学院GPON系统设计方案

1、1目录项目概况11.1 需求分析11.2设计原则12GPON技术简介53网络接入方案103.1设计模型.3.2网络结构3.3OLT端配置.3.4ONU端配置.,3.5设备部署规划3.6配置清单.3.7带宽分析3.8r_*.厅严 tL-P-1*-万案特点网络扩展10.10.1.11215161.8.19.网络管理.19.服务质量20.1项目概况1.1需求分析网络建设需求如下：学校由3幢宿舍楼及1幢教学楼组成，本次GPON组网方案仅考虑学生 宿舍楼的网络方案。每幢宿舍楼层高6层，共200间宿舍，每间宿舍6个学生，设置2个信 息点。网络系统采用先进的GPON系统搭建，提供千兆主干，百兆到桌面的 网络

2、接入能力。整体网络模式上采用光纤到楼的模式为主，宿舍楼内通过5类线部署到 每个房间。接入In ternet速率由终端用户申请的账户带宽决定，所有主干和接入设 备均可网管，要求支持全线速转发1.2设计原则基于对学院项目需求的深入理解，结合自身产品和技术特点，推出了完善 的解决方案，为校园提供 高扩展、多业务、高安全”的精品网络。中职园校区网络建设遵循以下基本原则：高性能本次新建网络采用GPON技术，单纤提供2.5G带宽，实现千兆主干，百兆 桌面的接入能力。二层的网络结构，确保全网性能均衡，没有瓶颈节点，从接 入至核心均实现全线速转发，骨干提供万兆接口，确保网络后期可升级至万 兆。可靠性与自愈原则

3、网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证，在网络设计中选用高可靠性网络产品，设备充分考虑冗余、容错能力；合理设计网络架构，制订 可靠的网络备份策略，保证网络具有故障自愈的能力，最大限度地支持系统的 正常运行。网络设备在出现故障时应便于诊断和排除，充分体现计算机网络的 高可靠性。技术先进和实用在保证满足校园业务、应用系统业务的同时，要体现出网络系统的先进 性。在网络设计中要把先进的技术与现有的成熟技术和标准结合起来，充分考虑网络应用的现状和未来发展趋势。可扩充考虑到宿舍楼未来用户数量和业务种类发展的不确定性，要求网络系统具 有强大的扩展功能，包括性能的扩展和接入能力、覆盖能力的扩展。整个网

4、络 要建设成完整统一、组网灵活、易扩充的弹性网络平台，能够随着需求变化， 充分留有扩充余地。标准开放技术选择必须符合相关国际标准及国内标准 ，避免个别厂家的私有标准或 内部协议，确保网络的开放性和互连互通，满足信息准确、安全、可靠、优良 交换传送的需要；开放的接口，支持良好的维护、测量和管理手段，提供网络 统一实时监控的遥测、遥控的信息处理功能，实现网络设备的统一管理。安全可靠网络结构拓扑方便、灵活。要求支持动态地移动、加入及变化，根据不同 客户组成逻辑网段，故要求有虚拟LAN的功能。具有灵活可控的安全管理手 段，保证关键数据不被非法窃取、篡改或泄漏，并能满足安全防护规范的要 求，安全的远程访

5、问能力。强QOS、强组播校园网因为对视频、音频等多媒体业务的需求较大，所以整个网络具有较 完善的QOS特性对教育网而言就显得尤为重要。能不能对关键业务进行带宽优 先保证尤其是那些对时延敏感的业务进行保证是教育网必须考虑的一个重点，为实现区别服务，整网端到端的QOS特性机制是优质网络业务的保证。另外组 播特性对于有效的保证多媒体流传输性能和节省带宽也有非常重要的意义，基于组播的控制特性也会进一步保证组播流的控制、管理和安全，从而为实现校 园网内的多业务支持提供保障。兼容性能够最大限度地保证学校现有各种计算机软、硬件资源的可用性和连续性，为不同的现存网络提供互联和升级的手段 （如现有的双向教学系统

