【正文】 案 36 EPON工程實例 38 EPON在住宅小區(qū)中應(yīng)用方案 38 EPON在商業(yè)樓宇中應(yīng)用方案 45 EPON在別墅區(qū)中應(yīng)用方案 48 經(jīng)濟性分析 50 本章小結(jié) 51第5章 EPON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)測試 53 測試目的 53 測試配置 54 測試內(nèi)容及結(jié)果 54 本章小結(jié) 59第6章 總結(jié)與展望 61參考文獻 63作者簡歷 65致謝 66III浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 圖目錄圖目錄圖 部分國家互聯(lián)網(wǎng)普及率 13圖 中國寬帶網(wǎng)民規(guī)模對比 13圖 EPON參考結(jié)構(gòu) 16圖 上下行傳輸原理 19圖 EPON的層次模型 21圖 LLID在幀中的位置 24圖 測距和時延補償 29圖 小區(qū)EPON系統(tǒng)和IP網(wǎng)對接組網(wǎng)示意圖 39圖 小區(qū)EPON系統(tǒng)網(wǎng)管組網(wǎng)示意圖 44圖 商業(yè)廣場EPON系統(tǒng)FTTB組網(wǎng)示意圖 47圖 14號地塊EPON系統(tǒng)FTTH組網(wǎng)示意圖 49V浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 表目錄表目錄表 EPON與GPON主要技術(shù)參數(shù)比較表 8表 小區(qū)OLT、OBD和ONU安裝表 39表 小區(qū)設(shè)備配置情況 41表 小區(qū)光通道衰減核算表 44表 商業(yè)廣場光通道衰減核算表 47表 14號地塊光通道衰減核算表 49表 各種寬帶接入技術(shù)比較 50表 三種接入方式投資成本比較 51表 測試設(shè)備列表 54表 測試儀表列表 54表 上行以太網(wǎng)包吞吐量 55表 下行以太網(wǎng)包吞吐量 55表 上行以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)時延 55表 下行以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)時延 55表 上行以太網(wǎng)丟包率 56表 下行以太網(wǎng)丟包率 56浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第1章 緒論第1章 緒論 引言隨著Internet迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)用戶對網(wǎng)絡(luò)帶寬需求日漸增長。EPON(以太無源光網(wǎng)絡(luò))作為一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。因此，它綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點：低成本；高帶寬；擴展性強，靈活快速的服務(wù)重組；與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性；方便的管理等等。中國電信集團積極推進FTTx的試驗和建設(shè)，從2005年開始，組織在廣東、上海、湖北、北京4個地區(qū)開展了FTTH的現(xiàn)場試驗，對FTTH相關(guān)的技術(shù)標準、規(guī)劃建設(shè)、業(yè)務(wù)應(yīng)用、運行維護方面進行研究和探索。繼2001年日本開始實行“ejapan”計劃以及2004年底日本政府提出“ujapan”計劃后，2006年8月日本又推出“下一代寬帶發(fā)展戰(zhàn)略2010”，目標是：2010年寬帶覆蓋率達到100%，讓沒有寬帶建設(shè)的區(qū)域降為零；2010年日本90%的家庭都可接入超高速(傳輸速率為30Mb/s)網(wǎng)絡(luò)。目前日本的FTTH網(wǎng)絡(luò)為商業(yè)用戶提供1Gbps接入速率的服務(wù)，向一般家庭提供100Mbps接入速率的服務(wù)。韓國政府在2003年開始制定“IT839戰(zhàn)略規(guī)劃”，計劃逐步發(fā)展FTTx替代現(xiàn)有的DSL網(wǎng)絡(luò)，最終實現(xiàn)“uKorea”的目標。2009年2月韓國廣播通信委員會宣布，韓國政府和業(yè)界計劃在2012年前總共投資34萬億韓元()，在全國建成速度為目前10倍的光纜網(wǎng)絡(luò)、無線寬帶融合網(wǎng)絡(luò)(UBCN)。[、韓國：以國家戰(zhàn)略推動光纖寬帶發(fā)展中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)[J/OL]. ,]美國：目前，美國的寬帶平均速率不足5Mbps，遠低于日本63Mbps和韓國49Mbps的水平。