GPON宽带接入设备的应用研究论文开题报告

毕业设计(论文)开题报告题目 GPON 宽带接入设备的应用研究学生姓名 班级学号 专业 通信工程1. 对指导教师下达的课题任务的学习与理解随着互联网的持续发展，以 IP 为主流的数据业务量快速增长，诸如网络游戏、网络电视(IPTV)、网络电话 (VOIP)等高带宽业务不断涌现，接入网的带宽瓶颈问题日益突出；可以看出，虽然 xDSL 已经成为宽带网络当前的主流接入技术，但在带宽、双向传输和安全性能上却很难满足用户对接入网的需求在这股潮流的推动下，一种质优价廉的宽带接入技术无源光网络(PON)技术再次引起了人们的关注。PON 采用无源光器件且共享光纤作为传输介质，因而整个光网络成本较低，同时避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，设备和线路的可靠性大大高于有源网络。鉴于光纤本身的高度稳定性，PON 运行维护成本也较低。总之，PON 宽带接入技术具有宽频带，大容量，广覆盖，低投入，高可靠性以及综合业务接入能力等优点，吸引着运营商的眼球，成为目前 FTTH中的热门技术.而 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 合 化 改 造 的 理 想 技 术 。本课题通过搭建 GPON 小型宽带接入网试验，对目前主流的 GPON 宽带接入技术进行研究，对目前国内主流的 GPON 产家的设备网络质量、业务提供能力等方面进行分析比较，最终形成测试评估报告。2. 阅读文献资料进行调研的综述什 么 是 宽 带 ？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 于 “宽 带 1”。 a.ADSL：ADSL 是 英 文 Asymmetrical Digital Subscriber Loop(非 对 称 数 字 用 户 环 路 )的 英 文 缩 写， ADSL 技 术 是 运 行 在 原 有 普 通 电 话 线 上 的 一 种 新 的 高 速 宽 带 技 术 ， 它 利 用 现 有 的 一 对 电 话 铜线 ， 为 用 户 提 供 上 、 下 行 非 对 称 的 传 输 速 率 (带 宽 )。 非 对 称 主 要 体 现 在 上 行 速 率 (最 高 640Kbps)和 下 行 速 率 (最 高 8Mbps)的 非 对 称 性 上 。 上 行 (从 用 户 到 网 络 )为 低 速 的 传 输 ， 可 达 640Kbps； 下 行 (从 网 络 到 用 户 )为 高 速 传 输 ， 可 达 8Mbps。 它 最 初 主 要 是 针 对 视 频 点 播 业 务 开 发 的， 随 着 技 术 的 发 展 ， 逐 步 成 为 了 一 种 较 方 便 的 宽 带 接 入 技 术 ， 为 电 信 部 门 所 重 视 。 通 过 网 络 电视 的 机 顶 盒 ， 可 以 实 现 许 多 以 前 在 低 速 率 下 无 法 实 现 的 网 络 应 用 。 ADSL 是 目 前 DSL 技 术 系列 中 最 适 合 宽 带 上 网 的 技 术 ， 因 为 ADSL 上 下 行 速 率 的 非 对 称 特 性 、 能 提 供 的 速 率 以 及 传 输距 离 特 别 符 合 现 阶 段 互 联 网 接 入 的 要 求 ， 而 且 能 与 普 通 电 话 共 用 接 入 线 ； ADSL 的 标 准 化 很完 善 ， 产 品 的 互 通 性 很 好 ， 价 格 也 在 大 幅 下 降 ， 而 且 ADSL 接 入 能 提 供 QoS、 确 保 用 户 独 享一 定 的 带 宽 。 北 京 通 信 从 1999 年 开 始 进 行 ADSL 业 务 试 验 ， 2001 年 进 行 了 较 大 规 模 的 网 络建 设 ， 2002 年 加 大 市 场 拓 展 力 度 ， 2003 年 用 户 数 大 幅 度 增 长 ， 超 过 了 60 万 ， 预 计 今 年 用户 数 还 将 翻 番 。b.光 纤 接 入 网 ：光 纤 接 入 网 (OAN)是 采 用 光 纤 传 输 技 术 的 接 入 网 ,即 本 地 交 换 局 和 用 户 之 间 全 部 或 部 分 采用 光 纤 传 输 的 通 信 系 统 。 