公司FTTO宽带接入网设计11000字【论文】

公司FTTO宽带接入网设计目录TOC\o"1-3"\h\u85551概述 286731.1课题背景 2306551.2课题意义 360361.3国内外发展情况 377351.3.1国外发展情况 3144921.3.2国内发展情况 4318581.4论文主要内容与结构安排 4240832PON技术 5161772.1PON的结构与原理 585772.1.1PON的结构 5252222.1.2PON的工作原理 5155642.2PON技术分类 557392.2.1APON/BPON 5202062.2.2EPON/GPON 664522.2.310GPON技术 7212852.3PON技术的选择 7159952.3.1EPON技术 7180902.3.2GPON技术 7200842.3.3EPON与GPON技术对比 86466表2-1EPON与GPON技术对比 822462.3.4GPON的关键技术 8100123FTTx技术 9121333.1FTTx技术概况 9119933.2FTTx技术分类 9248313.2.1FTTC光纤到路边 932593.2.2FTTB光纤到楼 920323.2.3FTTH光纤到户 931383.2.4FTTO光纤到办公室 1025384安徽H公司FTTO宽带接入网设计实例 10275904.1需求分析 101448（1）高速上网业务 10188944.2网络设计方案 1159904.3设备选型 1312853（1）OLT设备 138693（2）ONU设备 14290184.4GPON接入业务配置 1618858（1）单播业务配置 17179034.5光链路衰减计算 17305784.6IP地址分配 1836204.7本方案的优势分析 18117275总结 19摘要：随着光通信技术的蓬勃发展，人们对于大容量传输业务的需求不停增长，光纤接入在国际上得到史无前例的发展。GPON（吉比特无源光网络）技术拥有服务特性好、覆盖更广、带宽更高等亮点，成为了光接入网技术的研究热点。FTTO（光纤到办公室）光纤接入网建设在全球飞速发展。本文研究基于吉比特无源光网络技术的光纤到办公室的通信线路设计，第一部分从分析简介PON（无源光网络）技术开始，对PON的结构、技术原理和发展等情况介绍，着重介绍了选择GPON的原因；第二部分介绍FTTO/FTTH的相关发展情况及理论，最后理论与实际相结合，根据建设要求和项目背景提出设计方案并对器件和光缆、分光方式、覆盖类型、PON口资源部署进行精密地规划，在建设完成后对网络质量进行检验。本实例通过降低光分路器分光比来提升速率性能来满足用户需求，采用二级分光撰写建设方案，与常见方案相比，本实例具有在对投资影响较小的情况下可以减小损耗和显著提高带宽的特点。现阶段，通降低误码率和提高带宽的有效方法就是降低分光比。关键词：FTTH;FTTO;GPON;接入网引言：带动经济增长的新动能是新型基础设施的建设，发展互联网技术对加快社会主义现代化、实现经济高质量发展具有重要支撑作用。光纤接入网拥有抗干扰性强，传输容量大，传输距离长等特点，是未来固定宽带接入的发展方向。1概述课题背景宽带网络是国家战略性公共基础设施，发展互联网技术对推动经济快速高质量发展、实现社会主义现代化具有重要支撑作用。在当今宽带网络快速发展的社会中，基础设施水平和光纤宽带普及程度不断提高，宽带性能增强和用户体验明显改善。千兆光纤宽带正式进入大规模商用，车联网、物联网、工业互联网等新型基础设施为代表的“新基建”成为带动信息产业升级的新机遇和新一轮经济增长的新动能。宽带互联网作为数字经济发展的重要支柱，其引领带动作用尤其显著。为了响应国家“光进铜退”发展无源光网络建设，安徽H公司的通信工程建设就是面向未来发展，为了适应用户需求，因此采用吉比特无源光网络建设，符合FTTO的要求。课题意义GPON（吉比特无源光网络）是近几年主流的新兴技术，是由国际电信联盟基于ITU-TG.984.x标准规范制定的新一代宽带无源光接入技术。