6、），保 证各种在用计算机系统（包括工作站、服务器和微机等设备）的互连入网，充 分利用现有网络资源，发挥主干网的优势。上网行为可控可管宿舍上网记录满足公安部令第82号（互联网安全保护技术措施规定）要 求，精确到每个用户账户、IP、MAC地址对应访问的每个统一资源定位符 URL;纪录保存至少六个月，便于校方审计、统计和分析。2 GPON技术简介随着网络应用的普及和网络用户的增长，互联网宽带接入用户增长迅速， 而且应用呈现多样化，复杂化的趋势。市场的需求变化以及技术的融合和发展 加速了新兴宽带业务和应用的出现，IPTV、视频监控、视频会议、网上教学、 网络游戏、VOIP等新应用和业务的出现对目前的接

7、入网带宽和服务质量提出了 更加严格的要求，现有的DSL或LAN接入方式很难满足新业务的需求。这样的背景下，光纤接入技术得以迅速普及。只有光纤网络可以提供充足的带宽来满足未来的需求，同时光纤在制造成本方面具有铜缆不可比拟的优 势，光纤网络正在从骨干向接入层延伸，最终将逐渐取代铜缆。随着光纤施工APON/BPON工艺的日益完善和光接入技术的成熟，光纤接入网已成为一种必然趋势光纤接入技术点到点（R2P>点到务点（R2MP）光纤以太网在光接入技术之中，无源光网络 PON （Ethernet Passive Optical Network）无疑是最优的方案，将成为建设FTTH/FTTP网络的主要技

8、术。GPON (Gigabit-Capable Passive Optical Network ,吉比特无源光网络) 技术是无源光网络(PON)家族中一个重要的技术分支，其它类似技术包括 APON/BPON和EPON技术等。GPON是当前和未来数年内最受关注的光接入 技术。千兆以太网无源光网络GPON技术的出现为FTTx建设提供了高性价比的解 决方案，GPON遵循ITU-G.984标准，它使用大量普及的以太网作为传输协议 和用户接口，具备良好的兼容性和经济性，结合无源光网络的技术和带宽优 势，提供非常高的性价比和良好的网络适用性。相对于EPON(Ethernet PON)，GPON网络具有更高

9、的带宽和传输效 率，更适合高容量、大带宽的网络应用。标准的GPON网络由OLT(Optical Line Terminal )、ODN (Optical Distribute Network) 和 ONU/ONT(Optical Network Unit)组成。GPON网络带宽可以达到下行 2.5Gbps，上行1.25Gbps， 传输距离可以覆盖20Km，通过无源分路器组成树型的网络结构，分路器的分 支比可以达到1:64，甚至1 : 128。这种点到多点的网络结构非常适合建设FTTP/FTTH接入网络PON的系统组成 aSpfiTterCentral4rfiH-Sr走4路绛（OLT 光畴单元（

10、ONU 无潭分桶口呦 册管理薪觇（EMS技术嗾点点对秦点局闔0 L倔|用户闘OH U疗旧歯時源设备 单野克向传齡I丙“皿门如湘康gl.tterFeeder FiberKK/AIMTff 14901111/2, SCLps ±fini)nm/lr25Gt>fHGPON网络结构GPON技术主要优势如下资源点到多点网络结构，节省大量骨干光纤资源无源分光结构，大大减少有源节点机房数量大大减少机房光电设备数量，对机房供电、配线、空间要求大为降 低性能千兆主干，带宽咼逻辑上二级网络结构，全网性能均衡20KM覆盖，大大提高接入网覆盖范围端到端的QOS, SLA, DBA，IGMP等特性，彻底

11、改变以太网的性 能运维传输过程无源，无有源节点，故障点大大减少无源器件，可靠性大大增强电信级统一网管能力，直接管理制每个端口，大大提高运维效率、 降低运维工作量与传统的基于点对点技术的光纤收发器或者交换机的方式相比，GPON具有明显的优势GPONMC+LAN结构点对多点，树状拓扑，两级结构，网络结构简单点对点，多级级联，大规模部署时网络结构复杂资源单芯、无源传输，通过无源分光 器扩展，节省大量骨干光纤资 源，无需机房；需要楼宇设备， 需进行入户部分改造点对点结构，双芯/单芯传输，耗用较多主干光纤资源，需有源机房；需要楼宇设备，需进行入户部分改造性能千兆主干，两级网络，具备QoS、SLA、IGM

