【導(dǎo)讀】多樣的要求也越來也高。GPON是新一代寬帶無源光綜合接入標準，具有高帶寬、高速、高效傳輸、大范圍覆蓋、用戶接口豐富等眾多特點。目前，中國運營商逐。本著實用的原則，綜合考慮設(shè)備選型，ONU位置，IP地址分配，實。并選定一個小區(qū)，進行完整的光纖接入網(wǎng)設(shè)計，達到學(xué)有所用的

　　

【正文】 d B / k m )1310nm 1310nm:0λ c ≤1 2 5 0非色散位移單模光線G.652光纖低水峰（全波） 單模光纖的性能及應(yīng)用 ：1550nm:17λ c j ≤1 2 5 0ODN 光通道損耗公式為： 式 (7－ 1) 本小區(qū)使用的光纖為 。其最大衰減系數(shù)取 。 表 71 G． 652 光纖 性能及應(yīng)用 光分路器插損取 2*32 為 。 表 72 PLC 分光器損耗參數(shù) PLC 光分路器參數(shù) 單位 指標 1 4 1 8 1 16 1 32 2 32 1 64 插入損耗 典型值 dB 最大值 18 活接頭損耗取 , 死接頭損耗取 ，損耗富余度取 。 若求最大光通道損耗，需取距離 OLT 最遠距離的 ONU 與 OLT 間的光纖長度。經(jīng)估算距離最遠 的 ONU 為 2km。 37 表 73 損耗預(yù)算 項目（ 1310nm） 單位損耗 數(shù)量 /長度 總損耗（ dB） 光分路器（ 2： 32） （ dB/個） 1 個 熔接接頭 ～ （ dB/個） 0 個 連接器（ APC） ～ （ dB/個） 4 個 光纜老化損耗 ≤ （ dB/km） 2km 光纖損耗 ≤ （ dB/km） 2km 合計損耗 表 74 我國通信行業(yè)標準中關(guān)于 GPON 光模塊的光功率技術(shù)指標要求 OLT 側(cè)（ dBm） ONU 側(cè)（ dBm） 1490nm 1310nm 1310nm 1490nm 最小發(fā)射光功率 最大發(fā)射光功率 接收靈敏度 平均最大接收光功率 最小發(fā)射光功率 最大發(fā)射光功率 接收靈敏度 平均最大接收光功率 1000BASEPX10 3 +2 24 3 1 +4 24 1 1000BASEPX20 +2 +7 27 6 1 +4 24 3 若滿足小區(qū)接入各用戶業(yè)務(wù)的正常提供，需取上行方向 1310nm 波長的 ONU最小發(fā)射功率和 OLT 接受靈敏度。則需光功率預(yù)算公式： 式 (5－ 3) 其中 華為 ONU AN500604 的最小發(fā)射功率為 ， 華為 OLT AN511602 的接受靈敏度為 33dbm。則 =〉=33dbm，最大光功率損耗符合標準 要求 。 38 華為的 OLT 端口最多可帶 64 個 ONU，需要根據(jù)分光器的比例和光纜距離合理計算，必須留有富裕度。 PON 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍其實主要考慮的是 ODN 網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的范圍。而 ODN 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍 主要要考慮 ODN 的光功率衰減因素，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計前需對 ODN 光通道衰減的預(yù)算，控制 ODN 最大的衰減值，使其符合 PON 系統(tǒng)的光功率預(yù)算要求。PON 系統(tǒng)允許的光功率預(yù)算見表 。 PON 系統(tǒng)允許的光功率預(yù)算（最壞值估算） 設(shè)備類型 光器件類型 最大允許衰減 1310nm 1490nm GPON B+ 28dB 28dB ODN 光通道衰減所允許的衰減定義為 S/R 和 R/S 參考點之間的光衰減，以 dB 表示。 ODN 光通道衰減包括光纖、光分路器、光活動連接器、光纖熔接接頭所引入的衰減總和。 應(yīng)采用最壞值法進行 ODN 光通 道衰減預(yù)算，常用的 ODN 光通道模型見圖 2。 ODN 光通道模型 ODN 光通道衰減預(yù)算公式： 公式中， ：為光通道全程 n 段光纖衰減總和； 39 ：為 m 個光活動連接器插入衰減總和； ：為 p 個光纖熔接接頭衰減總和； ：為 k 個光分路器插入衰減總和； Mc：光纖鏈路光衰減富余度 計算時相關(guān)參數(shù)典型取值如下： 光纖衰減： 1310nm 波長， 1490nm 波長， 光活動連接器插入衰減： 光纖熔接接頭衰減：分立式光纜光纖接頭衰減雙向平均值為 ；帶狀光纜光纖接頭衰減雙向平均值為 ； 冷接子雙向平均值為 ； 計算時光分路器插入衰減參考值見表 ； 光纖富余度 Mc：傳輸距離≤ 10 公里時，光功率預(yù)算富余度不少于 2dB； 傳輸距離＞ 10 公里時，光功率預(yù)算富余度不少于 3dB。 光分路器典型插入衰減參考值 分光器類型 衰減值 1:2 1:4 1:8/2:8 1:16/2:16 1:32/2:32 FBT 或 PLC ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 注：表中所列典型插入衰減值僅針對均勻分光型器件。