光纤在传输带宽方面具有极大优势，光纤接入的带宽能力是普通双绞线无法比拟的，常规单模光纤的频带宽度可以达到25000GHz，光纤的高频带宽度特性使得4K/8K超清电视、多人视频会议、高清视频监控接入、大型资源快速下载成为可能。光纤接入的另一个优势是抗干扰性强且价格便宜，光纤信道不易受外界因素干扰，误码率极低适合远距离传输，减少了通信中继站的建设，大大降低了投资成本。GPON组网方式更为灵活且具备强大的可扩展性，这使得大多数通信运营商选择这种技术为用户提供便捷的通信方式以及更优质的网络服务。近些年国内光纤到户的发展迅速，但从国家战略层次来看，为落实“全光网时代”还要持续推动光纤到户工程建设。国内外发展情况国外发展情况根据SpeedTest官网全球固定宽带指数2021年2月份数据可知，目前平均宽带速度最快的国家为新加坡，新加坡平均固定宽带速度超过230Mbps。新加坡政府格外重视国内宽带网络建设，新加坡信息通信发展局指出，新一代全国宽带网络具备超高网速、价格便宜和开放式接入等特点。目前，新加坡已有6家宽带服务提供商为企业与家庭用户提供超过30种光纤宽带网络接入服务方案。近年来泰国固定光宽带市场的强劲增长，速度超过210Mbps位居全球第二，泰国有线宽带网络中光纤宽带网络的投资额累计可达1730亿泰铢，惠及各类通信产业。近日，泰国朱拉隆功大学工程学院将与AIS公司合作为工作者提供高级网络认证FTTx课程，这个项目为客户提供了标准化的安装质量。美国联邦通信委员会公布，宽带计划中绝大多数工作已经完成，在宽带战略的指引下，美国加快了光纤网络部署步伐。Google已经在堪萨斯城提供1Gbps的超高速光纤宽带业务。以美国威瑞森电信为代表的电信运营商已经把光纤到户的速率从150Mbps提高到200Mbps，全国平均网速达到180Mbps.欧洲地区FTTH发展较为迟缓，在2005年欧洲FTTH用户覆盖大约50万，大多数建设项目还处于试验测试的进程。到2019年第三季度，欧洲FTTH/FTTB用户达到7040万户，覆盖率约72%。由于英国和德国的全光纤行动，欧洲FTTH/FTTB将会出现巨大的增长。根据分析师公司IDATE发布的一项重要研究结果经COVID-19的影响，2020年至2026年间FTTH/FTTB将大幅增长，预计到2026年，德国光纤到户端口数量将增加730%，英国暴涨+548%和意大利也将增加+218%，欧洲家庭与企业使用光宽带的数量预计会出现显著增长。国内发展情况我国在2007年制定了EPON的标准，FTTH建设项目进入实验阶段，到2010年国务院强调广进铜退，加快推动三网融合，基于GPON技术的基础建设开始实施，大力发展光网络宽带业务。FTTH/FTTB得到迅速发展；到2015年底，我国FTTH/FTTO光纤到户端口数量破亿，在全球位居首位。2017年9月，国内FTTH/FTTO光纤到户端口数量达到2.9亿，用户占比达到82%以上。截至2020年9月，全国光纤到户端口8.67亿个，用户占比达到93.9%，部分发达城市已实现千兆接入能力普及。城市固定宽带接入能力普遍超过100Mbps，宽带普及程度和基础设施水平日益提高，大型单位接入宽带普遍达到千兆或万兆。现阶段，我国为新型基础设施建设，大力发展新兴科学技术产业，随着PON技术的不断演进在未来还将取得更深入的发展。论文主要内容与结构安排本文研究基于吉比特无源光网络技术的光纤到办公室的通信线路设计，第一部分从分析介绍PON（无源光网络）技术出发，对PON的结构、技术原理和发展等进行详细说明，着重介绍了选择GPON的原因；第二部分介绍FTTO/FTTH的相关发展情况及理论，最后一部分是理论与实际相结合，根据项目背景和建设要求提出设计方案并对器件和光缆、分光方式、覆盖类型、PON口资源部署进行详细地规划，在建设完成后对网络质量进行检验。本文的章节安排如下：概述，分析课题的研究意义与背景情况，简介近些年国内外光纤到户的发展情况。