光 纤 具 有 宽 带 、 远 距 离 传 输 能 力 强 、 保 密 性 好 、 抗 干 扰 能 力 强 等 优 点 ,是 未 来 接 入 网 的 主 要 实 现 技 术 。 FTTH 方 式 指 光 纤 直 通 用 户 家 中 ， 一 般 仅 需 要 一 至 二 条 用 户 线， 短 期 内 经 济 性 欠 佳 ， 但 却 是 长 远 的 发 展 方 案 。 c.FTTX+LAN 接 入 方 式 ：这 是 一 种 利 用 光 纤 加 五 类 网 络 线 方 式 实 现 宽 带 接 入 方 案 ， 实 现 千 兆 光 纤 到 小 区 (大 楼 )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 ， 投 资 规 模 小 。 另 有 光 纤 到 办 公 室 、 光 纤 到 户 、 光纤 到 桌 面 等 多 种 接 入 方 式 满 足 不 同 用 户 的 需 求 。 FTTX+LAN 方 式 采 用 星 型 网 络 拓 扑 ， 用 户 共享 带 宽 。 在 光 纤 到 大 楼 或 小 区 后 采 用 以 太 网 接 入 (即 FTTx+LAN)是 被 广 泛 看 好 而 又 争 议 不 断的 宽 带 接 人 手 段 。 以 太 网 接 入 采 用 5 类 非 屏 蔽 双 绞 线 (UTP)作 为 接 入 线 路 ， 需 要 在 楼 内 进 行综 合 布 线 。 以 太 网 在 局 域 网 中 几 乎 一 统 天 下 ， 将 以 太 网 引 入 到 接 入 网 甚 至 城 域 网 后 ， 从 用 户 桌面 、 接 入 网 到 核 心 网 就 可 以 完 全 采 用 同 一 技 术 ， 避 免 了 协 议 转 换 带 来 的 问 题 。 以 太 网 接 人 有 扩展 性 好 、 价 格 便 宜 、 接 入 速 率 高 、 技 术 成 熟 简 单 等 优 势 ， 能 向 用 户 提 供 10 100M 的 终 端 接入 速 率 。 尤 其 是 对 于 高 密 度 用 户 群 ， 以 太 网 接 入 的 经 济 性 也 非 常 好 ， 而 我 国 由 于 城 市 居 民 的居 住 密 度 大 ， 正 好 适 合 以 太 网 接 入 的 这 一 特 性 。 于 是 我 国 在 2000 2001 年 间 一 度 掀 起 了 以太 网 接 入 的 建 设 高 潮 ， 尤 其 是 许 多 新 兴 的 宽 带 接 入 服 务 商 ， 采 取 与 小 区 合 作 的 方 式 ， 纷 纷 提 供FTTx+LAN 宽 带 接 入 服 务 ， 以 高 起 点 来 对 抗 传 统 运 营 商 的 ADSL 接 入 。 在 北 京 ， 长 宽 、 兰 波等 宽 带 服 务 公 司 利 用 该 技 术 积 极 争 夺 宽 带 接 入 市 场 ， 随 后 北 京 通 信 这 样 的 传 统 运 营 商 也 迅 速 跟进 ， 与 房 地 产 开 发 商 合 作 ， 对 许 多 新 建 小 区 全 面 施 行 综 合 布 线 ， 将 以 太 网 插 口 布 放 到 每 一 个 家庭 ， 并 很 快 在 这 一 市 场 上 占 据 了 主 导 地 位 。d.无源光网络无 源 光 网 络 （ Passive Optical Network, PON） 是 一 种 纯 介 质 网 络 ， 避 免 了 外 部 设 备 的电 磁 干 扰 和 雷 电 影 响 ， 减 少 了 线 路 和 外 部 设 备 的 故 障 率 ， 提 高 了 系 统 可 靠 性 ， 同 时 节 省 了 维 护成 本 ， 是 电 信 维 护 部 门 长 期 期 待 的 技 术 。 PON 的 业 务 透 明 性 较 好 ， 原 则 上 可 适 用 于 任 何 制 式和 速 率 信 号 。 特 别 是 一 个 ATM 化 的 无 源 光 网 络 （ APON） 可 以 通 过 利 用 ATM 的 集 中 和 统 计复 用 ， 再 结 合 无 源 分 路 器 对 光 纤 和 光 线 路 终 端 的 共 享 作 用 ， 使 成 本 可 望 比 传 统 的 以 电 路 交 换 为基 础 的 PDH/SDH 接 入 系 统 低 20%40%。 