【正文】 即通常所說(shuō)的 Cable Modem 接入方式，它建立在現(xiàn)有有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上。 以太網(wǎng)接入方式與 IP 網(wǎng)絡(luò)相適應(yīng)，符合未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) 。 目前所有的主流操作系統(tǒng)及應(yīng)用都與以太網(wǎng)兼容 。在接入網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，以太網(wǎng)接入技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在 : 作為一種成熟 的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其應(yīng)用基礎(chǔ)雄厚，用戶(hù)的使用經(jīng)驗(yàn)豐富 。 以太網(wǎng)接入方式 它由局端設(shè)備和用戶(hù)端設(shè)備組成，其中局端設(shè)備具備匯聚用戶(hù)端設(shè)備網(wǎng)管信息的功能，位于商業(yè)樓宇或小區(qū)之中，而用戶(hù)端設(shè)備則放置在樓層內(nèi)。 根據(jù)光網(wǎng)絡(luò)單元的具體位置，光纖接入方式可分為 : FTTR(光纖到遠(yuǎn)端接點(diǎn) )、FTTB(光纖到大樓 )、 FTTC(光纖到路邊 )、 FTTZ(光纖到小區(qū) )以及 FTTH(光纖到用戶(hù) )等。光纖接入方式最大的優(yōu)勢(shì)在于可用帶寬大，且應(yīng)用潛力巨大。在實(shí)際接入網(wǎng)中，有時(shí)會(huì)用到多種傳輸介 質(zhì)，如既用到銅線(xiàn)，又用到光纖，甚至還同時(shí)用到無(wú)線(xiàn)介質(zhì)，這樣就形成了混合接入網(wǎng)。有線(xiàn)接入網(wǎng)又分為銅線(xiàn)接入網(wǎng)和光纖接入網(wǎng)兩種。 五 桃花塢二小區(qū) GPON 光纖接入網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案 接入方式的選擇 接入網(wǎng)通常是按其所用傳輸介質(zhì)的不同來(lái)進(jìn)行分類(lèi)的。當(dāng)前其發(fā)展的主要目標(biāo)是用光纖作傳輸媒介，經(jīng)濟(jì)地提供基于 STM 的窄帶綜合數(shù)字業(yè)務(wù)和CATV 寬帶業(yè)務(wù)，同時(shí)還要考慮到將來(lái)能順利過(guò)渡到基于 ATM 的寬帶綜合數(shù)字業(yè)務(wù)。盡管在接入網(wǎng)的建設(shè)中存在不少的爭(zhēng)議問(wèn)題，但毋庸置疑的一點(diǎn)是：發(fā)展光纖接入是解決接入網(wǎng)寬帶化的最根本和行之有效的辦法 ,光纖應(yīng)盡量向用戶(hù)延伸，盡量靠近用戶(hù)。骨干網(wǎng)上的巨大帶寬如果得不到充分利用 ，也是一種投資的浪費(fèi)。這將是一個(gè)循序漸進(jìn)的發(fā)展過(guò)程。整個(gè)光纖接入網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)和發(fā)展均應(yīng)適度超前于用戶(hù)的實(shí)際需求。在我國(guó)城市地區(qū)除了個(gè)別發(fā)達(dá)的城市外，光纖接入網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)以光纖到大樓為主，盡量實(shí)現(xiàn)光纜通達(dá)全部大樓。 按每戶(hù) 1 部寬帶及電話(huà)設(shè)計(jì)，可滿(mǎn)足 312 戶(hù)寬帶及語(yǔ)音業(yè)務(wù)需求。 業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)測(cè) 桃花塢二小區(qū)屬住宅樓性質(zhì)，共 15 棟樓， 其中一、二、三幢為 16 戶(hù)，四、五、六、七、八、九幢為 24 戶(hù)，十一、十二、十三幢為 20 戶(hù)，十四、十五幢為30 戶(hù)。 總之， ADSL 是眾多 DSL 技術(shù)中更為成熟的一種，其帶寬較大、投資較小、連接簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)使其發(fā)展的很快。