简介PON技术的发展史，先后讲解了PON的原理与结构，PON技术的分类与选择，着重分析GPON技术优势，并对未来新一代光纤接入技术10GPON进行展望。简介FTTx技术的发展历程，讲解FTTH/FTTO相关理论，着重介绍FTTO。介绍工程实例的方案，把理论与实际相结合具体分析工程方案，分析客户业务需求，对网络质量进行检验，最后对方案优势特点进行讨论。总结与展望。2PON技术2.1PON的结构与原理2.1.1PON的结构PON由OLT（光线路终端）、POS（无源光分路器）和ONU（光网络单元）组成，采用星形、总线形、环形、树形等拓扑结构。OLT属于接入网的业务节点侧设备，用于连接光纤干线的终端设备，放置在小区或大楼机房，分配和控制信道的连接，并有多种业务功能。ONU放置在用户侧，OLT和ONU之间通过光缆、无源光分路器、光纤等器件连接。所谓无源，是指在ONU与OLT中间的ODN(光分配网络)是没有任何有源电子设备的。2.1.2PON的工作原理PON系统采用波分复用技术，实现双向数据传输。下行数据流采用广播技术，OLT将送达各个ONU的下行业务组装成帧，以广播方式发送给各个ONU，即利用分光器分成多路独立信号，每路信号都含有发送给各个特定ONU的帧，各个ONU只选取发给自己的数据帧，屏蔽其它ONU的数据帧。上行数据流采用TDMA技术，从各ONU到OLT的上行通过时分多址共享信道传输数据，OLT为每个ONU都分配不同的时隙来使用相同频率传输数据。这些时隙补偿了每个ONU传输时间的差距，保障不同ONU的数据包之间不会产生重叠碰撞。2.2PON技术分类上世纪90年代初期PON技术概念被提出，1995年全球7个主要运营商与其设备供应商宣布成立FSAN(FullServiceAccessNetwork)联盟，FSAN联盟的宗旨是制定光接入网设备标准并提供解决方案。随着互联网的蓬勃发展，用户对接入网宽带需求不停提高，无源光网络作为光纤接入网的重要技术，发展大体分为三个发展阶段。2.2.1APON/BPON1995年FSAN联盟成立后开始制定光接入网的规范标准，1996年ITU-T（国际电联电信标准化部门）联合FSAN联盟颁布了G.982（PON的标准建议）为PON技术发展做好了铺垫。1998年，FSAN联盟的OAN工作组与ITU-T负责制定了基于ATM（AsynchronousTransferMode，异步传输模式）的PON网络技术:G.983（APON标准建议）。这种标准之前在发达国家应用较多,在这些国家都有APON技术产品的实际应用。其中G.983.1是无源光网络技术第一个国际标准文件，代表业务类型由窄带到宽带的的转变。此后，在1999年FSAN联盟的OAN工作组发布的APON/BPON标准被国际电联电信标准化部门接纳为G.983.x系列标准。基于ATM的APON网络技术下行方向采用TDM（时分复用）技术，OLT到ONU传输连续的时隙流，以广播方式发送到下行信道。上行方向通过突发模式传输ATM信源，采用TDMA（时分多址）技术。APON技术拥有两种速率不同的帧结构：一种是上行约155Mbps，下行约622Mbps的非对称速率帧结构；另一种是上、下行速率均为155Mbps的对称速率帧结构。1999年，FSAN联盟对APON标准进行加强改进提出BPON标准，BPON提供了动态带宽分配、保护等功能，上下行速度分别为155Mbps和622Mbps。受限于当时BPON设备器件的成本高昂、光接入网外部配套设施不成熟，因此BPON技术并没有大规模应用。此后由于ATM技术的逐步萎缩和网络IP化进程加速导致之前基于ATM技术的APON/BPON技术在商用化和实用化方面严重受阻。2.2.2EPON/GPON随着ATM技术的衰落，继BPON之后IP技术迅速兴起，业界迫切需要一种适宜IP业务承载、传输速率更高同时具有综合业务接入能力的光接入技术出现。2001年初，EFMA（第一英里以太网）组织为顺应快速发展的通信业务提出在二层用以太网取代异步传输的EPON技术概念，随后IEEE（电气和电子工程师协会）成立了802.3ah工作组，开始制定EPON标准建议。