凯旋城小区D座光纤接入网规划设计(最终稿)

1、北京邮电大学网络教育学院毕 业 设 计设计题目：凯旋城小区D座光纤接入网规划设计入 学 年 月_2021年10月姓 名_傅 建 鹏学 号_0611101427专 业_通 信 工 程总站/学习中心_直 属 站 指 导 教 师_毛 京 丽 完成时间_内容摘要本论文完成了对凯旋城D座接入网络规划设计。设计中对凯旋城D座的用户业务需求量、建设光纤接入网的可行性及必要性、光纤接入网的根本理论知识、EPON网络的网络保护的设计、EPON网络网同步的设计、小区放置ONU位置的设置及ONU容量、光纤中继距离的计算及说明。本次所设计的凯旋城D座，接入方式依照EPON FTTH组建模式设计而成，楼宇采用一级分光方

2、式，充分满足了凯旋城D座家庭客户对于语音及宽带业务的需求，结合EPON网络接入方式的特点并可依据用户需求加以调配。目 录一、凯旋城小区D座业务预测4(一)本设计所设计范围的用户群状况4(二)现行用户接入方式及接入业务状况4(三)业务开展预测4二、建设接入网的可行性和必要性4(一)建设接入网的可行性5(二)建设接入网的必要性5三、光纤接入网的根本概念5(一)光纤接入网的参考配置和应用类型6(二)光纤接入网的业务支持能力7(三)光纤接入网的根本拓扑结构8(四)光接入网的优点与劣势9(五)EPON接入技术101、EPON技术特点102、EPON的优势103、网络结构104、EPON关键技术难点11四

3、、凯旋城小区D座光纤接入网规划设计方案13(一)接入方式的选择13(二)接入网网络结构的设计15(三)接入网设备的选型161、局端OLT：AN5116-02设备162、远端ONU:华为HG813E193、ODN：科毅PLCB232-2-2-15-220(四)ONU位置的设置及容量的计算21(五)光纤中继距离的计算221、光纤中继距离设计算法：222、所选用设备的设备参数243、凯旋城D座光纤中继距离的计算25(六)SDH网络保护方式的设计261、自愈的概念262、业务保护方式263、凯旋城D座网络保护方式设计EPON系统27(七)网同步的设计301、EPON系统同步的概念302、EPON系统实

4、现同步的方法30(八)IP地址规划321、IP地址根本概念：322、IP地址的分类：32五、设计方案论证、评估33一、 凯旋城小区D座业务预测 (一) 本设计所设计范围的用户群状况欧陆经典凯旋城定位于欧式古典建筑，总占地公项，总建筑面积为25万平方米，由七幢高楼组成，产品分为高档住宅、商住型高档公寓、酒店式公寓和商业四大局部。总户数为1200余户，近二十余户型，商业面积约3万余平米。本设计针对欧陆经典凯旋城D座住宅型公寓进行设计，此楼共18个楼层，每层4户，共计72户。(二) 现行用户接入方式及接入业务状况凯旋城D座尚无任何运营商接入，无电信运营商业务开通。(三) 业务开展预测凯旋城D座属住宅

5、楼性质，共18个楼层，每层4户，共计72户。按每户2部 2部宽带设计，可满足144部语音及宽带业务需求。二、 建设接入网的可行性和必要性(一) 建设接入网的可行性光纤接入网，特别是FTTH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的最正确方案等优点，因而被认为是接入网的开展方向。在我国城市地区除了个别兴旺的城市外，光纤接入网的开展应以光纤到大楼为主，尽量实现光缆通达全部大楼。在此根底上，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、建设和开展均应适度超前于用户的实际需求。只有紧

6、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，逐步开展、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开展过程。(二) 建设接入网的必要性近年来,核心网上的可用带宽由于SDH的开展而迅速增长,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那么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开展。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

7、网的建设中存在不少的争议问题，但毋庸置疑的一点是：开展光纤接入是解决接入网宽带化的最根本和行之有效的方法,光纤应尽量向用户延伸，尽量靠近用户。光接入网由于频带宽、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开展。当前其开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。经过近十年的快速开展,我国公用通信骨干网和城市局间中继线路网根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,因而成为通信网开展中的"瓶颈",加快采用宽带数字传输技术,开展光纤接

