【《阳光小区GPON光纤接入网规划设计》8300字（论文）】

参考文献 19前言进入21世纪以来，全球宽带服务迅猛发展，宽带服务迅猛发展，必将继续对宽带接入网络提出新的要求，从而实现宽带接入网络的快速发展。根据统计2008年，全球宽带用户总数达到6.09亿台，其中3.386亿DSL线已成为宽带接入技术的龙头，其次是1.51亿台有线调制解调器，其余都比较小。就实际铺设能力而言，相对较大的FTX+LAN只有8830万。从以上数据可以看出，DSL技术仍然是世界上大多数电信公司的主流宽带技术。但是DSL技术是一种以铜为中心的访问技术。目前，铜已成为世界战略资源的重要组成部分，铜电缆价格也在快速上涨。据统计，2009年上半年，中国铜价上涨逾60%，导致DSL线路成本急剧上升。对于光纤技术来说，主要原料是硅石，具有价格低廉，天然成分丰富的优点。在目前市场上，光纤不仅在价格上优于铜线，而且在使用寿命上也优于铜线。对于新的生产线和更换生产线，特别是骨干部分和配线，光纤应该是最好的选择。同时，基于铜DSL技术的设备通常是活跃的，因此很难消除电磁干扰，这无疑会导致维护成本的大幅增加。相比之下，光纤是一种被动传输介质，可以将上述干扰降到最低。而且，随着社会的不断进步和信息技术的快速发展，用户对宽带的需求越来越高。例如，用户需要能够在任何时间、任何地点在各种屏幕上实现各种综合宽带多媒体服务。作为电信运营商，我们也清楚地认识到，全业务宽带不仅使最终消费者能够追求便利，而且有助于提高商业竞争力，创造新的收入来源，吸引新用户，提高消费者忠诚度。我们相信，随着全面服务整合时代的到来，包括高清IPTV在内的各种增值多媒体服务将成为电信运营商的重要收入来源，并对电信运营商提出新的要求。在全球范围内，日本、美国、欧洲等发达地区都实现了大规模、全面的FTTH建设。许多国家在这一技术研究中投入了大量人力、物力和财力，其中大多数国家建立了相应的技术测试和试点项目。在库博托，总务省提供的数据显示，2006年第一季度其国内FTTH用户超过500万，准确数字为546万。与2005年相比，其市场份额从20.7%上升到23.4%，富时被提升为库博托宽带接入市场的第二名。在用户增长方面，2005年用户总数为290万。一年后，用户增加到546万人，增长率为88%。自2005年第一季度以来，FTTH已经连续第五个季度拥有了比DSL更多的新用户，FTTH已经成为推动本地宽带用户增长的新动力。在中国市场上，美国是仅次于古镇的全球第二大FTTH市场。根据OVUMRHK的数据，截至2006年6月，FTTH在美国的用户已达到46.3万。2006年第二季度，FTTH在美国的用户数量比去年同期增长了34%。在欧洲，GPON技术在新项目中得到了广泛应用。例如，在丹麦、西班牙、法国和其他国家，数以千计的用户选择了GPON技术进行测试。根据这项研究，截至2005年6月，欧盟18个国家的FTTX用户总数已达到646,000人，其中瑞典、意大利、丹麦、荷兰和挪威约占总数的97%。市场和技术有效地促进了家庭纤维的快速发展。首先，从市场驱动力的角度来看，FTTH发展的市场驱动因素包括电信竞争激烈，主要是指固定线路运营商、移动运营商和固定线路运营商之间的竞争。目前，光学接入已被许多运营商选择，以提高市场竞争力，从而获得更多的市场，同时，它也可以用于差异化服务。对于房地产行业而言，富时也成为开发商进行差异化竞争的有效手段，宽带也成为提高其竞争力的有效途径。其次，降低光纤和光学设备的成本是FTTH快速发展的另一个重要市场驱动力。不断降低光缆的价格是光纤接入大规模、快速发展的重要前提。一般来说，电缆长度为1公里，直径为毫米。通信电缆被用作研究对象。一般情况下，一条电缆是2.237公斤的铜线。铜价为179元，2006年为8万元/吨。