由于 ADSL 使用的是高頻信號(hào)，所以在兩端還都要使用 ADSL 信號(hào)分離器（ Demultipexer），將 ADSL 數(shù)據(jù)信號(hào)和普通音頻電話(huà)信號(hào)分離開(kāi)，以免用戶(hù)打電話(huà)的時(shí)候出現(xiàn)噪音干擾的現(xiàn)象。在電信服務(wù)提供商端，需要將每條開(kāi)通ADSL 業(yè)務(wù)的電話(huà)線(xiàn)路連接在 DSLAM（數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)路訪問(wèn)多路復(fù)用器）上。但它們的缺點(diǎn)是覆蓋面有限，并且一般高速傳輸數(shù)據(jù)是非對(duì)稱(chēng)的，上行傳輸數(shù)據(jù)傳輸速度較低。通常 ADSL 在不影響正常電話(huà)通信的情況下可以提供最高 的上行速度和最高 24Mbps 的下行速度。從而成功避免了相互之間的干擾 。它在一對(duì)電話(huà)線(xiàn)上同時(shí)傳送一路高速下行數(shù)據(jù)、一路較低速率下行數(shù)據(jù)和一路模擬電話(huà)數(shù)據(jù)。其優(yōu)點(diǎn)是帶寬相對(duì)較大、連接簡(jiǎn)單、成本較小。 由于本小區(qū)現(xiàn)行接入為 ADSL 本章只介紹 ADSL 接入，其他暫不介紹。 現(xiàn)行用戶(hù)接入方式及接入業(yè)務(wù)狀況 現(xiàn)行小區(qū)的用戶(hù)接入方式為 ADSL 接入方式 ,其屬于銅線(xiàn)寬帶接入。并且由于接入單元的數(shù)量較小，其管理工 18 作非常簡(jiǎn)單，但是，設(shè)備的安全性也同樣至關(guān)重要。 以下為桃花塢二小區(qū)平面圖及局所位置 本設(shè)計(jì)所涉及范圍的用戶(hù)群狀況 由于桃花塢二小區(qū)的樓宇分布較為簡(jiǎn)單，用戶(hù)數(shù)量較少 ,且基本為普通居民用戶(hù)。其中一、二、三幢為 16 戶(hù)，四、五、六、七、八、九幢為 24 戶(hù)， 十 十一、十二、十三幢為 20 戶(hù)，十四、十五幢為 30 戶(hù)。 圖 2－ 4 多級(jí)聯(lián)樹(shù)型 17 三 桃花塢二小區(qū)本地網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行數(shù)據(jù) 桃花塢二小區(qū)本地平面圖及局所位置 桃花塢二小區(qū)位于 XXXX 市團(tuán)塘路上。 其優(yōu)點(diǎn)是由于安裝光分路器比較分散，于是減少了對(duì)管道的需求，更適用于用戶(hù)更加分散的小區(qū)。而缺點(diǎn)是光分 路器后的光纜數(shù)量、對(duì)管道需求量很大。因此，減少了光纜線(xiàn)路的衰減和故障率。 圖 2－ 2 星型結(jié)構(gòu) 關(guān)于樹(shù)型結(jié)構(gòu)，樹(shù)型結(jié)構(gòu)可分為兩種： OLT 與 ONU 按照一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)配置，也就是一個(gè) OLT 連接多個(gè) ONU，并且中間有一個(gè) POS。也就是一個(gè) ONU 直接與一個(gè) OLT 連接，而中間不需要 OBD（光分路器）。 接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ODN 的基本結(jié)構(gòu)：根據(jù)光分 路器（ OBD）的連接方式，網(wǎng)絡(luò)可組成很多種結(jié)構(gòu)，而星型和樹(shù)型是最普遍的。主要是為住宅用戶(hù)提供寬帶服務(wù)。主要應(yīng)用于遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、綜合大樓及大型娛樂(lè)場(chǎng)所，為大中型企事業(yè)單位和商業(yè)用戶(hù)服務(wù)，并為其提供高速數(shù)據(jù)、電子商務(wù)等寬帶業(yè)務(wù)。 FTTH是光纖接入網(wǎng)的最終目標(biāo)，但是 由于每一用戶(hù)都需要一對(duì)光纖和獨(dú)自的 ONU，因此成本非常昂貴，目前實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不現(xiàn)實(shí)。其中最常用的三種是 FTTH（光纖到用戶(hù)）、 FTTB（光纖到大樓）、 FTTC（光纖到路邊）。它屬于并聯(lián)形結(jié)構(gòu)。但它缺點(diǎn)是：所需光纖較多，對(duì)中央節(jié)點(diǎn)的可靠性要求非常高。 