8、入网络已成为必然趋势。三、 光纤接入网的根本概念光纤接入网OAN是采用光纤传输技术的接入网，泛指本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤通信或局部采用光纤通信的系统。根据光纤用户环路FITL北美传输设施中是否采用有源器件，可把OAN分为有源光网络AON和无源光网络PON两类。AON是把交换机送来的信号通过光纤系统经电复用器分路，再经过基群复用设备接到各种用户接口，最终传送给用户。适宜于用户线平均长度较长，远端节点要求覆盖的用户较多的地方。PON是由光纤和光分路器将信号分送至用户。这种方式是降低光纤接入网本钱，提高接入性能，便于向宽带业务升级的一种较好的方案。(一) 光纤接入网的参考配置和应用类型

9、 ITUT建议提出了一个与业务和应用无关的光纤接入网功能参考配置，如图3-1所示。 光线路终端OLT，光配线网ODN，光网络单元ONU及适配设施AF组成，可能包含假设干与同一OLT相连的ODN。OLT是为光接入网提供网络侧与本地交换机之间的接口并经一个或多个ODN与用户侧的ONU通信，OLT与ONU的关系为主从通信关系。OLT可以别离交换和非交换业务，管理来自ONU的信令和监控信息，为ONU和本身提供维护和指配功能。OLT可以直接设置在本地交换机接口处，也可以设置在远端，与远端集中器或复用器接口。ODN为OLT与ONU之间提供光传输手段，其主要功能是完成光信号功率的分配任务。ODN是无源光元件

10、如光纤光缆、光连接器和光分路器等组成的纯无源的光配线网，呈树形分支结构。在有源光网络中，ODN可用电复用/分路器ADM替代(用少)。ONU是为光纤接入网提供直接的或远端的用户侧接口，处于ODN的用户侧。主要功能是终结来自ODN的光纤、处理光信号并为多个小企事业用户和居民住宅用户提供业务接口。ONU的网络侧是光接口而用户侧是电接口，因此ONU需要有光/电和电/光转换功能，还要完成对语声信号的数/模和模/数转换、复用、信令处理和维护管理功能。其位置有很大的灵活性，既可以设置在用户住宅处FTTH，也可以设置在DP处甚至FP处FTTC。AF相当于NT1为ONU和用户设备提供适配功能，具体物理实现那么既

11、可以包含在ONU内，也可以完全独立。 根据ONU在光纤接入网中的位置，OAN可以被划分为如图3-2所示的三种根本应用类型。(二) 光纤接入网的业务支持能力 OAN是一种为双向交互式业务而设计的系统，初期主要支持2Mbit/s以下速率的业务，根本业务有下面几种：普通 业务POTS；租用线；分组数据；ISDN根本速率接入BRA；ISDN一次群速率PRA；n×64kbit/s；2Mbit/s成帧或不成帧。 除了上述7种根本窄带业务外，还有其他一些可能支持的业务，包括2Mbit/s以下速率的各种多媒体业务特别是在将来应能支持宽带业务，诸如单向播送式业务CATV，双向交互式业务视频点播VOD或

12、数据通信业务等，而且还可能支持模拟播送式业务。图3-3 星型结构用户端局用户用户用户用户(三) 光纤接入网的根本拓扑结构OAN的拓扑结构取决于ODN的结构。通常ODN可归纳为单星、树型、总线和环型等四种根本结构，也就是PON的四种根本拓扑结构。1、 单星型结构：当涉及通信的所有点中有一个特殊点即枢纽点与其他所有点直接相连，而其余点之间互相不能直接相连时，就构成了星型结构，又称单星型或大星型结构星型结构具有优质效劳和本钱高的特点，适合于传输本钱相对交换本钱较低的应用场合，例如，几十线以上的大企事业用户就是这种结构的最正确效劳对象，灵活接入复用器就是一种适合这种应用场合的系统。2、树型结构：传统的