然而，如果使用光纤，平均成本仅为85元。同时，光纤在带宽上比铜有很大的优势。铜的价格还在上涨，这将导致铜线和光纤之间的成本差距逐渐加大。此外，许多光通信单元设备的价格大大降低，促进了光纤的普及。在2005年，ONU的光突发模块的价格从100美元降到了45美元，毫无疑问地降低了光接入项目的总成本。对于技术驱动程序，迫切需要使用IPTV/三联播放、多媒体信息服务、P2P视频服务和高清视频监控服务。同时，也需要企业提出的高速互联网服务。这些新要求无疑将对宽带接入技术提出更高的接入率要求。目前，XDSL访问不符合这些要求。相反，光纤对上述要求有很大的优势。因此，从目前的情况来看，完成语音、数据和视频的统一的最佳选择是基于GPON技术的FTX技术，它可以被认为是最佳的宽带接入技术。目前，整个网络光纤正向用户方面发展，接入部分为连接端和端宽带提供了更有限的空间。对于当前高端用户的长期业务需求，无法达到当前ADSL上游和下游的连接率。尽管ADSL2+和VDSL2技术可以在一定程度上补偿这些问题，但是技术的速度和距离的大幅提高仍然有限，也就是说，不能解决问题。如果你有什么症状，你可以告诉别人。由此可见，光纤在长距离网络、局域网和接入网络骨干部分的应用需要向接入网络配线和接入线发展，以实现光纤的普及。1GPON系统概述1.1GPON的系统概述GIGABPON技术起源于1995年逐渐形成的MPON技术标准。PON是被动光学网络的缩写。它是基于ITU-TG-984。X标准是最新的宽带无源光集成接入标准。优势通常包括更高的带宽和效率，更大的覆盖面，和更丰富的用户界面。大多数运营商认为这是宽带接入网络服务的最佳技术。FSAN于2002年9月宣布了GPON的上市。在此基础上，TU-T测定了ITU-TG.984.1和G.984.2。984.3的标准化工作于2004年开始实施，最终形成了GPON的标准系列。1.2GPON的系统结构被动式光配电网、OLT和ONU网络构成了GPON系统，与其他系统完全相同。PON中最重要的设备是OLT。它的功能包括在线监控，维护和运行PON系统，集中的带宽分配和领先。此外，OLT通过ODN和各种负载连接，提供了接入网络的网络侧和核心网络之间的信道接口。PON网络结构如图1-1所示。PON的核心设备是欧特，所以欧努是在它的统一控制之下。ONU可以提供各种业务流程和ODN对接，如：视频、数据、语音等，为访问网络用户提供了侧接口。根据这一原理，波长分复用（WDM）技术措施，GPON可以在同一光纤上实现双向信号传输，光学收发器模块技术的迅速发展，使得系统能够支持原有的1:16/32/64逐步达到目前1:12的支承，进度非常大，在实际应用中，我们可以在一般树桩保护结构的基础上利用相应的保护结构来提高网络拓扑的生存性。图1-1GPON系统结构图1.3GPON的工作原理1.3.1GPON的数据复用GPON通过采用WDM技术来实现单纤双向传输，GPON的实现技术如图1-2所示.图1-2GPON的实现技术图为了方便在同一光纤上从多个用户分离信号，我们通常使用下游数据流的广播技术和上游数据流的TDMA技术。在上行链路数据中，GPON的上行链路以时分复用（TDMA）的形式传输数据，将上行链路切割为不同的时隙，下行链路数据帧的上行带宽映射域用于分配每个单上行通道。这样，所有的责任都可以按一定的顺序发送数据，而没有任何时间间隔冲突。每一帧有9120个插槽。详情见图1-3。图1-3GPON上行数据工作原理图在下行数据中，GPON的下游长度是固定的125US。广播下行链路数据，包括所有可以接收相同数据的责任，但使用GEMPORTID信息来识别不同服务的数据。ONU将过滤信息以获取自己的数据，如图1-4所示.图1-4GPON下行数据工作原理图1.3.2GPON帧的传输GPON的物理层是一个固定长度的TDM框架125US，无论升框架或降框架。