在 FTTV 等應(yīng)用場景下，考慮 到 ONU 放置的分散性，一般需要采用不均勻分光方式，光分路器的實際插入衰減值取決于定制的分光比率。 ODN 在光節(jié)點設(shè)置上分為光匯聚點、 FP 點（光靈活點）、 DP 點（光分配點），在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上以主干光纜 —— 配線光纜 —— 引入光纜三層結(jié)構(gòu)為主，結(jié)合 ODN光通道計算的衰減值，以及下面介紹的網(wǎng)絡(luò)容量等因素，以采用 EPON 技術(shù)為例，來確定各光節(jié)點的覆蓋范圍。 40 光匯聚點。 OLT 設(shè)備一般設(shè)置于光匯聚點，城市區(qū)域 OLT 覆蓋半徑（主干光纜）盡量控制在 ～ 3Km，農(nóng)村區(qū)域 OLT 覆蓋半徑（主干光纜）盡量控制在 5～10Km。 FP 點 覆蓋半徑（配線光纜）控制在 300～ 500 米，主要用于匯聚多條配線光纜的光交接設(shè)施。 DP 點。城市中心區(qū)域的 DP 點覆蓋半徑應(yīng)控制在 100～ 200 米，市郊和縣城區(qū)域的 DP 點覆蓋半徑應(yīng)控制在 100～ 300 米，農(nóng)村 DP 點覆蓋面積可以以自然村為界劃定。 在光纜建設(shè)規(guī)劃上，主干光纜應(yīng)留有一定的富裕量，以便滿足將來 PON 網(wǎng)絡(luò)擴容升級的需要。如一個 PON 口將來不能滿足現(xiàn)在所覆蓋用戶容量需求時，只需在 OLT 設(shè)備上增加一個 PON 口，在 FP 點增加一分路器，把原分路器所帶的一半用戶割接至新增的分路器上即可使網(wǎng)絡(luò)容量帶寬增加一倍。 1:2 分光器衰減為 dB 1:8 分光器衰減為 dB 1:16 分光器衰減為 dB 1:32 分光器衰減為 dB 1:64 分光器衰減為 dB 41 一般從 OLT PON 口里出來的光為 +3— +5dB,上行口為 6— 7dB 左右。而 ONU的光口靈敏度雖說是 28dB。但一般 20dB 以上最好，當(dāng)然也不排除有 23 24dB能開起來，這種的必竟不多，如果說從 OLT 到小區(qū)里的主干光纖測試為 3dB，這樣的話在分光比為 1:32 的情況下，按上圖來算，在 ONU 側(cè)接收的功率應(yīng)該為 18 波長光纜在正常情況下每公里損耗 ,法蘭盤 ，因此符合計算結(jié)果。 注：光纖損耗一般是隨著波長加長而減小， 微米的損耗為 ,微米的損耗為 , 微米的損耗為 。 八 ＩＰ地址分配 IP 地址概述 IP 地址包含許多方面，如構(gòu)建 IP 地址的計算、為數(shù)據(jù)到達目的地指定的 IP地址類以及公有和私有 IP 地址。 IP 地址又可以分為 IPV4（ IP 第四版）和 IPV6（ IP 第六版）兩類地址， 32 位的 IPV4 地址是當(dāng)今最常用的地址類型，理論有大約 40 億個的主機地址，但是因為 IPV4 地址不能被全球用戶所分配，所以就引申而來 IPV6 類型的 IP 地址， IPV6使用的是 128 位編碼，因此大大的能為全球所有用戶分配 IP 地址。在很多大學(xué)和重要機構(gòu)現(xiàn)在都開始用 IPV6 作為其內(nèi)部網(wǎng)地址編碼 ；但是在 EPON 通信網(wǎng)絡(luò)中還是主要用的是 IPV4 的地址。 對于 IPV4 地址，為了滿足不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的需求并幫助對其進行分類，所以將 IP 地址分成不同類別，稱之為“類”。 為類分配 IP 地址稱為有類編址，在早期 inter 中類是有互聯(lián)網(wǎng)編號指派機構(gòu)（ IANA）確定的，每個 IP 地址都分為網(wǎng)絡(luò) ID 和主機 ID。此外，每個地址起始處的位或位序列可確定地址的類。 42 圖 81 IP 地址的分類 A、 B、 C 類地址研究 A 類地址只是用 32 位數(shù)的第一個二進制八位數(shù)來表示網(wǎng)絡(luò)地址，而其余三個二進制八 位數(shù)用來表示主機地址的。 A 類地址的第一位始終為“ 0”，所以可表示的最小數(shù)是十進制的 0（ 00000000），可表示的最大網(wǎng)絡(luò)位數(shù)為十進制 127（ 01111111）。然而，需要保留網(wǎng)絡(luò)號得全 0（ 00000000）和全 1（ 11111111），他們不能用作網(wǎng)絡(luò)地址。如果 32 位地址的第一個二進制八位數(shù)以 1 和 126 之間的值開頭，則它為 A 類地址。 B 類地址是以 32 為數(shù)的前兩個二進制八位數(shù)用來表示網(wǎng)絡(luò)地址，其余兩個二進制八位數(shù)用來表示主機地址。對于 B 類地址的分配第一個二進制八位數(shù)以二進制數(shù) 10 開頭可保證 B 類空間與 A 類空間的 上限分開。