同时期，FSAN联盟也开始研究传输效率更高，带宽更大的GPON技术。2003年3月ITU-T与FSAN联盟合作，在APON架构的基础上重新设计后颁布了G.984（GPON标准建议），在2004年ITU-T又制定并发布了G.984.3与G.984.4的GPON标准细则。在EPON/GPON技术中，根据802.3以太网协议无源光网络传输的是长度可变的数据帧，且适合网络IP化进程加速前景下的IP业务承载，极大减少了传输开销，同时具有综合业务接入能力。EPON是以太网无源光网络。EPON综合了PON技术和以太网技术的优势，在以太网之上提供多种业务。采用无源点到多点结构、光纤传输，所以EPON部署高效且经济，是实现“最后一公里”、“光进铜退”和“三网合一”的最有效通信方法。EPON拥有上、下行均为1250Mbps的对称速率，EPON的分光比最大可达1:64，最大传输距离为20公里。EPON下行数据流采用广播技术，上行数据流采用TDMA技术，下行效率约72%，上行效率约68%，与GPON相比效率偏低。GPON与EPON相比采用的标准大不相同，可以说GPON比EPON更先进，在传输更大带宽的同时效率更高，可带的用户也比EPON更多。虽然GPON相比于EPON在高速率和多业务更有优势，但GPON的技术比较复杂，成本也是高于EPON。随着社会发展和科技的进步GPON的应用前景越来越广，GPON具有吉比特高速率，上行速率为1.25Gbps，下行速率为2.5Gbps。GPON使用NRZ扰码作线路码相比EPON使用的8B/10B编码来说没有带宽损失，上下行效率分别为92%和89%。在保证服务质量和级别情况下，提供多业务透明传输和高带宽利用率的能力，拥有电信级的业务管理和网络监测。从单比特成本来讲，GPON的成本要低于EPON。2.2.310GPON技术完成GPON技术标准之后，FSAN与ITU-T迅速铺开下一代PON的技术标准工作，“全业务、低成本、广覆盖、高互通、高容量”将会成为下一代PON技术的演进目标，2009年10月，ITU-TSG15通过了10GPON的物理层规范(G.987.2)和总体需求(G.987.1)。2010年ITU-T发布通用OMCI标准（G.988）和10GPON传输汇聚层标准(G.987.3)，这标志着10GPON标准主体的初步完成。10GEPON最大分光比为1:256，可采用对称或非对称传输速率两种传输模式，对称速率上、下行均为10Gbps,非对称速率上行为1.25Gbps下行为10Gbps。10G-GPON又称为XG-PON，其中非对称系统（上行速率2.5Gbps，下行速率10Gbps）称为XG-PON1，对称系统（上行速率10Gbps，下行速率10Gbps）称为XG-PON2。GPON系统可以在原ODN组网安装波分合波器进行由GPON到10G-GPON系统的升级更新。当前，ITU-T只在XGPON1阶段上取得实质性进展，NGPON1中的XGPON2暂时还处在实验室研究阶段。2.3PON技术的选择2.3.1EPON技术EPON具有对称的上、下行1.25Gbps的传输速率，实际普遍使用的分光比为1:32，采用8B/10B的线路编码方式上下行效率较低，实际速率不到1Gbps。EPON具有PX10、PX20光收发模块，理论传输距离为20千米，实际传输距离为10千米。支持升级到10G-EPON，速率能够扩容到10Gbps；由于EPON运用以太网技术和PON技术，整合了两者的优势有较高的兼容性，且EPON的技术要求不高，芯片研究技术较成熟。目前，EPON技术在日韩等地区使用较普遍。EPON技术由于自身的缺陷，下行数据没有加密算法机制，广播传输给各ONU时，网络安全性差，信息容易被窃取；由于EPON只具有对称的上下行速率，传输速率比较单一，不能满足不同用户对不同带宽的需求。