GPON框架由框架头（PCB）和有效载荷两部分组成。GTC框架非常重要。它携带GPON数据信息和控制信息。控制信息有时在网络中，有时在帧标题中，而数据信息是网络的一部分。图1-5是一个帧转移图片。图1-5为帧的传输情况图2.基于GPON技术实现阳光社区宽带接入的建设方案2.1建设规模该项目涉及到该市60个社区，计划开发4220个用户，人均带宽需求为200万，在线峰值为48.3%。所需带宽为4076m。在正常情况下，用户的实际在线峰值高于预测值。因此，为了在一段时间内满足用户的需要，在规划时考虑保留网络。2.2建设原则和思路根据城市扩展网络的要求和实际应用，及时对现有的城市传输网络进行扩展和升级，以城市传输网络为核心的基本网络。规划和建设应考虑信息产业部和省级企业的技术体系和政策，以及当前的运营水平和能力。它更多的是考虑未来对高带宽业务增长的需求，也就是说，留下足够的资源。由于本文主要研究基于GPON技术的社区宽带接入技术，因此没有详细讨论传输网络建设的相关内容。从目前广大用户对宽带接入的主要需求来看，主要需求是高速互联网接入。目前的局域网或XDSL接入方式可以暂时满足用户的需要，但随着社会的进步，包括新的数据服务，高速互联网和语音服务（VOIP）和视频电话应用，如带宽，为了满足用户对高速互联网接入应用的需求，运营商必须实现对其他宽带服务的接入，如视频电话、远程医疗、互动在线游戏和远程教育。此时，现有的XDSL上行带宽较小，带宽扩展性能不强。无法满足用户的带宽要求。使用传统的局域网，远程管理费用高昂，质量无法控制。因此，考虑到多种因素，GPON+LAN接入模式被认为可以提供更高的带宽，以满足未来宽带业务发展的需要，节约光纤资源，降低单位带宽的成本。2.3组网方案在本项目的实施中，主要采用FTTB+LAN网络方案。该项目的目的是将OLT设备放置在铁通的大门办公室和移动公司的电脑室在城市的中部。OLT设备将提供几个PON端口，每个端口用分光计隔开，并与ONU连接。根据实际情况，用户终端可以访问。上传提供了与该男子的通用电气连接。由于单元中的用户主要是家庭用户，因此根据每个单元中用户的不同需求，单元的选择可能因项目而异。此外，考虑到固音逐渐被移动语音所取代的趋势，更强调了局域网端口在网络选择中的需求。2.4PON口规划原则上，PON分配是基于小区。每个单元根据最终用户的数量和用户带宽需求来规划所需的PON数量。一般来说，PON嘴不跨越多个社区。规划应合理、有序、前瞻性。PON端口规划是基于用户带宽要求。用户的带宽需求决定了最终的访问方法。从目前的情况来看，FTTB+LAN可以用来满足用户的带宽需求。不推荐FTTN和FITH方法。尽管FTTH方法在满足用户带宽要求方面相对先进，但其价格相对较高，用户难以接受。在FTTN城市，用户需求的满意度在一定程度上过于集中，但由于难以控制的市场竞争因素导致投资浪费，FTTN在农村用户中仍有其独特的优势。然而，考虑到农村用户的产值低和电缆覆盖率的利润回报相对较低，农村市场是不被考虑的。在使用FTTB十LAN接达社区宽频接达时，PONPORT建议覆盖256-1024个用户、1024个中低速用户及256个高速用户。至少可以满足该方法的带宽需求规划。最近的用户需求。从目前的市场环境来看，语音服务正日益被移动趋势所取代。有线接入主要用于数据互联网业务。因此，MDU窄带比的选择也非常重要。该城市公司打算在FITB+LAN接入模式下使用宽带端口计划和窄带端口比例，比例为1:1比1:2。如果用户对固定电话有其他需要，我公司可以根据签订协议的需要选择港口比例。3基于GPON技术实现小区的宽带接入的具体应用阳光社区是提通使用GPON技术访问的第一个社区。