第一個二進制八位數(shù)的其余 6 為可以填入 1 和 0。因此， B 類地址可表示的最小數(shù)是 1000000（十進制128），可表示的最大數(shù)是 10111111（十進制 191）。如果地址的第一個二進制八位數(shù)以 128 到 191 之間的值開頭，則它為 B 類地址。 IP 地址范圍如圖 82 所示 對于 C 類的 IP 地址分配，我們采用 A、 B 類 IP 地址的分配方法，因此得到第一個二進制八位數(shù)中包含 192 到 223 之間的數(shù)，則它是為 C 類地址。 43 圖 82 IP 地址范圍 公有和私有 IP 地址 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)是通過 Inter 彼此連接的，而另一些網(wǎng)絡(luò)則是私有的。如在學(xué)校寢室內(nèi)用傻瓜式搭建的 TPlink 路由器網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)部主機獲取的 IP 地址就是私有 IP 地址，而私有 IP 地址是不能被路由到公網(wǎng)中的，下面我們來介紹公有和私有 IP 地址。 公有 IP 地址 Inter 的穩(wěn)定性直接取決于公用網(wǎng)絡(luò)地址的唯一性。因此，需要采用某種機制來確保地址的唯一性。這一機制最初是由 InterNIC（ Inter 網(wǎng)絡(luò)信息中心）的組織來負責(zé)，后來這一機構(gòu)演變成為 IANA 仔細管理 IP 地址的剩余供應(yīng)，以確保不會出現(xiàn)公用地址重復(fù)的情況。 如果重復(fù)了會造成 Inter 的不穩(wěn)定，并損害其將數(shù)據(jù)報傳送到使用重復(fù)地址的網(wǎng)絡(luò)的能力。而要獲取 IP 地址或地址塊，必須聯(lián)系 Inter 服務(wù)提供商（ ISP）。 隨著 Inter 的快速發(fā)展，公有地址幾乎用完，因此后來出現(xiàn)了一些技術(shù)來解決此類問題，如網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（ Net）、 IPV6，如下圖 公有 IP 地址： 44 圖 公共 IP 地址 私有 IP 地址 雖說 Inter 主機需要全球唯一的 IP 地址，但未連接到 Inter 上的私有主機可使用任何有效地址，只要其在 私有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)是唯一的即可。但是由于許多私有網(wǎng)絡(luò)與公有網(wǎng)絡(luò)共存，因此是禁止占用“任意地址”。 在 RFC1918 文檔中，其中有提到建議將可用的 IP 地址空間快保留給私有網(wǎng)絡(luò)。對于需要 IP 來支持應(yīng)用程序或主機的但無需連接到 Inter 的私有網(wǎng)絡(luò)，可以簡單地使用分配給私有用途的地址。 其中有三個 IP 地址塊（一個 A 類網(wǎng)絡(luò)、 16 個 B 類網(wǎng)絡(luò)和 256 個 C 類網(wǎng)絡(luò)）被指定為用于私有內(nèi)部用途，該范圍內(nèi)的地址不能在 Inerter 主干上路由。 Inter路由器被配置成丟棄私有地址（即不被路由到公網(wǎng)中）。 對于 EPON 中的 IP 地址來說，在 OLT 和 ONU 的接入端我們是采用公有 IP 地址來給設(shè)備編號或配置 IP 地址，或者是從 ONU 一端到用戶端我們是采用動態(tài)的 IP 地址。使用私有地址的網(wǎng)絡(luò)必須連接到 Inter 上時，必須將私有地址轉(zhuǎn)換成公有地址，轉(zhuǎn)換程序可以是 NAT，而執(zhí)行 NAT 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通常是路由器（ router）。 45 圖 私有 IP 地址 PON 網(wǎng)絡(luò) IP 地址的規(guī)劃 業(yè)務(wù)類型 IP 地址類型 規(guī)劃方式 IP 地址分配方式 高速上網(wǎng) (PPPoE) 公網(wǎng)IP 全國按省統(tǒng)一規(guī)劃 BRAS PPPoE 分配 私網(wǎng)IP 全省按地市統(tǒng)一規(guī)劃 企業(yè)接入 公網(wǎng)IP 全國按省統(tǒng)一規(guī)劃 企業(yè)出口由移動分配靜態(tài)地址，企業(yè) 內(nèi)部自行 DHCP 或靜態(tài) 企業(yè)專線互聯(lián) 私網(wǎng)IP 全省按地市統(tǒng)一規(guī)劃 靜態(tài)配置 VOIP(內(nèi)置 AG/IAD)/視頻會 私網(wǎng)IP 全國按大區(qū) /省統(tǒng)一 規(guī)劃 靜態(tài)配置 46 議 VOIP(SIP Phone 等 )/視頻通話 BRAS DHCP 分配 IPTV 私網(wǎng)I