 ONU 数量规划 ODN（Optical Distribution Network）光配线网络 架构，并根据每个 ONU 占用 1 芯光缆计算，确定光分路器的配置个数，进一步确定布 放光缆的数量。 根据用户业务需求带宽及用户类型的角度考虑， FTTH 接入方式的总分光比定为 1： 64；FTTB 接入方式的总分光比定为 1：32。 2.4 ODN 建设原则 2.4.1 路由选择原则 （1）光缆线路路由的选择必须做到满足通信需要、保证通信质量、使线路安全可 靠、经济合理、便于维护和施工。 （2）光缆线路路由应尽量沿靠公路，顺路取直，注意避开公路用地、路旁设施、 绿化带和规划改道拓宽地段。 （3）光缆线路路由需要考虑有关部门发展规划的影响。选择的路由应符合城乡规 划部门的要求，并取得书面同意的批复文件。 （4）光缆线路路由应选择在地质稳固、地势较平坦的地段。在平原地区，应避开 湖泊、沼泽、排涝蓄洪地带，尽量少穿越水塘、沟渠，不宜强求长距离的大直线，并考 虑当地的水利和平整土地规划的影响。 （5）光缆线路路由一般宜避开干线铁路，且不应靠近重大军事目标。 （6）光缆线路不宜穿越大的工业基地、矿区，并避开挖沙取土区、砖窑等特殊地 段，并尽量少穿越村庄。 （7）光缆线路尽量避开电力、供水、煤气、石油、暖气等管线。 （8）光缆线路不宜通过森林、果园、苗圃及其它经济林场。对于地面上的建筑设 施和电力、通信杆线等宜尽量避开。 2.4.2 光缆敷设方式选择原则 （1）管道光缆敷设 光缆线路进入市区，应采用管道敷设方式，并尽量利用原有通信管道，目前无通信 管道资源利用的，可根据未来光缆发展情况结合市政建设考虑新建通信管道。 （2）墙壁光缆敷设 光缆墙壁敷设方式包括自承式、吊线式和钉固式三种方式。一般沿室外墙壁敷设时 采用自承式和吊线式，在室内墙壁敷设时采用钉固式。 （3）室内通道光缆敷设 在同一楼内的地下室或同一楼内的不同楼层间敷设光缆，可采用室内通道敷设。室 内通道包括走线架敷设，暗管内敷设，顶棚内敷设，弱电井道内敷设等多种敷设方式。 2.4.3 主干光缆及配线光缆设计原则 用户光缆网基本拓扑结构有三种，即星形、总线形和环形。各种网络结构都有其特 点，在设计时应根据各相关点的地理位置、重要性、需要提供的业务、网络可靠性要求、 经济性以及维护管理等综合因素选择合适的拓扑结构。 目前用户主干光缆基本采用环形 与总线形结构，如用户对通信业务需求量大或有特殊要求，并受到地理位置的限制时， 也可以用星形结构。用户配光缆一般采用星形结构，当用户有特殊要求时，也可采用环 形结构。 2.4.4 入户五类线设计原则 （1）住宅用户一户配一根五类线。 （2）在楼内垂直方向，光缆宜在弱电竖井内采用电缆桥架或电缆走线槽方式敷设， 电缆桥架或电缆走线槽宜采用金属材质制作，线槽的截面利用率不应超过 50%。在没有 竖井的建筑物内可采用暗管方式敷设，暗管宜采用钢管和阻燃硬质 PVC 管，管径不宜 小于50mm。直线管的管径利用率应为 60%，弯管的管径利用率应为 50%。 （3）楼内水平方向入户光缆敷设可采用钢管和阻燃硬质 PVC 管或线槽，管径宜采 用15-25mm，楼内暗管直线预埋管长度应控制在 30 米内，长度超过 30 米时应设过路 箱，每一段预埋管的弯曲不得超过两次，不得形成 S 弯，暗管的弯曲半径应大于管径 10 倍，当外径小于 25 mm 时，其弯曲半径应大于管径 6 倍，弯曲角度不得小于 90 度。 （4）引入过路箱的竖向暗管应安排在箱内的一侧，水平暗管可安排在箱体的中间 部位，暗管引入箱内的长度不应大于 10-15mm，管子的端部与箱体应固定牢固。 （5）入户五类线进入用户桌面或家庭做终结有两种方式：采用 A-86 型接线盒或家 庭综合信息箱。设计可根据用户的需求选择合适的终结方式，应尽量在土建施工时预埋 在墙体内。 （6）家庭综合信息箱的设置位置应选择在隐蔽便于跳接使用的位置，并有明显的 说明标志，避免用户在二次装修时损坏。安装高度箱体底边距地坪不应小于 300mm。 2.4.5 光分路器配置及设计原则 光分路比应综合考虑 GPON 系统的传输距离、MDU 带的用户数、PON 系统内带宽 分配来进行选择，根据目前舟山地区的具体情况以及各厂商设备的容量配置，一般情况 下： （1）在采用 FTTH（PON）模式时，光分路比宜按 1:32 或 1:64 设计； （2）在采用 FTTB（PON）+ LAN 模式时，光分路比宜按 1:16 或 1:32 设计； 设计时必须考虑设备（OLT）每个 PON 口和光分路器（OBD）的最大利用率，应 根据用户分布密度及分布形式，选择最优化的光分路器组合方式和合适的安装位置。 