星形結(jié)構(gòu)：它是將各用戶(hù)終端通過(guò)一個(gè)位于中央節(jié)點(diǎn) (設(shè)在端局內(nèi) )具有控制和交換功能的星形耦合器進(jìn)行信息交換的。 環(huán)形結(jié)構(gòu)：它是所有節(jié)點(diǎn)共享一條光纖鏈路，將光纖鏈路首尾相連，自成封閉回路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但其缺點(diǎn)是：存在損耗累積，用戶(hù)接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍要求較高，對(duì)主光纖的依賴(lài)性強(qiáng)。 總線(xiàn)型：總線(xiàn)形結(jié)構(gòu)是將光纖作為公共總線(xiàn)，各用戶(hù)終端通過(guò)耦合器與總線(xiàn)直接連接。 PON 即無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（無(wú)源的光接入網(wǎng)）分為 APON、 EPON 和 GPON 等幾種 ,其中 EPON 是將以太網(wǎng)技術(shù)與 PON 技術(shù)完美結(jié)合。 14 光纖接入網(wǎng)的分 類(lèi) 按技術(shù)上 分， 光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡(luò)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，有源光網(wǎng)絡(luò)可以分為基于 PDH 和 SDH 兩種。同時(shí)，它仍具有對(duì)話(huà)音的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)相互轉(zhuǎn)換功能。 ONU 的網(wǎng)絡(luò)端是光接口，而它的用戶(hù)端是電接口。 ONU 可以接入多種用戶(hù)終端，并且具有光電轉(zhuǎn)換的功能以及相應(yīng)的維護(hù)和監(jiān)控的功能。 響應(yīng) OLT 發(fā)出的測(cè)距以及功率控制命令，并遵照控制命令作出相應(yīng)的調(diào)整。 光網(wǎng)絡(luò)分配單元 ONU 的功能是為其接入網(wǎng)絡(luò)提供用戶(hù)側(cè)的接口。它能夠?qū)⒔粨Q機(jī)的交換功能與用戶(hù)接入完全隔開(kāi)，并提供對(duì)自身和用戶(hù)端的監(jiān)控和維護(hù)。 發(fā)起并控制測(cè)距過(guò)程，并記錄測(cè)距信息。 13 圖 21 光纖接入網(wǎng)模型 光線(xiàn)路終端 OLT 的功能是為接入網(wǎng)絡(luò)提供與本地交換機(jī)之間信息傳輸?shù)慕涌冢⑶彝ㄟ^(guò)光傳輸?shù)姆绞脚c用戶(hù)端的光網(wǎng)絡(luò)單元通信。 光纖接入網(wǎng)結(jié)構(gòu) 可以說(shuō) OLT 和 ONU 組成 光纖接入網(wǎng)（ OAN），其包含與 UNI（用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口）有關(guān)的用戶(hù)端口功能、與 SNI（業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口）有關(guān)的業(yè)務(wù)端口功能以及核心功能（如集線(xiàn)、電路仿真和通路選擇），這些功能分布在 OLT（光線(xiàn)路終端）和ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）中。 于是，它以頻帶寬、損耗低、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、工作性能可靠、原材料豐富等優(yōu)點(diǎn)贏得了市場(chǎng)的肯定。 衰減小。 光纖抗干擾性好，不會(huì)被電磁或雷電等的影響。 FTTH從封裝協(xié)議的不同可分為 BPON， EPON， GPON 等，這些 PON 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都為樹(shù)型結(jié)構(gòu)。 這里我們只研究 FTTH，其它方式暫不多談。光纖到戶(hù)的最大優(yōu)勢(shì)在于，它具有非常大的帶寬，是解決 “最后一公里”瓶頸的最佳方案。 FTTH 的優(yōu)點(diǎn)是增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)波長(zhǎng)、速率、數(shù)據(jù)格式和協(xié)議的透明性，可以提供更大的帶寬，支持 的協(xié)議也較為靈活。 