2.3.2GPON技术GPON相比于其他PON技术传输速率高；GPON技术的传输速率不仅包括EPON技术上下行对称的传输速率，还拥有多种不对称上下行速率可适应复杂的用户需求。GPON采用NRZ扰码，相对于EPON的编码方式来说效率更高。GPON技术一般采用1:64的分光比，较大的分光比可以携带更多用户。GPON的理论传输距离为60公里，实际传输距离为20公里，与EPON相比传输距离更远。为防止下行数据被窃听，GPON技术支持12bit严格的加密机制，同时系统实时更新各个光网络单元密钥，提高了传输的安全性。2.3.3EPON与GPON技术对比表2-1EPON与GPON技术对比GPONEPON协议标准ITU-TG.984IEEE802.3ah上行速率1250Mbps1250Mbps下行速率2500Mbps1250Mbps编码方式NRZ编码8B/10B编码传输效率上行约89%，下行约92%上行约68%，下行约72%实际上行带宽1110Mbps850Mbps实际下行带宽2300Mbps900Mbps最大传输距离20km10km最大分光比1:128（常用1:64）1:64（常用1:32）网络保护50ms主干光缆保护倒换无服务质量高，以太网、ATM、TDM低，以太网产业链互通性好差2.3.4GPON的关键技术（1）GEM帧结构GEM帧由5字节的帧头和4-4095个字节承载的用户数据组成。GEM帧头包括PTI（净荷类型指示），PLI（净荷长度指示），HEC（帧头错误检验）和Port-ID（端口指示）五个部分组成。由于GPON采用自己高效、独特的封装方式，可把固定或可变的帧统一处理，对所有业务进行高效率的封装。（2）测距技术由于上行数据采用时分多址技术，为了补偿温度和老化引起的时延，GPON使用测距技术动态精测保证数据不会发生重叠或碰撞，从而降低数据误码和缺失。（3）动态带宽分配技术DBA（动态带宽分配）技术，在物理层可提供多种Qos服务，QoS（服务质量）指在通信中实现流量管控避免数据拥堵，带宽的分配有固定带宽、确保带宽、非确保带宽、尽力而为带宽四种优先级，能够为特殊用户提供专用带宽、优先权等服务。依据实际带宽需要，把上行带宽进行动态实时分配，避免数据发生冲突并提升带宽利用效率。目前，为GPON的各种业务提供QoS保障。3FTTx技术3.1FTTx技术概况接入网又名为光纤用户环路（FITL），接入网的OLT可以设置在交换局或远端，ONU设置在接入网的用户侧，OLT和ONU之间是使用光纤连接的。一台ONU可以以多种形式与多个用户连接，根据用户与ONU间的距离，光纤接入网有多种方式，例如光纤到办公室（FTTO）、光纤到户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）、光纤到路边（FTTC）等多种形式。从光纤接入网是否有电源可以分为有源光网络(AON)和无源光网络(PON)。光接入网由于采用光纤作为传输媒介，具有传输距离远，传输速率高，抗干扰能力强，成本低等特点，代表着有线宽带接入网的发展方向。3.2FTTx技术分类3.2.1FTTC光纤到路边光纤到路边（FTTC）的ONU设置在路边的交接箱、电线杆的分线盒处等位置，从ONU到用户之间采用双绞线、同轴电缆等，是一种光缆/铜缆混合系统。利用ONU下行端口连接双绞线传送电话及上网服务或同轴电缆传送有线电视信号，覆盖用户可达200-300户，用户最大下行速率为155Mbps。3.2.2FTTB光纤到楼FTTB是属于光纤加双绞线的一种连接的模式，它借助于数字宽带技术，将光纤接入到办公楼的总配线箱内或是大楼的机房内，再通过电话线或网线接到用户。FTTB是一种大众化的，也是较为廉价的接入方式。FTTB是EPON中用得较多的一种模式，该技术目前已被FTTH代替。3.2.3FTTH光纤到户FTTH的意思是光纤和终端设备一同进入用户家庭，即将ONU设备安装到用户家里，从而实现数据，视频，话音业务的整合。FTTH是所有类型的光接入网中与用户最接近的类型之一。