【GPON在广电网络中的组网设计分析案例5800字】

PAGE25GPON在广电网络中的组网设计分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u20797GPON在广电网络中的组网设计分析案例 1276031.1GPON在网络电视、宽带双向网改造中的组网设计 1317741.1.1GPON+FTTH组网 1226641.1.2GPON的接入设计 2212741.2GPON网管概述与设计 3196791.2.1带宽划分 462221.2.2IP规划 5277061.3.1ODN网络光衰落计算 7277731.3.2ODN的分光方式 9234361.4OLT的设备原则与设计 11212561.1.1OLT设备规划 1287111.1.2OLT选型 131.1GPON在网络电视、宽带双向网改造中的组网设计，即将单向传输网络转换为两向传输网络，以增加带宽和传输速率。1.1.1GPON+FTTH组网通过上一章对FTTX光纤接入的分析，我们了解到，随着社会的发展，人们的生活质量在逐步提高，对网络的需求也在不断增长。我们选择了FTTH光纤进入家庭访问模式。与铜线接入相比，节省的成本非常大，稳定性也很强。因此，我们在广播和电视网络中使用基于GPON的光纤到户（FTTH）技术。这是我们网络转型的最终目标。当前，随着互联网的普及以及5G的诞生和商业化，越来越多的智能设备需要网络，几乎每个人都需要宽带网络。因此，从社会发展趋势和用户需求的角度出发，GPON必须实现FTTH组网。如果您首先在广播和电视领域使用这组输入信息，则可以抓住主要运营商的机会。如图4-1所示，GPONFTTH不用修改任何的原始网络，我们只需要在传输室里安装GPONOLT设备，GPON信号通过DWDM技术合成。图4-1广电有线网络电视双向网改造方案GPON的接入设计对于GPON技术，其网络访问方法非常丰富。FTTH可以配备ONU，在供电稳定的网络环境中完成网络接入系统的建设，从而可以将各种数据线连接到用户的计算机设备上，使用户可以享受高速，高品质的服务。无需任何网络基础设施的帮助就可以提高速度。优质的网络服务。对于小镇和居民区，您可以根据实际情况使用FTTH来完成网络访问。该方法的应用还消除了不必要的网络基础设施，并使用光纤来完成数据传输，可以稳定高效地将数据传输给用户，从而满足用户的网络需求。OLT的应用允许用户聚合连接到OLT的设备的数据，从而处理数据。此外，光缆的应用可以显着降低网络建设的难度和成本，并使通信业务平稳发展。GPON设备选型在选择GPON设备时也是相当重要的一个组网设计环节，从产品性价比、功能、带宽、可使用环境等方面深入了解实现网络改造，在此我们选定ZXA10C300设备，提供大容量、高密度、高性能、扁平化GPON/EPON业务板，符合“大容量、少局所、高带宽、广覆盖”网络演进和部署要求增强的三层路由/MPLS/VPN功能，迎合网络扁平化发展趋势。面向下一代的xPON统一平台架构，提供最灵活的组合和扩展性，具有业界最完善的IP/以太网/组播/QoS/TDM和时钟时间同步功能，各项性能业界领先，并满足电信级可靠性要求。因此我们选用ZXA10C300设备。如图4-2是ZXA10产品外观图。图4-2ZXA10C300GPON网管概述与设计这里的GPON网络管理统一平台位于电信管理网络模型即EMS系统的网元管理层EM-layer下。GPONEMS网络管理系统提供拓扑管理，故障管理，性能管理，安全管理，配置它还提供诸如配置管理之类的功能，并提供丰富的服务分发接口。GPONEMS网络管理可以实现自动化发送业务，并进行自动网络管理，提高了效率，而且维护的安全也大大提高，也大大减少了成本。