FTTH（光纖入戶(hù)）的意思是光纖和終端設(shè)備一同進(jìn)入家庭，也就是說(shuō)將光網(wǎng)絡(luò)單元（ ONU）安裝到用戶(hù)家庭，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)，圖像，語(yǔ)音業(yè)務(wù)的整合。 FTTH 技術(shù) FTTH 技術(shù)概述 盡管如今移動(dòng)通信發(fā)展速度很快，但其由于帶寬難以提高，終端體積追求小巧，顯示屏幕受限等因素，人們依然需要性能更強(qiáng)得多的固定終端。 下行數(shù)據(jù)為廣播方式： OLT 向所有的 ONU 廣播相同的數(shù)據(jù)，通過(guò) ONUID 來(lái)區(qū)分不同的 ONU 數(shù)據(jù)， ONU 通過(guò)過(guò)濾來(lái)接收屬于自己的數(shù)據(jù)， GPON 的下行幀長(zhǎng)為固定的 125us 。 GPON 信號(hào)傳送原理 GPON 系統(tǒng)上下行采用 WDM 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸（強(qiáng)制）。在同一根 光纖 上 , GPON 可使用波分 復(fù)用 (WDM)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的雙向傳輸。 ONU 為 接入網(wǎng) 提供用戶(hù)側(cè)的接口 , 提供 話(huà)音 、數(shù)據(jù)、視頻等 多業(yè)務(wù)流與 ODN 的接入 , 受 OLT 集中控制。 OLT 為 接入網(wǎng) 提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與 核心網(wǎng) 之間的接口 , 通過(guò) ODN 與各 ONU 連接。 使用 GEM 承載各種 用戶(hù)業(yè)務(wù) 的技術(shù)也得到大 家的一致認(rèn)可 , 已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用和發(fā)展。 GPON 能夠同時(shí)承載 ATM 信元和 / 或 GEM 幀 , 有很 好的提供服務(wù)等級(jí)、支持 QoS 保證和全業(yè)務(wù)接入的能力。 GPON 速率高達(dá) 2 .5 Gbps, 能提供足夠大的帶寬以滿(mǎn)足未 來(lái)網(wǎng)絡(luò)日益增長(zhǎng)的對(duì)高帶寬的需求 , 同時(shí)非對(duì) 稱(chēng)特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)。 基于 GPON 技術(shù)的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與已有的 PON 類(lèi)似，也是由 局端 的 OLT(光線(xiàn)路 終端 )，用戶(hù)端的 ONT/ONU(光網(wǎng)絡(luò) 終端或稱(chēng)作 光網(wǎng)絡(luò)單元 )，連接前兩 種設(shè)備由單模 光纖 (SM fiber)和無(wú)源分光器 (Splitter)組成的ODN(光分配網(wǎng)絡(luò) )以及網(wǎng)管 系統(tǒng)組成 。而 GPON(GigabitCapable Passive Optical Network) 最早由 FSAN 組織于 2021 年 9 月提出， ITUT 在此基礎(chǔ)上于 2021 年 3 月完成了 ITUT 和 的制定， 2021 年 2 月和 6 月完成了 的標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于電信運(yùn)營(yíng)商而 言 ,FTTH 是關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的重要領(lǐng)域 ,采用 GPON 方式進(jìn)行 FTTH 接入有其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。 現(xiàn)如今我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 ,各地城市的迅猛建設(shè) ,使得光纖通信再一次被人們關(guān)注。常規(guī)數(shù)字電視 編碼的一路 SDTV 節(jié)目需要 2Mbit/s,加上數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)，接入帶寬至少需要4Mbit/s。