FTTH的优势在于，它提高了网络对数据格式，速度，波长和协议的透明性，可以提供更大的带宽并支持更广泛的服务。值得一提的是，它对环境的影响和对电源的要求不高，并且易于安装和维护。FTTH的最大优点是它具有非常大的带宽，是解决“最后一英里”问题的最佳解决方案。3.2.4FTTO光纤到办公室FTTO是利用光纤传输连接通信终端的办公室用户或公司的接入方法。引入光纤由单个公司或者办公室用户独享。我国FTTO主要目标市场是大中小城市商务写字楼，其突出特点是：商户密度高，单一写字楼一般有上百个商户，且每个商户的各项业务容量不固定。在以往的商业楼宽带接入网的结构中，由于使用的某些电缆的传输距离仅为100米，因此需要使用许多光电转换器和接入交换机。由于有源节点过多极易出现故障甚至损坏，网络维护管理成本非常高。在双绞线接入存在如此多的缺点情况下，提供FTTO接入方式势在必行，同时也积极响应国家号召的“光进铜退”政策。4安徽H公司FTTO宽带接入网设计实例本次建设项目的是安徽H公司，为满足客户业务需求需提升接入带宽，实现超百兆接入。安徽H公司为独栋塔楼设计，共有24层。其中一楼为物业大厅，使用4个ONU设备，其余2-24层为办公室，每层有七个办公室，每个办公室分别使用七个ONU设备做光纤到户设计。安徽H公司共计165个用户终端，OLT机房建设在公司内部机房，有足够的接入空间可以满足安徽H公司的多种业务需求。4.1需求分析根据建设要求，每个办公室对宽带需求量都普遍偏大，需提升接入带宽，实现超过二百兆的接入速率。由于安徽H公司的用户总数大，光纤网络需要覆盖整栋大楼，大量高速率的接入和全方位的光网络覆盖需要高性能的网络核心提供充沛的动力，并且接入业务复杂接入量大，其管理工作也十分复杂，因此设备的性能需要具有足够的扩展性和安全性，因此安徽H公司的接入网设计需要多方面综合考虑。经过调查与分析可以得出，目前国内的企业用户带宽需求主要包括下列几类业务：（1）高速上网业务随着我国各种增值业务的兴起，对接入网的带宽提出了更高的要求。只有通过技术更新，才能满足用户的需要。随着技术的不断创新，大量互联网金融业务的出现，带宽的提升才能满足各种业务的需求。（2）基于IP的语音通信业务语音业务是网络通信服务中最基础的业务，也是最普通的服务。语音业务采用的技术手段比较成熟，对带宽的要求也比较低。同时了解到安徽H公司需要大量的话音业务将为公司部分办公室开通语音业务。（3）IPTV视频业务IPTV（交互式网络电视）涉及到直播点播等相关业务，业务主要为下行流量，在技术手段层面上，与其他服务相比，这种类型的业务本质上是不同的，并且对带宽的要求也不同。网络电视对带宽的要求下行带宽为5Mbps-40Mbps。考虑到公司会为员工提供娱乐需求，IPTV视频业务是必不可少的，目前4KTV视频已经开始实行，接入网设计方案将为4K视频业务分配合适的带宽。4.2网络设计方案现阶段，提升接入带宽的方案主要有：（1）先建设GPON接入网，后期根据需求升级至10G-EPON；（2）降低分光比；（3）直接使用10GPON技术进行接入网建设。考虑到10GPON技术目前应用较少，投资成本较高，该公司的用户暂时不需要特别大的带宽。以后从GPON升级至10G-EPON实现只需要更换单板即可，受限于成本问题，等日后10G-EPON设备价格降低后可为用户进行平滑升级。随着Internet技术的发展，带宽更大的XGPON技术将成为未来接入网的发展趋势。但是，在当前情况下，通过降低GPON技术的光口分担比例来增加带宽，是实现全国10GPON技术建设的过渡的最佳选择。GPON技术使用的分光比为1:64。该解决方案使用1:32的分光比来计划施工。安徽H公司用户总数为165户，计划选用1:32的分光比，理论上若实现用户全部接入需要6个PON口，即1个PON口可以覆盖32户的宽带网络。因为H公司大楼每层至多有7个办公室需要安装ONU设备，所以每层楼可以选用1:8的分光器进行分光。图4-1公司网络设计方案本公司设计方案采用1:32的分光比来提升带宽，有1:4和1:8或1:2和1:16两种分光方式。