桃花坞二小区GPON光纤接入网规划设计毕业论文(设计).docx

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1、桃花坞二小区GPON光纤接入网规划设计毕业论文(设计) 毕业设计 设计题目：韶关向阳小区GPON光纤接入网规划设计 摘要 随着现代信息技术的不断更新升级，人们对电信业务的带宽、业务、简洁、多样的要求也越来也高。GPON是新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高速、高效传输、大范围覆盖、用户接口丰富等众多特点。目前，中国运营商逐渐将投资重心转向光纤接入网，为实现接入网业务的宽带化、综合化改造的理想技术。 本文简要介绍了关于GPON的一系列基础知识和以GPON为接入方式的小区接入网规划。本着实用的原则，综合考虑设备选型，ONU位置，IP地址分配，实现其可运营性。并选定一个小区，进行完整的光纤接

2、入网设计，达到学有所用的目的。 关键词GPON ONU FTTH Abstract With the development of modern information technology unceasing renewal upgrade, people to telecommunication business of bandwidth, business, concise, diverse requirement also more and more high also. GPON is a new generation of broadband passive optical int

3、egrated access standard, has the high bandwidth, high speed, high efficiency transmission, large range, the user interface is rich, and many other features, has been most operators as realize access network business broadband change, comprehensive reform of the ideal technology. This paper briefly i

4、ntroduces the basic knowledge about a series of GPON and GPON for access area access network planning. In line with the principle of practical, comprehensive consideration of the equipment selection, ONU position, IP address assignment, achieve its operational sex. And selected a area of complete fi

5、ber access network design, to achieve the purpose of make your knowledge court. Keywords GPON ONU FTTH 目录 前言 (5) 1.1 光纤接入技术 (7) 1.2 GPON技术介绍 (8) 1.3 FTTH技术 (11) 二光纤接入网的基本概念 (12) 2.1 光纤接入网的优势 (12) 2.2 光纤接入网结构 (12) 2.3 光纤接入网的分类 (14) 2.4 接入网的拓扑结构 (15) 三韶关向阳小区本地网网络结构和运行数据 (17) 3.1 韶关向阳小区本地平面图及局所位置 (17)

6、3.2 本设计所涉及范围的用户群状况 (17) 3.3 现行用户接入方式及接入业务状况 (18) 3.4 业务发展预测 (19) 四建设接入网的可行性和必要性 (19) 4.1 建设接入网的可行性 (19) 4.2 建设接入网的必要性 (19) 五韶关向阳小区GPON光纤接入网规划设计方案 (20) 5.1 接入方式的选择 (20) 5.2接入网网络结构的设计 (23) 六ONU位置的设置及容量的计算 (30) 6.1 OLT和ONU位置的设置 (30) 6.2 OLT和ONU容量计算 (34) 七光功率分配计算过程 (35) 八地址分配 (41) 8.1 IP地址概述 (41) 8.2 A、

7、B、C类地址研究 (42) 8.3 公有和私有IP地址 (43) 8.4 PON网络IP地址的规划 (45) 九网络保护方式、网同步设计 (46) 致谢 (53) 参考文献 (54) 前言 光纤接入网以光纤作为传输媒质，传输距离长，传输容量大，抗干扰性强，衰减小，重量轻，是未来宽带固定接入的必然发展方向。 GPON(Gigabit-Capable PON) 技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。GPON 最早由FSAN组织于2022年9月提出，

8、ITU-T在此基础上于2022年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定，2022年2月和6月完成了G.984.3的标准化。从而最终形成了GPON的标准族。 前所未有的高带宽。GPON 速率高达2 .5 Gbps, 能提供足够大的带宽以满足未来网络日益增长的对高带宽的需求, 同时非对称特性更能适应宽带数据业务市场。GPON 能够同时承载ATM信元和/ 或GEM 帧, 有很好的提供服务等级、支持QoS 保证和全业务接入的能力。目前, ATM 承载话音、PDH、Ethernet 等多业务的技术已经非常成熟; 使用GEM 承载各种用户业务的技术也得到大家 的一致认可, 已经开始广

9、泛应用和发展。 在我国南方，接入网主要是采用ADSL/ADSL2+、LAN技术为主，由于需要大量的实线、铜缆作为接入网的媒质，提高了建网成本，加大了满足业务需求的难度。 本文以韶关向阳小区为背景，GPON技术为结构精髓，通过对网络书籍资料的自学和查阅，对本小区进行实地考察,进行一系列的规划设计。 一绪论 1.1 光纤接入技术 1.1.1 光纤接入技术概述 接入网也称为光纤用户环路（FITL），它的光线路终端（OLT）可以设在交换局中也可设置在远端。它的光网络单元（ONU）设在用户侧，光线路终端和光网络单元之间是由光纤连接。ONU可以以多种方式连接用户，一个ONU可以连接多个用户。根据与用户的距

10、离，光纤接入网FITL又有多种方式，例如：光纤到户（FTTH）、光纤到大楼（FTTB）、以及光纤到路边（FTTC）等几种形式。从光纤接入网是否有电 源分类，又可以分成无源光网络（PON）和有源光网络（AON）两类。 由于我们只讨论无源光网络，有源光网络就不做介绍了。 无源光网络（PON）技术是点到多点的光纤接入技术，由局侧的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）以及光分配网络（ODN）组成。它的一般采用TDM广播方式、上行采用时分多址接入（TDMA）方式，并且可以灵活地组成星型、树形、总线型等拓扑结构。而“无源”，是指ODN中不需要电子电源及有源电子器件，全部由光分路器（Split