它位于城市的中心，是迄今为止市内最大的高端社区之一。用户类型主要是家庭客户。这个社区有22栋建筑。共有约2,700个使用者，社区使用者主要是公务员及企业及公共机构的雇员。对数据服务的需求相对较高。接入之后，他们应该能够产生更好的利润。但由于社区附近没有铁网络覆盖，因此社区的宽带接入需要利用城市移动设备的现有网络资源。该项目的成功，为将来在网络集成方面发展提通与移动之间的有线数据服务提供了参考模型。同时，该项目也是全市首个使用GPON技术的地区，具有重要意义。3.1用户带宽需求考虑阳光社区有22个家庭和2700个用户。根据以往的市场研究，并考虑到流动语音将逐渐取代固定网络服务的趋势，固定网络接入将不被社会所考虑。在规划和设计时，将考虑社区的平均家庭宽带需求。(1)项目的网络图如图3-1所示。图3-1本项目的组网示意图（2）根据用户的业务实际需求对网络带宽进行测算，实际带宽的测算见表3-1表3-1实际需求的带宽测算以上测量是基于市场研究。基于50%的市场占有率，它远高于现时社会的入住率。与此同时，在线率分别为85%、30%和40%。有几项指标高于现实。已考虑给予一定的保证金，以满足用户对长期增加带宽的需求。3.2光线路终端OLT的规划（1）OLT地点的规划根据用户的要求，OLT可以在业务槽中选择两个不同大小的OLT设备。它们可以安装在中央机房或牢房。关于OLT的两个不同的部署网络如图3-2所示。图3-2OLT部署组网图在规划OLT的具体安装位置时，考虑到OLT安装在网关机房，它占用了大量的光缆资源（甚至比P2P更经济），但它可以充分利用其优势。它的光之路。尤其是GPON的远程和远程被动传输特性；如果OLT安装在XX单元的移动电脑室，虽然主电缆可以保存，但当主动节点向下移动时，不可避免地会给供电和维护带来一些困难。因此，考虑到之前光纤资源的建设一直非常丰富，所以仍然有盈余，所以不需要投资。然而，选择在社区内安装OLT，需要考虑电力和维修期间的额外费用。考虑到这一点，人们决定把OLT安置在门厅里。（二）旧保险的计量在GPON网络的规划中，除了从成本和现有网络资源的角度考虑OLT的位置外，另一个不容忽视的关键因素是OLT的有效覆盖范围。光学信号的有效覆盖与色散因子和光信号损失密切相关。在实际中，色散因子通常不超过最大理论速度，因此不能考虑。此外，还应考虑以下四个主要因素：有源连接器损耗、光分隔插头损耗、光纤损耗因子和电缆线路丰度。学位。基于多个项目的测试结果，每个衰变通常设置如下。1衰减系数（包括聚变损失）：0.39DB/KM。2所述活动连接器的损耗为0.5DB/M2。3个分离器插头。3.3分光器的选择和规划3.3.1分光器的选择分光仪的常见光谱比为1:2、1:4、1:8、1:16、1:64等。数值乘以第一和第二光谱比率应小于或等于最大光谱比率。当我们只使用二次光谱比时，EPON的最大光谱比是32，GPON的最大光谱比是64。在实际应用中，考虑到欧努的数量较少，我们选择了与适当光谱比成正比的分光计。一般来说，分光仪需要设置在便于光缆识别的位置。可按要求放置在弱孔、电缆连接盒和光学连接盒内。在项目设计中采用了一种主要的光谱法。3.3.2分光器的规划分光器ODN的组网方式对电信运营商的运维成本和投资成本都很重要，按照现有的施工条件和网络结构，分光器ODN通常情况有以下几种组网方式如图3-3所示。图3-3ODN常见组网方式方式一：分光器放置在小区机房内，集中布线成本较低，阳光社区就是采用的这种方案。方式二：分光器放置在小区内，这种设计的方案比较来说相对集中，可以节约光纤。方式三：分光器放置在走廊中，可以最大限度节约光纤，但是其分布式的布线成本相对来说较高。方式四：分光器搁置在局端机房，不能充分发挥GPON节约光纤的功能，并且从电信运营商前期的建设网络富余量的角度来考虑，通常不考虑该类型的组网方式。