图4-3GPONEMS网管系统目前社会进入信息化的时代，虽然5G时代到来，但GPON+FTTH组网设计依然适用，而且处于传输网络领先地位，由于GPONFTTH的高带宽，满足用户对网络的需求，并且还有带宽冗余，即使今后用户所需业务需要更大的带宽，GPONFTTH的组网模式仍然可以满足用户需求，图4-4即为GPONFTTH的组网图。图4-4GPON+FTTH组网架构GPONEMS系统功能：GPONEMS系统具有强大的功能，首先它可以支持网元设备以及OLT设备的集中管理，以此能更好的对其进行维护并减少维护成本的投入，还支持复制配置模式、为网元设备升级等系统功能。提供OLT设备维护管理能力GPONEMS系统可以自动检索到OLT设备并为其配置已经预设好的参数，可以无需联网离线状态下配置OLT参数，并且无需上电等待，业务中断发生次数减少。跨平台支持Sybase数据库、SQLserver数据库，即可提供高端解决方案，也可提供低成本解决方案，具备多用性能力，能更为不同用户提供不同解决方案。GPONEMS管理系统可以根据不同的用户根据多种数据库为其提供不同的解决方案，如Sybase数据库、SQLserver数据库等，可更高效的提升快平台的解决方案。带宽划分（1）用户带宽划分带宽划分是根据每个城市及每个小区实际带宽业务的需求量而定，根据具体每个用户的具体业务量进行带宽划分。（2）OLT带宽划分总结OLTPON下的所有ONU所产生的业务流量进行带宽划分。典型业务带宽划分情况如表4-1所示。IPTV组播业务的带宽是根据所需发送的内容为其分配合理的带宽。业务用户比率，用户总数和OLT上行链路带宽规划应对应于相应OLT的所有用户进行划分。集中比：对于FTTH接入技术的用户，集中比是计算到OLT上的，根据地区和用户的实际业务情况进行设定。流量占空比一般取50%表4-1典型业务带宽划分IP规划（1）合理性规划IP地址时，我们应遵循合理的IP地址划分规则进行网络地址划分。在地址划分过程中我们尤其要注意以下几种特殊的IP地址。VoIP和IPTV业务需要专用的IP网络才能正常进行业务。在IPTV业务中，这个组播地址不能使用：221.0.0.0-221.0.0.255：这个组播地址只能在本地使用，不能跨路由器使用。它们通常用于某些路由协议，例如OSPF。组播地址221.0.0.5和221.0.0.60。221.0.1.0-238.255.255.255：该组IP多播地址的数据包可以在Internet上传播。建议不要将X.O.O.X和X.O.1.X（其中223<X<240）用作多播地址。239.0.0.0-239.255.255.255：这种类型的多播地址可以在企业内部专用，但只能在企业内部有效。（2）安全性无论任何IP地址，最重要的还是安全性能要优越，只有用户数据不丢失，互联网才能得到发展，不同的业务用有不同的IP地址，可以提升IP安全性，并且动态IP地址，结合了动态分配的机制，更应该加强IP安全管理。应将每个城市中业务相同的IP尽可能分配为连续的，这有利于安全管理和路由的聚合。（3）可扩展性用户对网络带宽的需求是IP地址划分最重要的依据，不仅要预估目前所需业务的带宽，还要预估未来这个业务所需要的带宽，进行地址带宽预留。IP地址的分配必须足够灵活，以满足社区用户、专线用户等各种用户的需求：普通用户，我们可以为其分配专用IP地址来满足Internet浏览服务的需求。专用线路用户，我们会为其分配公共IP地址。（4）可维护性地址段的划分是依据业务的大小而划分的，运维系统和设备之间的通信，我们会尽可能使用公共地址，在布置线路时我们应优先考虑环回布置线路，一方面可以用于传输业务，还可以通过环路进行IP数据的维护。设备的网络维护管理都是通过VLAN的子网划分将二层数据业务分隔开，以保证可维护性。