13、CATVCAble Television/Community Antenna TeleVision，有线电视网往往采用树型-分支结构，很适于单向播送式业务。在光纤接入网中，这种结构再次显示了很强的生命力，即无源光网络Passive Optical Network，PON形式和数字环路载波Digital Loop Carrier，DLC形式，仅有的差异是光分路器和复用器。无源光网络就是不允许在外部设施中出现有源电子设备，而是采用无源器件例如无源光功率分路器来代替传统电缆接入网的交接箱和/或分线盒，完成光信号的分路功能。所谓的无源双星型、无源三星型或树型-分支结构均可由这一类PON结构支持。本地交

14、换机以PON为根底的树型-分支结构，十分适合那些目前仅有4线以上 业务需求而对双向宽带业务需求不迫切或不明朗的小企事业用户和住宅居民用户，特别是新建用户区。如图3-4： 图 3-4树型结构3、总线结构：这种结构有一条主干信道，该信道可使用一根双向传输的光纤线路或两根单向传输的光纤，各个终端采用光耦合器互连到共享信道上。其主要特点是结构简单，增减节点容易，一个节点的故障不会影响其它节点，本钱较低。但是，总线故障时网络将受到损耗，并且信息保密性差，较适于分配式业务。4、环型结构：当涉及通信的所有点串联起来，而且首尾相连，没有任何点开放时就形成了环型结构如图3-5所示。该结构与T型结构很类似，但没有

15、开放点，有其珍贵的特点。环型结构只是采用了ADM作RN利用才开始受到重视，利用ADM可以构成各种可靠性很高的自愈环型网结构，其中，最适于像接入网这样业务量集中于端局的一种环型结构叫单向通道倒换环。这种环型结构，特别是SDH自愈环结构，以其出色的质量结合较高的本钱适合于带宽需求大、质量要求高的企事业用户和接入网馈线段应用。图3-5 环型结构(四) 光接入网的优点与劣势与其他接入技术相比，光纤接入网具有如下优点：1光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。人们对通信业务的需求越来越高，除了打 、看电视以外，还希望有高速计算机通信、家庭购物、家庭银行、远程教学、视频点播VOD以及高清晰度电视HDTV等。

16、这些业务用铜线或双绞线是比拟难实现的。2光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。光纤损耗低、频带宽，解除了铜线径小的限制。此外，光纤不受电磁干扰，保证了信号传输质量，用光缆代替铜缆，可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。3光纤接入网的性能不断提高，价格不断下降，而铜缆的价格在不断上涨。4光纤接入网提供数据业务，有完善的监控和管理系统，能适应将来宽带综合业务数字网的需要，打破“瓶颈，使信息高速公路畅通无阻。当然，与其它接入网技术相比，光纤接入网也存在一定的劣势。最大的问题是本钱还比拟高。尤其是光节点离用户越近，每个用户分摊的接入设备本钱就越高。另外，与无线接入网相比，光纤接入网还需要管道资源。

17、这也是很多新兴运营商看好光纤接入技术，但又不得不选择无线接入技术的原因。现在，影响光纤接入网开展的主要原因不是技术，而是本钱，到目前为止，光纤接入网的本钱仍然太高。但是采用光纤接入网是光纤通信开展的必然趋势，尽管目前各国开展光纤接入网的步骤各不相同，但光纤到户是公认的接入网的开展目标。(五) EPON接入技术以太网无源光网络Ethernet PON或Ethernet Over PON简称EPON。EPON指采用PON的拓扑结构实现以太网的接入。1、EPON技术特点EPON与APON比拟，上下行传输速率比APON的高，EPON提供较大的带宽和较低的用户设备本钱，除帧结构和APON不同外，其余所用

18、的技术与建议中的许多内容类似，其下行采用TDM传输方式，上行采用TDMA传输方式。EPON和APON一样，可应用于FTTB和FTTC，最终的目标是在一个平台上提供全业务数据、视频和语音到家，即FTTH。EPON宽带接入网，与传统的用于计算机局域网的以太网技术不同，它仅采用了以太网的帧结构和接口，而网络结构和工作原理完全不同。2、EPON的优势1高带宽：下行信道为百兆/千兆的播送方式；上行信道为用户共享的百兆/千兆信道。2低本钱：接入用户设备本钱较低，PON结构，减少了大量的光纤和光器件以及维护的本钱，降低了预先支付的设备资金和与SDH及ATM有关的运行本钱。以太网本身的价格优势。3易兼容：互连