考虑本公司用户的数量和分布，为提高分光器端口的利用率，最终选择1:4和1:8的分光方式即需要1:4的一级分光器和1:8的二级分光器。一级分光器数量是根据二级分光器数量和相连光缆纤芯数量确定的，二级光分是根据每层楼用户数量来确定的。本次接入网设计是根据公司实际情况分析得出，需要安装12台1:4一级分光器和24台1:8二级分光器。在确定分光器后进行光缆部署时，光缆芯数需要根据二级分光器数量遵循“一主一备”，根据楼层将1F-4F、5F-8F、9F-12F、13F-16F、17F-20F、21F-24F划分为6个区块，故一级光分到二级光分之间使用6根8芯多模光缆连接。在图中可以看出每4层楼使用一根8芯光缆与各楼层的分光器相连接，其中8芯光缆中有4芯作为备用。为了提高OLT每个PON口利用率，所使用的12个PON口每个分别连接两层用户，例如：1F与2F的两台二级光分连接的是同一台一级光分，此一级光分连接一个PON口；3F与4F的两台二级光分连接的是同一台一级光分，此一级光分连接一个PON口，以此类推。这样每个PON口携带的用户数量基本一致，OLT的容量得到合理分配。每层楼采用一台1:8的二级分光与用户相连，为防止在室内线缆铺设完成后因为老化等问题导致光纤损坏，所以用户端进线光纤使用双芯皮线光缆其中一条作为备用。4.3设备选型（1）OLT设备OLT设备选用中兴公司的ZXA10C30019英寸版本，此机框共有19个槽位，其中一号槽位为两块电源板，中间的10号和11号槽位为主控板，第18号槽位为公共接口板，对外提供环境变量检测及其他接口，两块上联板位于第19号槽位，剩余槽位可安装14块业务卡。C300的上联板每个槽位可提供40Gbps的带宽，两个上联板总共可提供80Gbps的超大带宽。C300机框系统可配置两块控制交换板工作在1:1的模式，可以提高系统的稳定性，系统还可通过公共接口板外接监控插箱来监测外部环境变量。C30019英寸版可以安装14块高度为9U的业务板卡，C300支持的业务板卡种类齐全，适合多种类型业务，常见的业务板有8/16口的E/GPON板；2/8口的10G-EPON板；2/8口的10G-GPON板；48口P2P板；8口GE扩展上联板等板卡。表4-1C300单板列表单板分类单板名称说明以太网接口板GDFO8路FE/GE光口以太网接口板PON接口板GTGO8路GPON局端线路板GTGQ4路GPON局端线路板ETGO8路EPON接口板ETXD2路10GEPON非对称接口板ETTQ4路对称10GEPON接口板公共接口板CICG通用公共接口板背板MWIA19英寸背板电源板PRWG4.5U电源接口板风扇单元FAN-C300风扇单元安徽H公司并不需要满配机框，公司用户全部接入需要12个PON口，因此C300只需要安装两块8口GPON板，其中有四口剩余作为备用。（2）ONU设备ONU设备选用中兴公司的ZXA10F832和ZXHNF650作为用户终端。F832支持全GE架构，支持24*GE、16*GE、8*GE、24*GE+24*POTS、16*GE+16*POTS、8*GE+8*POTS的6种规格，设备采用无风扇被动散热设计，功耗较低，且放在办公室没有噪音不会影响正常办公。ZXA10F832支持现有FTTO网络平滑升级到10GPON网络，充分利用现网资源，为优质政企大客户、商务楼宇等客户，提供100M/1000M数据业务、IPTV、VoIP等多业务接入高带宽的业务接入。图4-2ZXA10F832系列ONUZXHNF650为小型家庭网关，相比于F832有无线网络功能，功耗更低的特点。F650拥有一个GE千兆网口、三个FE百兆网口和一个POTS电话接口，适合公司上层管理人员使用。图4-3ZXHNF650ONU（3）无源分光器无源分光器选用日海1分4PLC插片式光分路器和日海1分8PLC插片式光分路器，日海作为我国通信行业的龙头企业，其生产的分光器具有质量可靠，光损耗低的特点。