美國FTTx建設(shè)今后將主要采用GPON技術(shù)，GPON在帶寬、容量、多業(yè)務(wù)支持能力等方面具有較大的優(yōu)勢。美國Verizon、ATamp。T在2005年啟動“光速”計劃，3年內(nèi)投資40億~60億美元建設(shè)FTTH/FTTN網(wǎng)絡(luò)，以FTTN為主、FTTH為輔。在俄羅斯，電信運營商TTK公司宣布計劃在2015年年底前投資15億美元建設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)；Vimpel公司2008年10月也提出建設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)的計劃，將于2011年在300個城市部署光纖接入網(wǎng)。2008年底法國電信重申，為了響應(yīng)法國政府2012年數(shù)字化法國的計劃，他們繼續(xù)承諾推進FTTH發(fā)展，一旦目前的試驗完成，法國電信就將進行大規(guī)模的FTTH部署。[：管制放松為發(fā)展破除障礙[J/OL]. ,] 國內(nèi)EPON發(fā)展情況隨著EPON互連互通測試順利完成，在中國，EPON已經(jīng)如火如荼地大規(guī)模應(yīng)用。2007年8月，中國電信完成了對4萬線EPON設(shè)備的集中采購和《》等相關(guān)企業(yè)標準的制訂工作。4萬線EPON設(shè)備的集采不僅激勵了中國電信各省公司的EPON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，還影響了中國其他運營商的決策。中國網(wǎng)通EPON招標主要包括約3600套光線路終端(OLT)和89000線光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，其中光纜終端設(shè)備集采大大超出原計劃的2000個。[，集采有望達200萬線[N].中國電子報, ][網(wǎng)通緊隨電信10月進行EPON設(shè)備集采[J].電信情報,2007(16):1011] 課題主要研究工作綜述EPON技術(shù)PON技術(shù)的發(fā)展，從APON/BPON發(fā)展到現(xiàn)在的EPON、GPON；從多方面對兩種接入技術(shù)EPON與GPON進行比較；分析國內(nèi)外市場發(fā)展狀況，綜合相關(guān)因素提出了EPON的預(yù)測模型；闡述EPON原理、協(xié)議棧結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)。分析組網(wǎng)模式介紹EPON三種主要應(yīng)用模式：FTTH、FTTB、FTTO，分析三種應(yīng)用模式的接入方式、應(yīng)用情況和使用場景。EPON測試對EPON系統(tǒng)進行測試，包括以太網(wǎng)業(yè)務(wù)性能測試；上、下行數(shù)據(jù)包吞吐量、時間延遲、丟包率、電路仿真測試和互聯(lián)網(wǎng)接入專線測試等。可采用兩種速率不同的幀結(jié)構(gòu)：一種是上；。上行傳輸?shù)氖峭话l(fā)形式的ATM信元，為了實現(xiàn)突發(fā)發(fā)送和接收，每53個字節(jié)的信元前面插入3字節(jié)的物理開銷。下行幀要擴展到224個信元，其中有216個數(shù)據(jù)信元，還有8個PLOAM信元。EPON是基于以太網(wǎng)的PON。EFM的物理層既包括用于點到點(P2P)連接的光纖與銅線，也包括用于點到多點(P2MP)的EPON。 對稱速率，將來速率還能升級到10Gbps。每幀開頭是長度為1 字節(jié)的同步標識符，用于OLT與ONU之間的時鐘同步；隨后是長度不同的數(shù)據(jù)包。每個ONU分配一個數(shù)據(jù)包。EPON是幾種最佳的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合。目前，IP/Ethernet應(yīng)用占到整個局域網(wǎng)通信的95%以上，EPON由于使用上述經(jīng)濟而高效的結(jié)構(gòu)，從而成為連接接入網(wǎng)最終用戶的一種最有效的通信方法。在一個EPON中，不需任何復(fù)雜的協(xié)議，光信號就能準確地傳送到最終用戶，來自最終用戶的數(shù)據(jù)也能被集中傳送到中心網(wǎng)絡(luò)。另外，(Quality of Service 質(zhì)量服務(wù))。這是因為GPON有兩大承諾：在PON 上傳送多業(yè)務(wù)時保證高比特率和高效率，故GPON 一開始就自下而上地重新考慮了PON 的應(yīng)用和要求，不再基于早先的APON 標準，所以稱為本色模式PON。