為了提高網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的容量、 8 質(zhì)量、速度以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的開(kāi)發(fā)利用 ,我們必須要突破這一瓶頸，最大程度的提高這“最后一公 里”的傳輸效率。 光纖接入技術(shù)的研究意義 隨著 Inter 的快速發(fā)展 ,我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)信息交流爆炸的網(wǎng)絡(luò)型社會(huì) ,我們的學(xué)習(xí)、工作及生活已經(jīng)無(wú)法再離開(kāi)網(wǎng)絡(luò) ,光纖在傳輸帶寬方面具有極大的優(yōu)勢(shì)。而“無(wú)源”，是指 ODN 中不需要電子電源及有源電子器件，全部由光分路器（ Splitter）等無(wú)源器件組成，因此其維護(hù)的成本相比較低，對(duì)雷電、磁場(chǎng)等環(huán)境因素的干擾影響不明顯。 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（ PON）技術(shù)是點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入技術(shù)，由局側(cè)的光線(xiàn)路終端（ OLT）、用戶(hù)側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元（ ONU）以及光分配網(wǎng)絡(luò)（ ODN）組成。從光纖接入網(wǎng)是否有電 源分類(lèi)，又可以分成無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（ PON）和有源光網(wǎng)絡(luò)（ AON）兩類(lèi)。 ONU 可以以多種方式連接用戶(hù)，一個(gè) ONU 可以連接多個(gè)用戶(hù)。 7 一 緒論 光纖接入技術(shù) 光纖接入技術(shù)概述 接入網(wǎng)也稱(chēng)為光纖用戶(hù)環(huán)路（ FITL），它的光線(xiàn)路終端（ OLT）可以設(shè)在交換局中也可設(shè)置在遠(yuǎn)端。 在我國(guó)南方，接入網(wǎng)主要是采用 ADSL/ADSL2+、 LAN 技術(shù)為主，由于需要大量的實(shí)線(xiàn)、銅纜作為接入網(wǎng)的媒質(zhì)，提高了建網(wǎng)成本，加大了滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求的難度。目前 , ATM 承載 話(huà)音 、 PDH、 Ether 等多業(yè)務(wù)的技術(shù)已經(jīng)非常成熟 。 GPON 速率高達(dá) 2 .5 Gbps, 能提供足夠大的帶寬以滿(mǎn)足未 來(lái)網(wǎng)絡(luò)日益增長(zhǎng)的對(duì)高帶寬的需求 , 同時(shí)非對(duì)稱(chēng)特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)。從而最終形成了 GPON 的標(biāo)準(zhǔn)族。 GPON(GigabitCapable PON) 技術(shù)是基于 標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無(wú)源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍， 用戶(hù)接口 豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)，被大多數(shù) 運(yùn)營(yíng)商 視為實(shí)現(xiàn) 接入網(wǎng) 業(yè)務(wù)寬帶化，綜合化改造的理想技術(shù)。并選定一個(gè)小區(qū)，進(jìn)行完整的光纖接入網(wǎng)設(shè)計(jì)，達(dá)到學(xué)有所用的目的。 本文簡(jiǎn)要介紹了關(guān)于 GPON 的一系列基礎(chǔ)知識(shí)和以 GPON 為接 入方式的小區(qū)接入網(wǎng)規(guī)劃。 1 北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 桃花塢二小區(qū) GPON 光纖接入網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 總 站 /學(xué) 習(xí) 中 心 __