在用户需求不明时，特别对于一级分光结构，可按照覆盖范围内住宅用户的户数 20%30%配置，设计时应预留光分路器的安装位置，便于今后扩容。 对于有明确需求的住宅小区、高层建筑等，如需求达到系统容量的 60%，光分路器 可以一次性配足。对于有驻地网的用户（商务楼、办公楼、企业、政府机关、学校） ， 光缆宜布放到驻地网机房。 2.4.6 光分路器的安装应遵循以下原则 （1）无论采用何种光分路器，光分路器本身必须封装在密封盒内，光分路器引出 光纤一般采用 2.0mm 外护套软光纤，仅 1：32 光分路器采用 0.9mm 外护套软光纤，安 装在 19 英寸标准机架内置式光分路框的光分路器，其引出光纤软光纤长度控制在 600mm，安装在墙式光分路箱的光分路器，其引出光纤软光纤长度控制在 900mm，安 装在户外型落地式光分路箱的光分路器，其引出软光纤长度控制在 1500mm。 （2）光分路箱的设置位置必须安全可靠，便于施工及维护。设计时应考虑光缆网 结构的整体性，具有一定的通融性、灵活性，并注意环境美化和隐蔽性。 （3）光分路器安装位置可选在小区的移动机房、弱电竖井、楼层壁龛箱等室内。 也可以安装在光交接箱、光分纤箱，或采用户外型光分路箱单独安装，安装位置必须安 全可靠。 （4）光分路器必须安装在具有防尘功能的箱（框）内，可以有多种结构形式，如： 户外落地式光分路箱、户外挂墙式光分路箱、室内明装挂墙式光分路箱、室内暗装埋墙 式光分路箱、19 英寸标准机架内置式光分路框。 （5）室外安装箱体处于锁闭状态时，其防护性能应符合 GB4208 标准中 IP65 级。 （6） 光分路箱 （框） 的容量以光分路器数与分路比的乘积表示， 每个光分路箱 （框） 内只能安装同一种分路比的光分路器， 不允许将不同分路比的光分路器安装在一个光分 路箱（框）内。 2.4.7 光通道衰减核算 ODN 光通道损耗所允许的衰减定义为 S/R 和 R/S 参考点之间的光损耗，OLT 的传 输距离应通过 ODN 光通道损耗核算以及 OLT、ONU 设备的功率预算，采用最坏值法核 算。 （1）核算公式： ODN 光通道损耗光分路器插入损耗+光活动连接器插入损耗值数量+光纤衰耗 系数传输距离+光缆线路富余度 （2）相关参数取定： 光分路器插入损耗：光分路器插入损耗：3.5N（光分路器分光比2N） ； 光活动连接器插入损耗值：0.5dB/个； 带状光缆光纤接头衰减取双向平均值为：0.2dB/每个接头； 冷接子双向平均值为：0.15dB/每个接头； 光纤富余度 Mc： 1）当传输距离5 公里时，光纤富余度不少于 1dB； 2）当传输距离10 公里时，光纤富余度不少于 2dB； 3）当传输距离10 公里时，光纤富余度不少于 3dB。 2.4.8 ODN 光缆容量配置 光分路器与 OLT 之间的光缆一般为用户主干光缆或用户配线光缆，光缆芯数将视 需安装的光分路器数量， 并考虑未来升速的需要及适当考虑向 FTTH 演进的光缆纤芯需 求，可采用 1：2 或 1：4（光分路器数量：光缆纤芯数）配置。 光分路器与 ONU 之间的光缆一般为驻地网光缆，光缆芯数将根据不同的接入模式 分类配置： （1）在采用 FTTH（PON）模式时，驻地网光缆一般以光缆接头盒作为光缆容量的 递减方式或采用光缆分支接头箱的方式进行光缆网的设计。据此，光分路器至光缆接头 盒或光缆分支接头箱间将使用大芯数光缆，大芯数光缆的纤芯数以每台 ONU 配 1 芯； 光缆接头盒或光缆分支接头箱至用户宅内 ONU 间的光缆在采用普通室外型光缆时按每 台 ONU 配 2 芯（用 1 芯、备 1 芯，一般为别墅区） ，在采用室内小弯曲半径光纤光缆时 按每台 ONU 配 1 芯（一般为公寓楼） ； （2） 在采用 FTTB（PON）模式时，光分路器至 MDU 间的光缆纤芯数按每台 MDU 配 2 芯（用 1 芯、备 1 芯） 。公寓楼内的入户光缆宜采用小弯曲半径光纤制成的室内型 光缆，建议采用 ITU-T G.657A 建议的光纤，其余光缆采用符合 ITU-T G.652D 建议的光 纤制成的普通室外型光缆。 