通信技术专业毕业论文设计

1、摘要：随着现在信息技术的不断更新升级，人们对电信业务的宽带、业务、简洁、多样的要求也越来越高。 gpon是新一代宽带无源光综合接入标准，具有高宽带、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业务的宽带化、综合化改造的理想技术。木文简要的介绍了关于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 的原则，综合考虑设备选型，onu位置，ip地址的分配，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，达到学有所用的冃的。关键词 gpon onu ftth刖b光纤接入网以光纤作为传输媒质，传输距离长，传输容量人，抗干扰性强，衰

2、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 宽帯无源光综合接入标准，貝有高带宽，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刀提出，itut 在此基础上于2003年3月完成了 itu-tg.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。 询所未有的高带宽。gpon速率髙达2 .5 gbps,能提供足够大的 带宽以

3、满足未来网络li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。日前, atm承载话音、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。在我国南方，接入网主耍是采用adsl/adsl2+、lan技术 为主，由于需要人量的实线、铜缆作为接入网的媒质，提高了建网成木，加人了满足业务需求的难度。木 文丽水小区为背景，gpon技术为结构精髄，通过对网络书籍资料的自学和查阅，对木小区进行实地考察, 进行

4、一系列的规划设计。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）可以设在交换局屮也可设置在远端。 它的光网络单元（onu）设在用户侧，光线路终端和光网络单元z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）等儿种形式。从光纤接入网是否有电 源 分类，乂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，冇源光网络就不做介绍了。 无源光网络（po

5、n）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（tdma）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屮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，具冇传输距离长，传输容量大，抗干扰性强，衰减小，重虽轻，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

6、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，光纤在传输带宽方而具有极人的优势。经过多年的发展,传输网已经基木上实现了数 字化和光纤化，交换网也已经基木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虽、 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。口前，国内dsl接入提供的速率人概为imbit/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冃则明显不够了。常规数字电视h.264编码的一路sdtv节冃盂要2mbit/

7、s,加一上数据接 入业务，接入带宽至少需要4mbit/so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,研究接入网是关键血最终的解决方案是fttho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接入有其强人的优势。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 gponfgigabit-capable passive

8、 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3月完成了 itu-tg.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:基本结构与已冇的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。前所未冇的高带宽°gpon速率高达2 .5gbps,能提

9、供足够大的带宽以满足未來网络fi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 据业务帀场。 qos保证的全业务接入。gpon能够同时承载atm信元和/或gem帆 有很 好的提供 服务等级、支持qos保证和全业务接入的能力。h前,atm承载话音、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人家的一致认可，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和无源光分配网纽成。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具有集屮带宽分

10、配、控制 各onu、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1 ： 16/ 32/ 64,随着光收发模块 的发展演进，支持的分支比将达到1 ： 128。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°根据实际需耍，述对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。1.2.3 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

11、方式；上行数据流采用 tdma方式。卜-行数据为广播方式：olt向所有的onu广播相同的数据，通过onuid來区分不同的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 011 由onu到olt的上行是通过tdma （时分复用）的方式传输数据，每个onu在分配到的上 行吋隙上传输属于自己的信息，通过不同的时隙来区分不同的onu用户数据，每帧共有9120个吋隙。二光纤接入网的基本概念2.1光纤接入网的优势光线接入网一种以光纤作主要传输媒介的接入网.它的主要优点冇：1、光纤带宽容量人，可以满足未来更多业务的需要。2、光纤抗干扰性好，不会被电磁或雷电等的影响。3、

12、光纤寿命长久，可达50年。4、衰减小。5、体积小，重量轻。于是，它以频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、工作性能可靠、原材料丰富等优点赢得了市 场的肯定。虽然有成本较铜线高的缺点，但随着技术的成熟，其成本在逐渐降低，大大增加了其推广的可 行性。2.2光纤接入网结构可以说olt和onu组成光纤接入网（oan）,其包含与uni （用户网络接口）有关的用户端口功能、 与sni （业务节点接口）有关的业务端口功能以及核心功能（如集线、电路仿真和通路选择），这些功能分 布在olt （光线路终端）和onu （光网络单元）中。其通过光线路终端（olt）与业务节点相连，通过光网络 单元（onu）与用户连接，