3.4ONU的选择和规划3.4.1ONU的选择应该按照提供的接口类型选择ONU。ONU主要有两种类型：一种是“LAN+POT”ONU，它提供了一个LAN端口和一个语音端口。另一个是“ADSL+POTS”的ONU，它是一个同时提供ADSL2+端口和语音端口的ONU。除了上面提到的基本接口外，有些还可以提供E1接口、WIFI接口或CATV接口。在这两个类别下，ONU根据每个港口的容量有不同的模型。事实上，应根据不同情况选择适当的类型。例如：1）“ADSL+POTS”ONU装置必须用于只有电话线的商业大厦或电梯公寓，并且必须放置在微弱的电流环境中。根据用户的数量，每个单元格只能设置一个ONU，或每个单元格只能设置一个ONU。2）与I型不同，新建和半新建的多层建筑通常有非常好的建筑条件，因为它们有五种类型的线路。此时，必须选择“LAN+锅”的ONU法。多层电池通常是不在弱电流环境中的单单元。ONU必须放置在建筑物的一楼，必须挂在墙上。多层住宅通常每栋楼有1ONU，应设置在中间单位。这是为了缩短电缆的长度；3）只有多层电话线必须使用“ADSL+POT”网络设备。与电梯公寓相比，多层住宅的家庭数量非常少。为了提高设备的使用效率，应在多栋建筑物中初步建造一个ONU，这取决于该ONU的每个ADSL板上的端口数量。4）“周边建筑区”是指由更早建成的建筑物组成的区域，通常没有家庭线项目。周围地区不是我们关注和访问的焦点。但是，如果周边地区对宽带的需求很大，而且附近有大量的光纤资源，可以考虑使用XPON。本文认为，全市阳光社区有五种类型的线路和电话线，以及高层建筑、小型高层建筑和多层建筑。因此，选择只提供局域网端口的ONU和"ADSL+POT"ONU。3.4.2ONU的规划ONU一般情况下，可以选择规划在：大楼楼道、室外机柜、办公室内、、大楼竖井或者是家庭内；ONU一般有壁挂安装、机柜安装和桌面安装这三种形式；在本项目中，考虑到该小区共有22栋楼，有60余个单元，而且既有高层又有多层还有小高层，再根据设备成本投入和用户带宽需求测算最优的原则，拟在阳光社区的移动机房设置1台96端口ADSL2+的ONU，覆盖3一11栋共计544户；在14栋设置1台64端口ADSL2+的ONU，覆盖1，2，12，13，14栋共计372户；在2号双子楼设置1台64端口ADSL2+的ONU，覆盖2号双子楼及20，21栋共计360户；在1号双子楼设置2台24个LAN端口的ONU，覆盖2号双子楼共计600户；15至19栋（共计10个单元）是29至33层（每层3户）的高层电梯公寓，按每个单元设1台16个LAN端口的ONU，共计10台ONU。以上ONU端口总容量为432个，占覆盖用户数的比例为15.5%图4-4为阳光社区内部分ONU的分布图。图3-4阳光社区部分ONU的分布图3.5供电方式的规划ONU的供电方式，通常有两种：分散供电，集中供电。分散供电的定义：直接从就近的楼道接入电源；集中供电：在具体的点设置1个ACUPS并让每一个ONU给敷设的电源线装置供电。两种供电方式各有其优劣，具体比较如下：（1）分散供电的不足有两个：其一是不方便管理，由于ONU均需单独的电表计费；其二是一旦停电了语音业务也将相应的中断，这种情况发生的前提就是ONU装有POTS板并且有语音业务时。分散供电的优点是能节省投资，因为不需购买稳压电源，也不需要长距离的电源线路。（2）相比较分散供电的不足，集中供电的优点就有两个了：其一便是便于计费和管理由于小区仅有1个电表；其二就是能增加ACUPS，这样在停电后其UPS里的电池仍然可保证继续供电，确保了语音业务能连续使用，前提是ONU配置了POTS板且有语音业务服务；相比较分散供电的优点，其缺点也是明显的：增加了投资。原因是需大量购置ACUPS装置而且需购买长距