19、互通容易，以太网技术是目前最成熟的局域网技术。EPON只是对现有协议作一定的补充，根本上是与其兼容的。随着IP技术的开展普及和技术水平的提高，实现IP Over EPON是光纤接入网的最正确方案。PSTNATM 交换STM-1视频源 OLTEMS管理系统ONUONUONUONUONUONU 1×N图3-6 EPON接入网结构3、网络结构EPON位于业务节点接口到用户网络接口间，通过SNI与业务节点相连，通过UNI与用户设备相连。EPON主要分成三局部，即OLTOptical Line Termination，ODNOptical Distribution Network和ONU/ON

20、TOptical Network Unit/ Optical Network Termination组成。其中OLT位于局端，ONU/ONT位于用户端。OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台Multiple Service Providing Platform，MSPP，它提供面向无源光纤网络的光纤接口。OLT根据需要可以配置多块OLCOptical Line Card，OLC与多个ONU通过POS连接，POS是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中。通常一个POS的分线率为8、16或32，并可以多级连接。OLT将提供多个Gbit/s和10Gbit/s的以太接口，支持

21、WDM传输。与多种业务速率相兼容。在EPON中，从OLT到ONU距离最大可达20km，假设使用光纤放大器有源中继器，距离还可以扩展。ONU采用了技术成熟的以太网络协议，在中带宽和高带宽的ONU中，实现了本钱低廉的以太网第二层第三层交换功能。此类ONU可以通过层叠来为多个最终用户提供共享高带宽。在通信过程中，不需要协议转换，就可实现ONU对用户数据透明传送。ONU也支持其它传统的TDM协议，而且不增加设计和操作的复杂性。EPON中的OLT和所有的ONU被网元管理系统管理，网元管理系统提供与业务提供者核心网络运行的接口。网元管理范围有故障管理、配置管理、计费管理、性能管理和平安管理。4、EPON关

22、键技术难点（1） 突发同步上传的光信号来自不同的端点，所以可能导致光信号的偏差，消除这种微小偏差的措施是采用突发同频技术。在OLT中采用此技术。（2） 大动态范围光功率接收各ONU到OLT的距离各不相同，到达OLT后的光功率互不相同，要用特殊方法来保证能够接收足够大的动态范围光功率。此种方法的实现也是一个难题。（3） 测距和ONU数据发送时刻控制上传信号冲突通过距离修正的技术就可以消除这种冲突。EPON上行传输采用时分多址TDMA方式接入，一个OLT可以接1664个ONU，建议要求测距精度为±1bit。测距过程是：OLT发出一个测距信息，此信息经过OLT内的电子电路和光电转换延时后，

23、光信号进入光纤传输并产生延时到达ONU，经过ONU内的光电转换和电子电路延时后，又发送光信号到光纤并再次产生延时，最后到达OLT，OLT把收到的传输延时信号和它发出去的信号相位进行比拟，从而获得传输延时值。OLT以距离最远的ONU的延时为基准，算出每个ONU的延时补偿值Td，并通知ONU。该ONU在收到OLT允许它发送信息的授权后，延时Td补偿值后再发送自己的信息，这样各个ONU采用不同的Td补偿时延进行调整自己的发送时刻，以便使所有ONU到达OLT的时间都相同。（4） 带宽分配OLT控制每个ONU的上行接入带宽，即ONU的窗口大小和上行传输速率。静态和动态两种带宽分配，静态带宽由开的窗口尺寸

24、决定，动态带宽根据ONU的需要，由OLT分配决定。（5） 实时业务传输质量传输实时语音和视频业务要求传输延迟时间既恒定又很小，时延抖动也要小。由于以太网技术的固有机制，不提供端到端的包延时、包丧失率以及带宽控制能力，因此难以支持实时业务的效劳质量。如何确保实时语音和IP视频业务，在一个传输平台上以与ATM和SDH的QoS相同的性能分送到每个用户，是亟待解决的问题。解决技术其一的技术是对于不同的业务采用不同的优先权等级，对实时的业务优先传送。其二的技术是带宽预留技术，提供一个开放的高速通道，不传输数据，而专门用来传输语音业务，以便确保POTS业务的质量。（6） 平安性和可靠性EPON下行信号以播