VLAN规划在FTTH组网模式下，我们可以为每个用户都进行VLAN划分，以实现用户服务之间的隔离。仅需要为VoIP业务，IPTV业务和HIS（医院信息系统）业务计划一个VLAN。在网络侧，建议为每个服务建立一个单独的VLAN通道，即为Internet，VoIP，IPTV和其他服务保留一个单独的服务VLAN。如图4-5所示：图4-5GPONVLAN规划无源光网络（ODN）设计在我们设计的GPONFTTH系统中，ODN设计计划是最重要的一步。随着FTTH技术的不断发展，传统的ODN网络设计方案将逐渐暴露出其缺点，尤其是在网络方面。ODN为OLT和ONU的传输提供光纤传输通道，以保证数据业务快速高效的传送，在FTTH接入网建设过程中，传统建设中，ODN设备经常使用不一致，难以入户，ODN建设成本较高。因此，研究ODN规划与设计对我们来说非常重要。ODN采用P2MP拓扑结构，传输速率更高，但网络节点较多，网络管理复杂。虽然光纤相比铜缆受环境因素影响小，成本低、传输光损耗小，但光纤比铜线更敏感，更容易损坏。因此ODN的规划至关重要，只有规划方案的完善，才能让ODN网络得到长期使用。因此，ODN规划在广播电视网络的转型中非常重要。ODN包括5个部分：馈线部分，光缆分配点，分配部分，光缆接入点和入口部分[2]。从中心办公室的ODF（光配线架）到光缆配线点的馈线部分用作骨干光缆，以实现远距离覆盖[2]。从光缆分配点到用户接入点的分配部分是沿馈线光缆到用户区域。进行最近的光纤分配。从用户的接入点到终端的进入部分实现了光纤进入家庭的进入[2]。ODN将建立这样的全光纤传输通道以连接OLT和ONU设备。广播电视通常对普通用户采用具有如图4-6所示的树形拓扑结构的ODN网络。图4-6ODN树形结构1.3.1ODN网络光衰落计算ODN网络光信道消耗值是指从S/R（发送/接收）到R/S的两点之间的光路损耗值，主要包括光缆线路，光分路器，活动连接器和接头。光衰减的总和，以dB为单位。当OLT的光发射功率和ONU的光发射和接收灵敏度确定时，ODN设计的原理是：总光路预算>总光路损耗+系统余量（典型值==3dB，min>=1dB）。总光路损耗=光纤损耗+接头损耗+连接器损耗+分布（溅射）损耗。由于ODN存在光路损耗，为了保证光信号的正常传输，应保留光路损耗的冗余值，防止由于光路损耗而导致业务传输失败，用户服务中断的问题发生，ODN衰减必须满足OLT和ONU的发射功率和接收灵敏度要求，如表4-2所示。表4-2发送接收点衰耗范围在规划时应将ODN网络中从OLT设备到用户ONU终端距离最远的光通道衰减值核定为整个ODN系统的衰减值如图4-7所示。图4-7ODN光通道模型如今ODN有很多分光比，不同分光比的ODN光损耗也不一样，下面介绍一下不同ODN的损耗衰耗参数。:1、分光比为1:4的光分器的衰耗大致在7dB左右:2、分光比为1:8的光分器的损耗大致在l0dB左右:3、分光比为1:32的光分器的损耗大致在16.5dB左右;光损耗的是依据公式来计算的，它的光功率损耗由式计算确定。公式：光缆在实际路由中总会预留出适当的长度来保证光缆能够满足实际的需求。我们在设计ODN必须满足光纤富余度。光纤富余度如表4-3所示。表4-3光纤富裕度我们在使用最后在ODN中运用GPON技术时，也不许考虑GPON允许的插入损耗的参考值，具体参数如表4-4所示。表4-4GPON允许插入损耗1.3.2ODN的分光方式在上面，我们还简要解释了ODN在FTTH建设中通常采用树形结构。树状结构意味着当OLT设备连接到ONU设备时，它会被OBD拆分。这种连接方式可以传输更多的用户，提高带宽利用率，但是分支上每个用户的带宽相对减少，衰减和维护难度相对较高。