11、ter）等无源器件组成，因此其维护的成本相比较低，对雷电、磁场等环境因素的干扰影响不明显。 光接入网因为采用光纤作为传输媒介，具有传输距离长，传输容量大，抗干扰性强，衰减小，重量轻，等特点，是有线宽带接入技术的理想方案，代表了宽带接入网的发展方向。 1.1.2 光纤接入技术的研究意义 随着Internet的快速发展,我国已经进入了一个信息交流爆炸的网络型社会,我们的学习、工作及生活已经无法再离开网络,光纤在传输带宽方面具有极大的优势。经过多年的发展,传输网已经基本上实现了数字化和光纤化,交换网也已经基本实现了数字化和程控化,而接入网却发展缓慢。为了提高网络业务的容量、 质量、速度以及对网络资源

12、的开发利用,我们必须要突破这一瓶颈，最大程度的提高这“最后一公里”的传输效率。 目前，国内DSL接入提供的速率大概为1Mbit/s或者2Mbit/s，对于宽带上网，这个速率似乎足够了，但是对于传输电视节目则明显不够了。常规数字电视H.264编码的一路SDTV节目需要2Mbit/s,加上数据接入业务，接入带宽至少需要4Mbit/s。这就使得改善接入网的速率问题更加紧迫。 现如今我国经济的高速发展,各地城市的迅猛建设,使得光纤通信再一次被人们关注。为了全面提升国家信息基础架构的安全、层次、质量,研究接入网是关键,而最终的解决方案是FTTH。对于电信运营商而言,FTTH是关系到网络和业务转型的重要领

13、域,采用GPON方式进行FTTH接入有其强大的优势。 1.2 GPON技术介绍 1.2.1 GPON技术概述 GPON技术起源于1995年开始逐渐形成的ATMPON技术标准，PON是GPON 英文“无源光网络”的缩写。而GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network) 最早由FSAN组织于2022年9月提出，ITU-T在此基础上于2022年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定，2022年2月和6月完成了G.984.3的标准化。从而最终形成了GPON的标准族。基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON 类似，也是由局端的OLT(

14、光线路终端)，用户端的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元)，连接前两种设备由单模光纤(SM fiber)和无源分光器(Splitter)组成的ODN(光分配网络)以及网管系统组成。 前所未有的高带宽。GPON 速率高达2 .5 Gbps, 能提供足够大的带宽以满足未来网络日益增长的对高带宽的需求, 同时非对称特性更能适应宽带数据业务市场。 QoS 保证的全业务接入。GPON 能够同时承载ATM信元和/ 或GEM 帧, 有很好的提供服务等级、支持QoS 保证和全业务接入的能力。目前, ATM 承载话音、PDH、Ethernet 等多业务的技术已经非常成熟; 使用GEM 承载各种用户业务的

15、技术也得到大家的一致认可, 已经开始广泛应用和发展。 1.2.2 GPON系统概述 同所有PON 系统一样, GPON 由ONU、OLT 和无源光分配网组成。OLT 为接入网提供网络侧与核心网之间的接口, 通过ODN与各ONU 连接。作为PON 系统的核心功能设备, OLT 具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON 系统的功能。ONU 为接入网提供用户侧的接口, 提供话音、数据、视频等多业务流与ODN 的接入, 受OLT 集中控制。系统支持的分支比为116/ 32/ 64, 随着光收发模块的发展演进, 支持的分支比将达到1128。在同一根光纤上, GPON 可使用波分复用(

16、WDM)技术实现信号的双向传输。根据实际需要, 还可以在传统的树型拓扑的基础上采用相应的PON 保护结构来提高网络的生存性。 1.2.3 GPON信号传送原理 GPON系统上下行采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。 为了分离不同的用户数据，采用以下两种复用技术： 下行数据流采用广播方式； 上行数据流采用TDMA方式。 下行数据为广播方式：OLT向所有的ONU广播相同的数据，通过ONUID来区分不同的ONU数据，ONU 通过过滤来接收属于自己的数据，GPON的下行帧长为固定的125us 。 由ONU到OLT的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，每个ONU 在分配到的上行时隙上传输

17、属于自己的信息，通过不同的时隙来区分不同的ONU 用户数据，每帧共有9120个时隙。 1.3 FTTH技术 1.3.1 FTTH技术概述 尽管如今移动通信发展速度很快，但其由于带宽难以提高，终端体积追求小巧，显示屏幕受限等因素，人们依然需要性能更强得多的固定终端。信息化进程的前进和网络业务需求的提高，快速推动着网络的发展。 FTTH（光纤入户）的意思是光纤和终端设备一同进入家庭，也就是说将光网络单元（ONU）安装到用户家庭，从而实现数据，图像，语音业务的整合。它是光接入系列中最接近用户的类型之一。FTTH的优点是增强了网络对波长、速率、数据格式和协议的透明性，可以提供更大的带宽，支持的协议也较为灵活。值得一提的是其对环境影响和供电都要求都不高，便于了安装和维护。光纤到户的最大优势在于，它具有非常大的带宽，是解决“最后一公里”瓶颈的最佳方案。 根据光纤深入用户的程度，可以分为FTTC(光纤到路边)、FTTZ（光纤到小区）、FTTO（光纤到办公室）、FTTF（光纤到楼层）、FTTH（光纤到用户）等。 这里我们只研究FTTH，其它方式暂不多谈。