25、送的方式发送给所有ONU，对每个ONU的下行信号单独进行加密，对密钥定期更新。建议采用双PON系统，保证EPON系统的可靠性。四、 凯旋城小区D座光纤接入网规划设计方案(一) 接入方式的选择接入网通常是按其所用传输介质的不同来进行分类的。一般地，接入网可分为有线接入和无线接入网两大类。有线接入网又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，又用到光纤，甚至还同时用到无线介质，这样就形成了混合接入网。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

26、纤。光纤接入方式最大的优势在于可用带宽大，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。而根据所采用的技术类型，又可分为有源光网络(AON, Active Optical Network)和无源光网络(PON, Passive Optical Network)。 2、以太网接入方式 它由局端设备和用户端设备组成，其中局端设备具备会聚用户端设备网管信息的

27、功能，位于商业楼宇或小区之中，而用户端设备那么放置在楼层内。 从传统的角度看来，以太网技术并不属于接入网范畴，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，以太网接入技术的优势主要表达在: （1） 作为一种成熟的网络技术，其应用根底雄厚，用户的使用经验丰富; （2） 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; （3） 目前所有的主流操作系统及应用都与以太网兼容; （4） 性价比好、可扩展性强、容易安装开通，且极具可靠性; （5） 以太网接入方式与IP网络相适应，符合未来网络技术开展的趋势; （6） 最为可喜的是，以太网技术目

28、前已经有了重大的突破，带宽容量已经到达千兆。 3、混合光纤同轴接入方式(HFC) 即通常所说的Cable Modem接入方式，它建立在现有有线电视网络根底之上。该技术保存了传统的模拟传输方式，实现了上/下行双向以及数字与模拟的混合传输，能够同时提供 、模拟视频、数字视频和交互业务，建设费用相对较少，升级十分灵活。由于HFC接入所提供的双向通信能力费用经济，因此它不仅对住宅用户颇具吸引力，对企事业用户也同样具有很好的适用性。 4、电力线接入 电力线接入曾经一度成为大家讨论的热点。电力线接入是指以电力网络作为通信信道，将数据由本地变电站通过低电压配电网直接传输至用户的接入方式。其最大优势在于，对现

29、有四通八达电力网络的充分利用，不仅防止了重复投资，还很好地解决了用户分布较为分散及偏远地区的网络接入问题。它也使得组建家庭智能化网络变得简单可行。但是，由于电力网的电力载波线为非屏蔽线路，因此衰减和噪音一直是电力线接入方式在努力克服的难题。 有线接入品种繁多，在此我们对每种接入方式的优缺点进行了比拟表4-1接入方式分析比拟优点缺点光纤接入节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备平安性高、建网速度快、综合建网本钱低传输距离受PON分比而缩短、下行带宽互相占用、光模块本钱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、带宽高缺乏严格的效劳质量保证、且易受传输距离的

30、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电力线接入线路资源丰富、本钱低、施工方便 扩展方便噪声大、平安性不高、存在电磁干扰光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。在干线通信中，光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为开展的重点。凯旋城D座以公司客户为主，本次通信业务设计重点以语音及宽带业务为重点。采取光纤接入网络结构进行设计。(二) 接入网网络结构的设计图4-1凯旋城D座网络结构设计图本设计局所凯旋城D座采用EP

31、ON FTTH接入方式接入。用光纤将位于电信交换局的OLT与用户直接相连。每户都有单独的一对线，直接连到电信局.1、OLT放置方案：凯旋城D座OLT选用烽火AN5116-02设备。从与上行设备的联调测试、集中维护的原那么出发将其设置在小区机房内，可充分发挥PON的优势，兼顾带宽和本钱。2、ONU放置方案：ONU选用华为HG813E，安装在楼层弱电间ODF机柜内。从综合布线柜布防五类线至用户房间电信面板端口进行接入。3、分光器放置方案：考虑到分光器放置的距离离用户端近可减少入户线光缆段的皮线光缆的用量和施工量。故凯旋城D座的分光器采用一级分光形式，将分光器以上的设备集中放置在小区机房的ODF架上