您需要预算带宽分配，以尽可能满足您的业务需求。根据用户的分散程度，ODN光学分割采用两种不同的光学分割方法。商业区和高层住宅区等人口稠密的地区使用易于部署和管理的第一级光分离网络方法。光缆；在人口相对较少的地区，例如普通住宅区和农村地区，通常采用两级光分离网络方案。1、ODN一级分光如图4-8所示，ODN一级光分路方式仅占用一个PON端口。分光后的分光方法的配线比为1:10。这种光分离方法的优点是分支接触少，链路损耗高。它的体积小，分光器的端口利用率高以及简单的结构使其在以后的维护中很有用。缺点是光缆敷设工作量大，消耗大量管线资源。图4-8ODN一级分光示意图2、ODN二级分光二级分光器的组网是采用多级分光器的小分光比分光器形成串联的一种组网方式，一般考虑到分光器的损耗和用户侧的性能要求，一般只采用两个分光器串联来形成二级分光器组网。如图所示。这种组网方式一般采用在人口较为稀疏的地区，大部分在农村地区，这种方式一般是为了节约主干光缆，因农村地区人口较为少且分散若采用大分光比的光缆则分光器到用户端需要一户用户放置一条光缆的需求，而采用这种二级分光器的组网方式则会大大节省主干光缆的布放量，可以按照需要在用户侧放置一个小分光比的分光器，再将此小分光比的光器从另一个小分光比的分光器接触光信号，从而达到节约主干光缆的目的用户分散的场景下，能够有效的节省光纤，而且能够灵活调整光功率，适合用户距离相差较大的情况。但与此同时在OLT侧需要的OLTPON口则要增加，也有个缺点是二级分光，使用的器件数量较多，器件成本相对较高。但根据目前市场的价格特性，还是能达到节约成本的目的。具体组网如下图4-9所示。二级分光器的组网是采用多级分光器的小分光比的分光器串联组成。通常分光器的损耗以及用户方面的性能要求需要我们关注，通常一个二级分光器只需要两个分光器串联组成。这种网络方案通常在人口较少的地区使用，其中大多数在农村地区。由于农村地区人口相对较少且分散，采用此方法可以节省主干光缆的布放量，可以根据自己的需求放置一个小分光比的分光器用于接触另一个小分光比的分光器的光信号，在用户距离相距较大时适合可以通过这个方法节省光纤，并灵活调整光功率。缺点就是所需要的分光器较多，造成成本较高。具体组网如图4-9所示。图4-9ODN二级分光OLT的设备原则与设计OLT位于网络汇聚层面上，在网络中有着相当重要的用途。在数据上传时会与FE接口相连接，并且上传到IP当中，当进行数据下载时，会与分光光度进行连接。在对OLT进行工作部署时，为了保障网络系统的稳定性，OLT部署最好与主干网络同时进行。在城市网络建设中，我们应当根据光缆的铺设情况对OLT集中部署，让每个OLT发挥出最大的作用。在农村建设网络时，OLT必须具备机房，才能保证OLT在一个良好的环境中运行，从而避免了环境因素对传输稳定性的影响。因此一个OLT部署的好坏，关乎网络建设的成败。OLT是FTTH网络系统的核心，主要功能有带宽分配、自动识别切换、管理ONU等。OLT部署中需要了解业务需求，从而根据业务需求所需带宽，并且要充分考虑未来的业务需求量，规划部署OLT的覆盖半径、下挂的ONU用户数、ODN的网络结构、IP地址的划分。OLT的部署分为三种，如表4-5所示。表4-5OLT部署分析OLT设备规划1、模块局、接入网点、小区机房不宜部署大容量OLT设备；端局OLT机房为集中接入点宜部署大容量设备，并保证有一定的冗余。2、上行设置：OLT选型时大容量设备为主，PON口需求小于24个时，OLT与汇聚交换机相连;当PON口需求大于24个时，OLT直接与BRASR设备相连[4]。3、下行设置:为了实现电视、点播、上网、语音等众多业务接入目标，网络应能支撑50Mbits到100Mbits的下载速率。