GFP 是一種通用機制，它適配來自傳送網(wǎng)上高層客戶信令的業(yè)務(wù)，可對Ethernet、TDM (Time Division Multiplex and Multiplexer 時分復(fù)用和復(fù)用器)、ATM 等多種業(yè)務(wù)進行封裝映射，能提供1. 25Gb/ s和2. 5Gb/ s 下行速率和所有標準的上行速率，并具有強大OAM 功能。GPON 采用125μs 長度的幀結(jié)構(gòu)，用于更好地適配TDM 業(yè)務(wù)；繼續(xù)沿用APON 中PLOAM 信元的概念傳送OAM 信息，并加以補充豐富；幀的凈負荷中分ATM 信元段和GEM ( GPON Encapsulation Method) 通用幀段，實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)的接入。目前， 已經(jīng)發(fā)布的標準有：YD/T1475–2006接入網(wǎng)技術(shù)要求–基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)，2006年6月發(fā)布；YD/T 1531–2006接入網(wǎng)沒備測試方法–基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò)，2006年l2月發(fā)布。[2009年IEEE將發(fā)布10G EPON標準[EB/OL]. .net/ftth/316/a250501. html, ][IEEE “10G EPON”工作組主席宣布10G EPON標準將在2009年發(fā)布[J].有線電視技術(shù),2008(1):130] EPON與GPON的技術(shù)比較 技術(shù)參數(shù)比較。最大程度地繼承了以太網(wǎng)經(jīng)過長期、大規(guī)模實踐檢驗積累下來的寶貴技術(shù)經(jīng)驗。GPON標準相當復(fù)雜，在已有技術(shù)基礎(chǔ)上，以可接受的成本實現(xiàn)完全符合標準要求的設(shè)備比較困難。EPON模塊的主流廠商從日本和美國轉(zhuǎn)移到中國的臺灣和大陸。GPON方面除設(shè)備廠商自主設(shè)計的GPON芯片外，目前還沒有專業(yè)的芯片廠商推出商用GPON核心芯片。(3) 系統(tǒng)提供EPON系統(tǒng)的最初是一些新興專業(yè)廠商，如Alloptic和Salira等，現(xiàn)在傳統(tǒng)的主流電信大廠也進入該領(lǐng)域，極大的帶動了EPON產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。提供GPON系統(tǒng)的廠商目前只有幾個新興的專業(yè)廠商，如Flex–Light等，其生產(chǎn)供貸、技術(shù)支持和服務(wù)能力還有待提高，難以獨立支撐GPON的大規(guī)模部署，與EPON相比，產(chǎn)業(yè)鏈還不完整。從技術(shù)角度，EPON“進入門檻”很低，容易吸引大批廠商加入EPON產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。GPON芯片功能比較復(fù)雜，需要全新設(shè)計封裝格式，沒有對這方面比較熟悉的傳統(tǒng)廠商“技術(shù)門檻”較高，又會讓新興公司“望而卻步”。在模塊方面，從技術(shù)角度來看，由于GPON的光模塊要滿足很高的突發(fā)同步指標，對模塊中的驅(qū)動和前后放大器芯片的要求很高；還要滿足三類ODN的功率預(yù)算，對ONU發(fā)射機功率和OLT接收機的靈敏度也有很高要求，只能采用DFB (Distributed Feed Back 分布反饋激光) 發(fā)射機和APD (Avalanche Photo Diode 雪崩光電二極管) 的接收機，而它們的成本幾乎是EPON模塊中使用的傳統(tǒng)FP 發(fā)射機和PIN接收機的6倍(該數(shù)據(jù)來自光模塊廠商)，所以，GPON光模塊的成本顯然要高于EPON光模塊。這樣在標準頒布之時就早已做好了各方面的準備，一旦需求爆發(fā)馬上就可以開始大規(guī)模的部署。這反過來又大大促進了EPON產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，僅其一家的采購規(guī)模就足以拉低EPON光模塊的價格。而GPON目前的部署規(guī)模還很小，模塊價格很難快速下降。根據(jù)日本市場獲得的數(shù)據(jù)顯示，目前GPON系統(tǒng)價格約為每用戶750美元，是EPON價格的4倍，從長遠來看，EPON的成本下降速度也會比GPON更快。[Dan [J],2007][劉冬,張崙,[J].電信科學(xué),2005] 市場發(fā)展綜述從2002年開始FTTH在日本燃起星星之火，2003年，這棵火種蔓延至美國和韓國，F(xiàn)TTH發(fā)展勢頭強勁。