APON 的 业 务 开 发 是 分 阶 段 实 施 的 ， 初 期 主 要 是 VP 专 线 业 务 。 相 对 普 通 专 线 业 务 ， APON 提 供 的 VP 专 线 业 务 设 备 成 本 低 ， 体 积 小 ， 省 电 、 系 统 可 靠 稳 定 、 性 能 价 格 比 有 一 定 优 势。 第 二 步 实 现 一 次 群 和 二 次 群 电 路 仿 真 业 务 ， 提 供 企 业 内 部 网 的 连 接 和 企 业 电 话 及 数 据 业 务 。第 三 步 实 现 以 太 网 接 口 ， 提 供 互 联 网 上 网 业 务 和 VLAN 业 务 。 以 后 再 逐 步 扩 展 至 其 它 业 务 ，成 为 名 副 其 实 的 全 业 务 接 入 网 系 统 。 无 源 光 网 络 的 原 理 和 构 成接 入 网 是 用 户 进 入 城 域 网 /骨 干 网 的 桥 梁 ， 是 信 息 传 送 通 道 的 “最 后 一 公 里 ”。 过 去 几 年 ，网 络 的 核 心 部 分 发 生 了 翻 天 覆 地 的 变 化 ， 无 论 是 交 换 、 还 是 传 输 都 己 更 新 换 代 ， 而 接 入 网 由 于经 济 性 问 题 如 用 户 的 业 务 需 求 、 用 户 密 度 、 用 户 的 经 济 承 受 能 力 等 多 方 面 原 因 发 展 缓 慢 ， 成 为制 约 网 络 向 宽 带 化 、 全 业 务 化 发 展 的 瓶 颈 。 随 着 我 国 经 济 的 迅 速 发 展 ， 高 带 宽 的 消 耗 业 务 逐 步涌 现 ， 带 宽 提 速 成 为 迫 切 需 求 。 为 了 满 足 用 户 的 需 求 ， 各 种 新 技 术 不 断 涌 现 ， 接 入 网 技 术 己 成为 设 备 制 造 商 、 运 营 商 和 电 信 研 究 部 门 关 注 的 焦 点 和 投 资 的 热 点 。e.GPON什 么 是 GPON？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 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 。 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 。对 于 其 他 的 PON 标 准 而 言 ， GPON 标 准 提 供 了 前 所 未 有 的 高 带 宽 ， 下 行 速 率 高 达 2.5Gbit/s， 其 非 对 称 特 性 更 能 适 应 宽 带 数 据 业 务 市 场 。 提 供 QoS 的 全 业 务 保 障 ， 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 。 承 载 GEM 帧 时 ， 可 以 将 TDM 业 务 映 射 到 GEM 帧 中 ， 使 用 标 准 的 8kHz(125s)帧 能 够 直 接 支 持TDM 业 务 。 作 为 电 信 级 的 技 术 标 准 ， GPON 还 规 定 了 在 接 入 网 层 面 上 的 保 护 机 制 和 完 整 的 OAM 功 能 。 在 GPON 标 准 中 ， 明 确 规 定 需 要 支 持 的 业 务 类 型 包 括 数 据 业 务 (Ethernet 业 务 ， 包 括 IP 业 务 和 MPEG 视 频 流 )、 PSTN 业 务 (POTS， ISDN 业 务 ) 、 专 用 线 (T1， E1， DS3， E3和 ATM 业 务 )和 视 频 业 务 ( 数 字 视 频 )。 GPON 中 的 多 业 务 映 射 到 ATM 信 元 或 GEM 帧 中 进行 传 送 ， 对 各 种 业 务 类 型 都 能 提 供 相 应 的 QoS 保 证 。目 前 GPON 主 要 采 用 的 组 网 方 式 有 FTTH/O、 FTTB+LAN 和 FTTB+DSL 三 种 。3. 根据任务书的任务及文献调研结果，初步拟定的执行方案1.第一、二周：学习宽带接入网、无源光网络、GPON 技术等知识，完成开题报告； 2.第三、四周：了解 PON 的功能测试和业务测试各测试项目；3.第五、六周：了解测试环境和测试仪表，开始设计搭建部分测试结构