3 设备方案 3.1 总体方案 根据浙江移动的要求，OLT 设备将放置于区域骨干/汇聚机房，通过主干光缆连接 放置在小区（或商务楼）机房内的分路器，主干光缆通过分光器分支后，用室内外一体 化光缆引入到用户楼道 （或弱电井） 内与 ONU 连接； 从 ONU 通过五类线入户， 采用“混 线”的方式提供宽带和语音的接入。示意图如下： 图 3.1-1FTTB 接入系统拓扑图 图 3.1-2FTTH 接入系统拓扑图 3.2 网管方案 本次 GPON 的网管设备部署在定海传输机房，对传输网络进行维护、管理。网管系 统为一台 PC 台式服务器， 下挂 1 套 N2000 网元级管理系统，SDH 传输设备仍由原有的 SDH 网管设备管理。 图 3.3-1网管设备连接拓扑 3.3 设备平面布置和安装 3.3.1 设备平面布置 本工程设置在汇聚机房的光电接入设备， 按照设计规范结合传输和开关电源设备统 筹考虑，其机房设备平面布置由传输专业确定。 3.3.2 设备安装要求 （1）通信线与电源线布放时应尽量分开，尾纤布放时最好用塑料套管套好，以防 碰撞折断。 （2）设备安装加固应满足抗地震 7 度的要求。机房内有活动地板的，要求在活动 地板下安装用钢材烧焊成的机架加固底座，机架间在架顶用“C”字钢连成一体，并做 好列间以及与墙面的加固。未安装活动地板的机房，设备机架可直接用膨胀螺栓与地面 进行加固。 3.3.3 电源和功耗 （1）设备耗电量 根据华为公司提供的资料，其 GPON OLT 设备耗电量根据单板的配置不同设备的 功耗将会不同，在工程中典型配置时，设备的耗电量如下各表所列。 MA5680T 设备单板功耗和重量： 单板名称单板功耗 (W) SCUL42 GPBC78 OPFA31 ETHA27 TOPA25 PRTG0.2 GICG9 GICF5 X1CA11 X2CA21 BIUA5 注： （1）子架重量：MA5780T 的空机柜重量为 45Kg，(含风扇、母板等)。 （2）机柜尺寸：2000mmx600mmx300m 。 ONU 的功耗和重量： OT925G 终端设备的主要物理参数为： 尺寸（宽深高）436mm200mm43.5mm 工作电压AC 100 V240V，1.5A，50Hz/60Hz 功耗24.2W 工作环境温度-550 工作环境湿度5%RH95%RH 气压环境70kPa106kPa 海拔高度4000m 以内 平均无故障时间30,000h MA5620G 终端设备的主要物理参数为： 尺寸（宽深高）482.6mm220mm43.6mm 工作电压AC 100 V240V 工作环境温度 -10+55 -25+55（外挂加热装置） 工作环境湿度5%RH 95%RH 气压环境70kPa 106kPa 海拔高度2000m 以内 平均无故障时间30,000h （2）设备电源要求 本工程 GPON OLT 设备 MA5680T 所采用-48V DC 直流电源，为保证系统安全，要 求采用主备两路供电方式。华为 MA5680T 设备至机房开关电源柜电力线采用聚氯乙烯 绝缘铜芯线，工作电源线和工作地线采用 RVVZ 1KV 125mm2，保护地线采用 RVVZ 1KV 125mm2。 本工程综合柜从交流电源柜引接主备两路交流供电（供接口辅助设备使用） ，分别 选取两路 16A 空开，工作电源线和工作地线采用 RVVZ 1KV 316mm2，保护地线采用 RVVZ 1KV 135mm2。 （3）保护接地 为保证人身安全和设备的正常运行， 本工程 GPON 设备的保护地和工作地要求分开 连接，机架必须接保护地。 按照光纤到户原则，光网络单元（ONU）通常安装在用户家中或楼宇的弱电井中， 安装方式大致有三种：安装在预埋的综合信息箱中、挂墙明装方式、安装在的桌面或用 户指定的位置。 1）光网络单元（ONU）应根据建筑物提供的安装条件和用户要求，选择合适的安 装位置。但应避免安装在潮湿、高温、强磁场干扰源的地方。对于住宅用户，ONU 宜 安装在与用户家庭布线系统汇聚点同一位置。对于有内部局域网的企事业用户，ONU 应安装在用户网络设备处。 2）当光缆无条件直接到达用户家庭时，在安装环境许可的情况下，ONU 可以安装 在楼层的弱电竖井或其他合适的位置。 3）ONU 设备安装位置附近应能提供 220V/80W 交流电源，并带接地保护的三相插 座。 4 设计图纸 根据以上设计原则与设计方案，绘制的设