13、而通常为了降低成木，一个光线路单元olt可以带多个onu。三丽水小区本地网网络结构和运行数据3.1丽水小区本地平面图及局所位置丽水小区位于xxxx市七花路上。小区共有居民楼15幢，分别山9幢居民楼组成一大正方形状正対6 幢居民楼组成的一小正方形状的不完全封闭式四合院型。其屮一、二、三幢为16户，四、五、六、七、八、 九幢为24户，十十一、十二、十三幢为20户，十四、十五幢为30户。因此，丽水小k 3*16+3*20+6*24+2*30=312 户。3.2本设计所涉及范围的用户群状况由于丽水小区的楼宇分布较为简单，用户数量较少八冃棊木为普通居民用户。需要网络覆盖范围较 小，居民楼等用户也不是很多

14、，所以光纤强劲的网络核心能为该小区川户网络保证充沛动力。并且由于接 入单元的数量较小，其管理工作非常简单，但是，设备的安全性也同样至关重要。因此对于丽水小区网络 建设要考虑因索也相对较小。3.3现行用户接入方式及接入业务状况现行小区的用户接入方式为adsl接入方式，其属于铜线宽带接入。铜线宽带接入技术也叫做xdsl 技术,xdsl是各种类型dslfdigital subscribe line）数字用户线路）的总称,其中包括adsl非对称用户数字环 路、hdsl高比特率的用户数字环路和vdsl其高比特率的用户数字环路。由于木小区现行接入为adsl本章只介绍adsl接入，其他暂不介绍。adsl是目

15、前dsl中技术比较成熟的一种，也是普通家庭用户中最普遍的一种。其优点是带宽相对较大、连接简单、成本较小。adsl系统主要是适合住宅用户，它采用频 分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相対独立的信道。它在一对电话线上同时传送一 路高速下行数据、一路较低速率下行数据和一路模拟电话数据。各种信号以频分复用方式占用不同频段， 低频段传输语音信号，中间窄频段传输上行信道数据和控制信息，剩下高频段传送下行信道数据和图像。 从而成功避免了相互zi'可的干扰。即便边打电话与上网同时进行，也不会影响上网的速率和通话的质量。 通常adsl在不影响止常电话通信的情况下可以提供最高3.5mbps

16、的上行速度和最髙24mbps的下行速度。 adsl技术允许多种格式的数据、视频信号、语音以铜线为媒介从局端传给用户终端，町以支持高速 internet/lntranet访问、视频点播、在线业务、电视信号传送等。但它们的缺点是覆盖面有限，并且一般高 速传输数据是非对称的，上行传输数据传输速度较低。adsl是一种异步传输模式（atm）。在电信服务提供商端，盂要将每条开通adsl业务的电话线路连接在dslam （数字用户线路访问多路复用器）上。而 在用户端，用户需耍便用一个adsl终端（由于类似传统的调制解调器（modem）,所以也称为“猫”）来连 接电话线路。由于adsl使用的是高频信号，所以在两

17、端还都要使用adsl信号分离器（demultipexer）,将 adsl数据信号和普通音频电话信号分离开，以免川户打电话的时候出现噪音干扰的现象。在实际应川屮， 山于有传输高频信号的限制，adsl需要电信提供商端接入设备和用八端口之间的传输距离不得超过5千米, 也就是用户的电话线连到电话局的距离不能超过5千米。总z, adsl是众多dsl技术中更为成熟的一种， 其带宽较人、投资较小、连接简单的优点使其发展的很快。但从技术角度上看，adsl技术对宽带业务来说 仍是-种过渡性方法。3.4业务发展预测丽水小区属住宅楼性质，共15栋楼，其屮一、二、三幢为16户，四、五、六、七、八、九幢为 24户,h、