12、P等高端特性，全网性能平衡多级结构，全网性能不平衡，网络边 缘性能差，通常不具备全网QoS、SLA，IGMP等高端能力管理端到端的广电级全网统一管理能力，控制力强设备众多，不具备全网管理能力，网络控制力较差运维无源网络，故障点少，远程网管能力突出，日常运维压力小有源设备众多，故障点多，管理能力弱，日常运维压力较大成本设备成本稍高，但综合建网成本 低（主干光纤、机房建设等）， 成本具备进一步下降空间设备成本相对较低，但综合成本高， 成本已无继续下降空间网络扩展易于扩展，可扩展性好，且不会以大量增加建设成本和降低网络性能为代价可通过级联方式扩展网络，但需要增加相关机房、交换机等配套，且会降低网络性

13、能产品成熟度成熟，代表网络发展方向成熟在本方案中，采用爱立信BLM1500 GPON系统作为中职园网络接入网络 平台，建设个办公、教学及宿舍楼等整个园区的基础传输网络。爱立信公司是通讯领域世界领先公司，也是最早参与到GPON标准ITU-G.984标准的GPON厂商，其GPON系统BLM1500广泛应用于全球数十 个国家和地区，为数千万网络用户提供高质量的宽带接入服务 。3网络接入方案3.1设计模型本次这也学院宿舍楼网络项目规模较大，预计有学生3600人。学生宿舍楼 是信息点较为密集的地区。初步构想按照以下方式设计网络模型：（此模型仅 为初期方案设计所设立，并不精确，将来根据实际规划进行修正）?

14、每幢宿舍楼容纳1200名学生，供200间宿舍，每宿舍6人?每宿舍设置2个信息点接入，宿舍内如果多于2人上网，可采用下挂小 交换机的方式?学生上网通过PPPOE拨号的方式，每个帐号仅允许1个MAC地址拨入?每幢宿舍楼预计设计400个信息点，3幢楼共1200个信息点?结构上采用光纤到宿舍楼，宿舍楼内用5类线部署到每间宿舍?考虑到学生是相对特殊的用户群体，其特征为渗透率高，并发率高，在 线率高，数据流量高，网络设计时要充分考虑带宽设计。目前按照每间 宿舍4个学生上网的模型进行设计?所有宿舍楼均采用FTTB型ONUHxFT3.2网络结构校园网宽带解决方案GPON i -! / fF分财K1:16|DN

15、IX T7Z0GJ-9tMLMT72m)-10'i«、T53-3500GPOH OL1；160*(lKT7200)-18ONU(T77OA)-1<)ONlXrZZODki/dm i< T?nn) ?nONLJ( T?20C)-3finhu(T7?nq)-37OhU< 45(内 LMT?2OQ)-S499.999%高可靠性，公共部件3.3 OLT端配置爱立信BLM 1500 GPON OLT提供运营商级没有单点故障，中央控制卡和交换矩阵全面冗 余。交换矩阵采用双发选收模式，单卡故障时没 有任何业务中断。每一个通用插槽到背板的带宽为20Gbps。模块化的体系架构

16、使得系统非常易于配置和扩容 ， 可随着业务和容量增长轻松升级。机框的物理外观如下图所示?机框共18个槽位，拥有业界最大的系统接入能力，单台OLT最大可以支持7680台ONU的接入?中间2个插槽为主备用的交换矩阵卡，其余16个通用插槽为任意线路卡的组合? 2个冗余的-48 V DC电源?可热插拔的风扇?主控板（FAB）支持1:1的冗余配置模式，采用业界先进的双发选收机制，当主控板卡发生故障的时候，备份业务板卡可以迅速切换并接管整个系统，从而保证业务的零中断。FABGP8G28? 下行PON板卡（GP8）板卡，单板具备8个PON 口，每个PON 口支持 1: 64的分光比,单板最多支持512台ON