32、或者室外光分配箱。组网特点：1、ONU直接到户，按需分配带宽2、无源分光器替代楼道交换机3、对用户ONU集中管理4、采用一级分光20Km覆盖(三) 接入网设备的选型1、 局端OLT：AN5116-02设备AN5116-02设备采用为480 mm×621.5 mm×406.5 mm宽×高×深的子框，重量为40kg。米高的机架可安装2个子框，和米高的机架可安装3个子框。设备采用中置背板、前后插卡方式，图4-2、图4-3为子框的前后视图。（1） 设备硬件结构： 子框前视图图 4-2 子框前视图如上图所示，子框正面共有20个槽位。从左至右依次编号为1-20，其中

33、1-8、11-18号槽位是EC2卡或TDM卡槽位，9、10号槽位是GSWC卡槽位，19和20号槽位为AC16卡或VoIP卡槽位。子框顶部为风扇单元，底部为导流单元。风扇单元的面板有两个指示灯，绿灯为风扇工作指示灯，红灯为风扇告警指示灯。子框后视图图 4-3 子框后视图图中29号槽位为GUP7卡或GUPE7卡槽位，对应着设备正面的9号GSWC卡槽位。39号槽位为16E1卡槽位，对应着正面的19和20号AC16卡或VoIP卡槽位。其余槽位为空余，可装上假面板。顶部还装有两个 -48V电源连接器和一个告警连接器。（2） 卡功能描述下表列出了该设备能插的所有卡，可根据需要进行选择。表 4-2 卡配置表

34、插卡方向槽 位卡 名代号数量描 述备 注前插9、10千兆核心交换卡GSWC1-2完成业务流量的会聚、交换和处理最多2块，互为热备份1-8、11-18EPON接口卡10 KmEC21-16完成EPON系统的OLT局部功能，最多可连接128个ONU根据用户需要选择EPON接口卡20 KmTDM业务卡TDM0-2提供2路155 M的光接口19、20语音控制卡AC161-2完成窄带业务的控制，提供V5协议和软交换处理根据用户需要选择一种，不可混插VoIP1-2提供软交换上联后插29千兆上联卡GUP71为系统提供光电可选的千兆上联接口每框插1块，二选一GUPE7139E1上联卡16E10-1为窄带语音提

35、供16个2M上联接口每框插1块（3） 工作条件工作温度050存放环境温度-3060相对湿度10%90%无凝结大气压力70106 kPa环境空气无腐蚀性和溶剂性气体、无扬尘，邻近无强电磁场干扰安装地面承重>600 kg/m2（4） 供电条件电压范围DC -48V-40V-57V供电功率650 W一个满配置子框（5） 设备接地接地电阻 < 52、 远端ONU:华为HG813E（1） 设备硬件结构前视图 图4-4 ONU前视图后视图图4-5 ONU后视图（2） 网络接口1个GEPON接口: SC/PC接头单纤双向波长承载 符合1000BASE-PX20（3） 用户接口4个10/100FE

36、接口，RJ45接头符合（4） 协议支持CTC GEPON Standard，支持IEEE 802.3ah OAM和CTC OAM扩展上下行FEC，下行Triple-Churning加密（5） 业务特性支持，全范围VLAN支持VLAN操作和QoS 支持，每个以太端口至少4个优先级队列支持IGMP Snooping，可同时支持16个组播节目支持，至少128个MAC地址L2/L3业务流分类（6） 工作环境室内型SFU，桌面或壁挂安装工作温度：0 45°C相对湿度：5 % 95 %无凝结（7） 供电条件市电供电：100240VAC，50/60Hz3、 ODN：科毅PLCB232-2-2-15