图4-4无源分光器（4）光交接箱光交接箱选用壁挂式SMC光缆交接箱，光交接箱最基本的要求是能够抵受恶劣的工作环境。SMC（不饱和聚酯玻璃纤维增强材料）在防水、防潮、防撞击损害方面有较好的性能，相较于金属箱体，由于金属箱体在防水气凝结方面的低劣性能，注定会被逐渐淘汰。此光交接箱最多可以安装16个插片式分光器，满足当前方案需求，同时也方便日后扩容升级。图4-5光交接箱4.4GPON接入业务配置（1）单播业务配置首先注册ONU，然后创建带宽模板并且配置T-CONT的带宽，创建GEMPort并将数据流映射到GEMPort，进行TM模块的VLAN配置和上联端口的VLAN配置。（2）组播业务配置过程首先配置用于传输组播协议包的单播通道，然后配置VLAN、组播组、源端口、目的端口等参数。（3）VoIP业务配置与单播业务类似，配置T-CONT的带宽，创建GEMPort并将数据流映射到GEMPort。配置flow上行TCI映射，配置TM模块VLAN和OLT以太网上联端口的VLAN。然后建立IPHOST与switch的关联关系，配置IPHOST的VLANTAG处理和IPHOST桥端口的VLANFilter，最后远程管理ONU配置本地VoIP参数。（4）网管配置网管配置过程与单播业务配置基本相同。网管可以实现对新引入的接入设备的快速管理，以满足运营管理和业务部署的需求，实现对PON网络的集中操作、集中监控，同时提供性能、告警等信息的收敛功能，通过北向接口上传ONU设备的告警、资源配置等维护信息。4.5光链路衰减计算光链路衰减计算时固定接头损耗以0.1db每个计算，光纤活接头均选定为SC卡接式方型，其损耗为0.1db每个，选择应用1310的多模光纤，其损耗参数以0.4db/km为准，1550波长的多模光纤损耗参数则以0.3db/km为准。1:4的一级分光器损耗为7.2db，1:8的二级分光器损耗为10.5db,OLT设备发射光功率参数在3db-7db范围内，ONU发射光功率区间为-1dbm-4dbm，其光灵敏度区间为-25db-3db。综合以上信息与所提供的参数，对于OLT侧至ONU侧全程损耗a进行求解，可以选用以下公式：a=OLT侧发射光功率-分光器损耗-光纤长度衰耗-光纤法兰盘损耗-光纤接头衰耗式中OLT发射光功率以3db为准，考虑到公司楼宇不到100米，按最大100米光纤计算损耗，通过以上公式，可以求解光链路衰减：a=3-7.2-10.5-0.4*0.1-4*0.1-2*0.1=-15.34db由此可以看出，其最大衰减参数在ONU的接收范围以内，即说明数据信号可以被正常接收。4.6IP地址分配虽然Internet主机需要全球唯一的IP地址，但未连接到Internet上的私有主机可使用在此私有网络内唯一的任何有效地址。但由于许多私有网络与公有网络共存，因此是不能随意占用IP地址的。在RFC1918文档中，其中有三个IP地址块被指定为用于内部私有地址，该范围的地址不能在Internet公有网络上路由。表4-2私有IP地址范围分类地址范围A类10.0.0.0~10.255.255.255B类172.16.0.0~172.31.255.255C类192.168.0.0~192.168.255.255为了方便管理安徽H公司用户，我们为公司分配了一个C类地址池，根据楼层把用户分为六个区块，每个区块使用一个C类地址。具体规划如图：图4-6公司IP地址划分4.7本方案的优势分析GPON技术常用的分光比是1:64，若采用1:64的分光比对本项目的组网进行分析，可通过直接更换一级分光器的分光比型号和数量来实现，即采用六个1:8分光器的分光方式，只需要把原方案的12台1:4的一级分光器更换为6台1:8的一级分光器。对比分析两种方案：（1）接入带宽用户平均分配带宽的计算公式：用户平均分配的带宽=PON口下行可用带宽/业务并发率×分光比已知GPON的下行可用带宽是2300M，假设用户所有业务应用的并发概率为30%，采用1:64的分光比设计，用户平均分配的带宽只有120M