17、U?上联板（G28/E28）单板具备2个10G接口和8个千兆接口 ，可以为业 务提供充足的上联带宽3.4 ONU端配置本方案选用爱立信 T720GONU。T720G为特制的室内FTTB ONT，可借助GPON为商务楼或公寓提供经济高效的三重播放业务 。T720G可提供24个支 持语音业务的POTS接口端口，以及24个支持数据（IPTV等以太网服务）传 输的 10/100Base-T 接口 。3.5设备部署规划3.5.1 OLT部署方案?配置爱立信BLM 1500 OLT 1台，部署在运营商机房内（非校内机房）?配置2块FAB高性能主交换板卡，1: 1冗余配置，保障系统的零业务中 断?配置1块下

18、行GP8板卡，每块GP8板卡可以提供8个PON 口，本次方 案中使用6个PON 口?配置1块上行E28板卡，单板卡配置8个GE光接口模块，可提供最高 8G的上联带宽?上联运营商的城域网交换机，接入到运营商城域网中? PON 口通过骨干光纤直接连接至学校宿舍楼，每幢宿舍楼2根光纤，共 需6芯骨干光线分光器部署方案?在分光比方面：考虑到学生使用网络的时候，对带宽的需求比较大，而 本次部署的ONU为24端口的FTTB型ONU。为了提供充足的带宽能 力，保证网络性能，对于FTTB节点，采用1 : 8的分光比，即每根光纤 通过分光后，接入8台左右ONU。?分光方式采用1级分光的结构，骨干光纤直接引入到每

19、幢宿舍楼设备间中，部署1: 16分光器?每幢楼宇分别部署2台1 : 16分光器（实际上每个分光器只采用8支到9支分光），采用1 : 16分光器主要考虑到将来可能需要的扩展以及一些可能的特殊节点的接入 （例如FTTH ONU，WIFI AP等），共需6台 1: 16分光器?光纤经过分光器分光后，直接连接设备间内的T720 ONU，实现该宿舍楼的接入覆盖3.5.3 ONU部署方案? ONU采用T720G ONU，每个ONU可提供24个FE端口? ONU部署在每幢宿舍楼的设备间内，再通过5类线连接到每间宿舍的每个信息点处? 每幢宿舍楼部署18台T720G ONU ,平均每台ONU覆盖1112间宿舍?

20、 3幢宿舍楼共54台T720G ONU3.6配置清单节点类型产品号中文描述单位数量OLTINF 901 4531/1EDA 1500 OLT, 17U 机架/机框组合子架1OLTINF 901 4667/117U光纤管理架盘1OLTINF 9014174/1/CNFAB320, 320Gbps交换矩阵/节点控制板 （含软件）块2OLTINF 9014176/1/CNGP8; 8-Port GPON 带 B+ SFP 模块的 GPON 板卡（含软件）块1OLTINF 901 4178/1G28, 2x10GigE & 8x1GigE 上行业务板块1OLTINF 901 3913SFP 模

21、块，10km-1000baseLX块8ONUONUINF 9015173/1/CNT720-24，24 个 10/100 自适应端口 ，24 个POTS 口台54本地米购配套线缆光纤 （注：具体长度和接头可能根据不同现场情况勘站后变动）ODN1:16分光器（或相同分支数的组合）个6ODNCHQ-F115FS光跳纤 SM 15M FC - SC条8ODNCHQ-F210LLD光跳纤 SMD 10M LC - LC对8OLTCHQ-C601AB地线（1米黃綠接地电缆，25mm 带铜鼻子，低 烟无卤阻燃）米10OLTCHQ-C601AA机架电源线，25平方红兰电源线带铜鼻子米203.7带宽分析1）典