37、-2（1） 图片展示 图4-6 科毅PLCB232-2-2-15-2（2） 型号参数表4-3型号工作波长范围分支比最大插入损耗连接类型PLCB232-2-2-15-21310+/-401520+/-402:3217SC/PC(四) ONU位置的设置及容量的计算根据凯旋城D座每层4户的设计特点，各楼层设有弱电间，每户的语音及宽带线路均架放在弱电间内的配线架上。机房内设有八芯光纤至各楼层弱电间的ODF盒内。本设计将每户的ONU放置在ODF机柜内，方便设备连接。具体ONU设置的位置及业务端口配置数量如下表4-4：表4-4 上表所述，按凯旋城D座住宅型公寓18个楼层，每层4户计算，一个ONU所带1个用

38、户，每户可满足安装2部语音、2部宽带业务。(五) 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，那么光纤通信系统的本钱越低，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dBmPR表示接收灵敏度dBmA

39、CT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PP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表示设备充裕度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dBMC表示光缆充裕度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

40、示色散系数(ps/km.nm)。取3.5Ps/nm.km，在1550nm取18Ps/nm.km。2、 所选用设备的设备参数（1） OLT:烽火AN5116-02，设备参数见下表4-5表4-5烽火AN5116-02设备参数发送机S点特性最大平均发送功率8 dBm最小平均发送功率1 dBm最小消光比8.2 dBm接收机在R点特性最差灵敏度-28+3dBm老化余度最小过载点-8 dBm最大传输距离20km接口类型SC/PC中心波长发送：1490nm接收：1310nm（2） ODN:华为OC-1x32室内分光器，参数见下表4-6表4-6型号工作波长范围分支比最大插入损耗连接类型PLCB232-2-2-

41、15-21310+/-401520+/-402:3217SC/PC（3） ONU: 华为HG813E，设备参数见下表4-7表4-7参数指标发送光功率-1dBm4dBm接收灵敏度最大值-24dBm饱和光功率-3dBm（4） 光纤：G652单模光纤，参数见下表4-8表4-8单模光纤的性能及应用：性能模场直径m截止波长ccnm)零色散波长工作波长最大衰减系数dB/km)最大色散系数ps/(nm·km)要求值1310nmcc126013101310或15501310nm:0±c12501550nm:17cj12503、 凯旋城D座光纤中继距离的计算(1) 衰减的影响本设计采用 bi

42、t/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/km1310nm波长,光连接器衰减AC=18dB发送和接收端各 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,那么：La= (PT-PR-ACT-PCR-PP-ME) / (Af+As+MC)=8+24-18-1-3/(0.4) =10km(2) 色散的影响取色散系数D2ps/(kmnm),那么LD=x106/B X X D= X106/1250 X 2 X=(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。(六)

43、 SDH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防止的，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平安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。其根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

44、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

45、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、 凯旋城D座网络保护方式设计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，本钱较高，实现较为复杂。EPON技术主要用于FTTH/FTTB的宽带接入业务，用户接入本钱较为敏感，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本钱高、实现机制复杂的缺点，凯旋城D座EPON网络保护设计采用骨干光纤保护倒换进行设计

46、。(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，已明确系统的保护方式。凯旋城D座选择采用骨干光纤

47、保护倒换方式如图4-9所示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

48、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，如光信号丧失和信号劣化告警和1×2光开关。如图4-10所示。图4-10 骨干光纤保护倒换方式PON模块输出PON口与1×2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

49、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，本钱低，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系统中占主要本钱的昂贵的冗余PON模块，本钱优势十清楚显。 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1×2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。(七) 网同步的设计1、EPON系统同步的概念系统同步是指由于EPON上行为多点到一点的拓扑结构，每个ONU发

50、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。 2、 EPON系统实现同步的方法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中实现电信业务的接入,必须保证电路业务在接受和发送两端的同步。实现的方法有时间标签法和自适应法，实现过程中采用ONU同步与OLT的策略。本设计采用时间标签方式，在EPON中，各个ONU电路业务时钟同步于OLT侧电路业务时钟。在OLT侧有一个全局的计数器，下行方向OLT根据本地的计数器插入时钟标签，ONU根据收到的时钟标签修正本地时钟，使本地时钟与OLT时钟同步,完成系统同步；上行方向ONU根据本地时钟插入时钟标签，OLT根据收到的时钟标签完成测距。OLT根据IEEE802.3协议，将数据以可变长