2004年亞洲占全球PON銷售額的76%，北美占20%。[IEEE [J].Ethernet in the First Mile is all amendment to IEEE Std ,]OvumRHK預(yù)測，2009年底，其中將有2300萬的用戶選擇FTTx技術(shù)實現(xiàn)寬帶接入。在接受調(diào)查的12個熱點地區(qū)和國家中有一半市場的寬帶滲透率超過了30%，中國香港以84%的寬帶滲透率高居榜首，韓國以77%排在其后。為了奧運會的成功舉辦，北京在2008年投資66億美元擴展和升級電信網(wǎng)絡(luò)，基本完全實現(xiàn)FTTH。部分駐地運營商以及房地產(chǎn)商也開始對FTTH技術(shù)產(chǎn)生濃厚的興趣，積極與運營商合作開發(fā)建設(shè)FTTH。(2) 潛在市場需求旺盛(如用戶對帶寬的需求、IPTV業(yè)務(wù)、高清晰度數(shù)字電視業(yè)務(wù)等需要20Mbit／s的帶寬)，原ADSL等接人方式的帶寬已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)的需求，F(xiàn)TTH將有極大的發(fā)展空間。(4) 對國民經(jīng)濟產(chǎn)生深遠影響(我國大規(guī)模的FTTH建設(shè)需要大量光纖、光電器件、光傳輸設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)備，將極大的刺激相關(guān)制造業(yè)，帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，特別是光通信產(chǎn)業(yè)和電子信息產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展，因此將對我國整個國民經(jīng)濟產(chǎn)生深遠的影響)。(1) 國際EPON增長趨勢日本：從2002年開始發(fā)展FTTH，用戶數(shù)從2002年2萬人，增加到2006年800萬人，平均每年保持400%的增長，2004年FTTx的增長速率超過ADSL的增長速率，2006年FTTx：ADSL用戶數(shù)=800：1425萬戶，F(xiàn)TTx占寬帶用戶數(shù)35%。北美：從80年代開始發(fā)展FTTx，速度一直比較緩慢，2005年迎來大發(fā)展，2005年用戶數(shù)400萬人，2006年用戶數(shù)600萬人，平均每年保持50%的增長。歐洲：從1985年開始發(fā)展FTTx，速度一直比較緩慢，2005年迎來大發(fā)展，2005年用戶數(shù)196萬人，2006年用戶數(shù)231萬人，平均每年保持21%的增長。(2) 國內(nèi)寬帶用戶增長趨勢截至2008年底，%，%，略高于全球平均水平( %)。圖 部分國家互聯(lián)網(wǎng)普及率調(diào)查顯示，2008年下半年，%的中國網(wǎng)民使用過寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，較2007年增長超過一個億?；ヂ?lián)網(wǎng)寬帶接入端口數(shù)達到10，其中xDSL端口數(shù)8，比2007年末增長了22%。寬帶的快速普及推動了各項網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展，但我國寬帶上網(wǎng)的速度仍落后于世界上其他互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達國家。從有助于EPON發(fā)展的因素考慮，由于業(yè)務(wù)發(fā)展的需要、光纖和設(shè)備成本等因素，樂觀估計影響力為20%，保守估計為10%。從負面的因素考慮，由于受到新技術(shù)的沖擊、運營商策略的影響，樂觀估計政策對FTTx用戶數(shù)發(fā)展的影響為10%，即可能減少10%的用戶，保守估計影響為20%，影響力記為B。%，比2008年增加10個百分點?？偟膩碇v，無論在技術(shù)體制還是在市場應(yīng)用方面，GPON仍然有繼續(xù)發(fā)展完善的必要性和可行性。15浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第3章 EPON網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)第3章 EPON網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) EPON原理 EPON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)是一種采用點到多點(P2MP)結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)，其