22、型业务带宽需求业务类型-”1、-H4；上仃带宽卜仃带宽聊天、即时通讯256K256KIn ternet 浏Q览 /email128K512KVOIP128K128K视频通信512K512K网络游戏512K512K标清视频（IPTV）64K2M高清视频128K8MP2P8M8M2）业务分布测算方法根据用户分布和开通业务情况，估算各种业务的用户所占比例，算出所需 设计总带宽。在实际项目中，由于用户类型往往单一或者类似，因此可以按照 某种单一用户使用某一特定业务的模型来进行带宽测算3）带宽计算带宽计算模型通常需要考虑如下系统变量：用户模型，FTTH/FTTB等，需要考虑到单一 ONU下挂用户数量用户

23、业务接入比例 （take rate）同时在线率需要充分考虑到每用户平均业务模型和平均带宽耗用比率充分考虑GPON系统在DBA等方面特性，可以大大提高实际可使用带 宽因此带宽计算公式为：（GPON端口数*2300M）/（ONU数*每ONU覆盖用户数*用户接入率*同 时在线率）4）本方案带宽计算：在本方案中，我们充分考虑了学生群体可能存在的特殊高带宽需求，按照 本设计方案：?总共采用6个GPON端口?每个GPON端口能够提供2300M左右的下行带宽?每个PON 口接入9台ONU?每台ONU可覆盖12间宿舍72个用户?学生总数约为3600人?考虑到学生接入率很高，暂时设计65%的渗透率?最大同时在网

24、率按照80%计算则每用户的带宽为 2300*6/ （ 3600*65%*80%）=7.4M即本网络在极端情况下可以为每个用户提供最低 7.4M的带宽，考虑到实际 应用情况，每用户实际可用带宽将大大高于本计算值。3.8方案特点使用GPON平台可以充分实现数据接入网的设计目标，由上面的网络设计 可以看到GPON作为校园传输接入解决方案的主要优势：从网络结构来看，GPON技术提供的是一种点到多点的连接，在网络拓扑 结构上是一个树型的结构，但在逻辑结构上是星型的连接，即每个ONU都是直 接连接到局端设备，避免网络的非平衡结构，比传统的点对点或环状的网络有 更强的接入能力，能节省大量干线光纤，减少投资。

25、从管理的角度来看，由于采用GPON作为统一的多业务承载平台，使得用 一套中心管理系统对整个网络进行管理成为可能 。从维护的角度看，无源光网络的特点是采用无源器件，大大减少网络故障 点和外围机房配套设施。这样能在校园网络系统运行中节省维护成本，及时发 现问题和解决问题。从网络建设角度来看，GPON是一个可持续发展的网络，利用其无源分光 的特点，在合适地点增加分光器即可以增加网络节点，为将来的网络扩容提供 了可能。从部署速度角度看，借助GPON能够快速部署和扩展的特点，可以更快更 灵活的进行网络的部署，满足和谐社会发展的需求。网络扩展GPON网络是一种树型结构网络,扩展性非常好。OLT与ONU直接

26、通过分 光器连接，中间全部是无源设备，非常易于网络部署，而且网络实施和业务开 展非常迅速，网络结构可以依据用户发展的业务规模不断调整。如下图所示：网络初期只需投入局端设备和少量用户端设备，根据用户发展情况将GPON网络不断延伸。减少初期投资压力，增加投资回报。一台OLT局端设备的最大容量是14块GP8卡，每张GP8有8个PON 口， 每PON 口最多支持64个ONU，因此一台OLT最多可以连接7680个ONU， 也就是说一台OLT可以直接连接数千个用户终端，同时有充足的带宽，不会造 成接入网的瓶颈。3.8.2 网络管理面对复杂的多媒体信息网，如何有效地管理网络，使其稳定高效安全地运 行，为业务系统提供支撑，是摆在网络建设者面前的一大难题。GPON平台有 一个灵活、可靠、安全、可扩展的网管系统，包括设备本身的管理特性和电信 级的图形化网络管理平台，可以有效管理系统和业务。GPON平台提供电信级的