18、十二、十三幢为20户，十四、计五幢为30户。因此，桃花坞二小区共3* 16+3*20+6*24+2*30=312 户。按每户1部宽带及电话设计，可满足312户宽带及语音业务需求。4.丽水小区gpon光纤接入网规划设计方案4.1接入方式的选择接入网通常是按具所用传输介质的不同來进行分类的。一般地，接入网可分为冇线接入和无线接入网两大类。冇线接入网乂分为铜线接入网和光纤接入网两种。无线接入网分为固定 无线接入网和移动无线接入网两种，包括蜂窝通信、地面微波通信和卫星通信等不同形式。在实际接入网 中，有时会用到多种传输介质，如既用到铜线，乂用到光纤，甚至还同时用到无线介质，这样就形成了混 合接入网。5

19、.1.1光纤接入方式光纤接入指的是接入网中的接入传输介质是光纤。光纤接入方式最人的优势在于可用带宽人，且应 用潜力巨大。同时，光纤接入网络还具有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高以及节 约管道资源等特点。根据光网络单元的具体位置，光纤接入方式可分为:fttr（光纤到远端接点）、fttb（光 纤到大楼）、fttc（光纤到路边）、fttz（光纤到小区）以及ftth（光纤到用户）等。而根据所采卅的技术类型，乂 可分为有源光网络（aon, active optical network）和无源光网络（pon, passive optical network）o5.1.2以太网接入方式它由

20、局端设备和用户端设备组成，其中局端设备具备汇聚用户端设备网管信息的功能，位于商业 楼宇或小区之中，而用户端设备则放置在楼层内。从传统的角度看來，以太网技术并不属于接入网范峙，然而现阶段其应用领域却逐渐向包括接入 网在内的其他公用网领域拓展。在接入网络领域，以a网接入技术的优势主要体现在：作为种成熟的网 络技术，英应用慕础雄厚，用户的使用经验丰富；可以结合光纤接入fttx的技术优势，通过“fttx+lan” 的方式构建接入网络；目前所有的主流操作系统及应用都与以太网兼容；性价比好、可扩展性强、容易 安装开通，且极具可靠性；以太网接入方式与ip网络和适应，符合未來网络技术发展的趋势；最为可喜 的是

21、，以太网技术冃前已经有了重大的突破，带宽容量已经达到千兆。光纤通信具有通信容罐人、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。在干线通信屮， 光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为发展的重点。5.2接入网网络结构的设计丽水小区位于七花路上，集住宅与商业于一体，建成后总户数达312多户，小区共15幢楼。本期丽 水小区综合接入新建工程，采用gpon接入解决15幢用户语音和宽带接入。丽水小区的网络结构为中心机房设置olt并引出31根光缆，一根与网络侧相连厂其他30根通过pon 口与各楼宇的一级无源分光器相连。 由于本小区使用的网络保护方式为主干兀余保护，所以olt到每一个pos都有两条布

22、线不同的光缆以保证 网络的安全，所以olt到pos的总光缆数为30o5.2.1设备选型在ftth网络建设中，onu网络占总网络投资的5070%。在人口密集的城市，规划一个olt机房需要覆盖儿万其至10万ftth卅户，需要从机房向小区铺设人量的光纤，此时pon 分光比将肓接影响odn网络的投资规模。olt支持1:64的分光比将比1:32的分光比所需要的odn网络投 资低近30%。在olt容量不断提升的前提下，从降低网络建设成本考虑，下一代pon技术必然要提供1:128 甚至1:256的更大分支能力。本工程为市区接入层配线光缆，光缆纤芯选用g.652光纤，光缆芯数结合各接入网点的业务需求确 定，光缆型式拟选川层绞式gyta型。建筑方式结合各接入网点的情况可采用架空、管道、墙樂等方式敷设。 光缆的缆芯选用层绞式松套管结构。光缆内不设铜线，监