【正文】 網(wǎng)已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和光纖化 ,交換網(wǎng)也已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和程控化 ,而接入網(wǎng)卻發(fā)展緩慢。 目前，國(guó)內(nèi) DSL 接入提供的速率大概為 1Mbit/s 或者 2Mbit/s，對(duì)于寬帶上網(wǎng)，這個(gè)速率似乎足夠了，但是對(duì)于傳輸電視節(jié)目則明顯不夠了。這就使得改善接入網(wǎng)的速率問(wèn)題更加緊迫。為了全面提升國(guó)家信息基礎(chǔ)架構(gòu)的安全、層次、質(zhì)量 ,研究接入網(wǎng)是關(guān)鍵 ,而最終的解決方案是 FTTH。 （二） GPON 技術(shù)介紹 1 GPON 技術(shù)概述 PON（無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)）是指光配線網(wǎng)中不含有任何電子器件及電子電源，它具有節(jié)約光纖材料、對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議透明的優(yōu)點(diǎn)，是電信維護(hù)部門(mén)長(zhǎng)期期待的技術(shù)，在光接入網(wǎng)中扮演著相當(dāng)重要的角色。在這期間，人們根據(jù) PON 的獨(dú)特物理結(jié)構(gòu)，提出了一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。他們主要差異在于采用了不同的二層交換技術(shù)， APON 二層交換采用的是 ATM技術(shù)，最高速率為 622Mbit/s； EPON北京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 二層交換采用的是 Ether 技術(shù)，可以支持 ，將來(lái)速率還能升級(jí)到 10Gbit/s； GPON 二層交換則采用 GFP 對(duì) Ether、 TDM 和 ATM等多種業(yè)務(wù)進(jìn)行封裝映射技術(shù)。 表 11（ BPON、 EPON、 GPON技術(shù)主要參數(shù)比較） BPON EPON GPON 下行線路速率（ Mbit/s） 155/622/1244 1250 1244/2488 上行線路速率（ Mbit/s） 155/622 1250 155/622/1244/2488 線路編碼 NRZ 8B/10B NRZ 分路比 32 32/64 64/128 最大傳輸距離（ km） 20 20 60 TDM支持能力 TDM over ATM TDM over Ether TDM over ATM TDM over Packet 上行可用帶寬（ Mbit/s） （傳輸 IP業(yè)務(wù)） 500（在上行622Mbit/s速率情況下） 760~860（在上行 1250Mbit/s速率情況下） 1100（在上行1244Mbit/s速率情況下） OAM 有 有 有 下行數(shù)據(jù)加密 攪動(dòng)或 AS加密 沒(méi)有定義 AS加密 由表可知， EPON 簡(jiǎn)單、高速、成本低、用戶面廣，技術(shù)、產(chǎn)品相對(duì) GPON成熟，是近期大力發(fā)展的無(wú)源接入技術(shù) 。雖然目前 GPON 的成本相對(duì) EPON 較高，商業(yè)化程度低，但是，隨著產(chǎn)業(yè)化的成熟度不斷加深，光北京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 器件價(jià)格的下降、技術(shù)的成熟、商用網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大， GPON 必將能成為新一代寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的的主流技術(shù)。由于 GPON 是在 APON 的基礎(chǔ)上專(zhuān)門(mén)針對(duì) APON 的缺點(diǎn)發(fā)展起來(lái)的，所以 GPON 保留了 APON 的許多優(yōu)點(diǎn)，與 APON有很多相同之處。因此， GPON 成為目前最為理想的寬帶光接入網(wǎng)技術(shù)。 3 GPON 系統(tǒng)概述 如圖 11 所示是 建議的 GPON參考模型。其中 OLT 位于北京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 中心機(jī)房，向上 提供廣域網(wǎng)接口，包括 GE、 ATM、 DS3 等； ONU/ONT 放在用戶側(cè)，為用戶提供 10/100BaseT、 T1/E DS3 等應(yīng)用接口，適配功能AF 在具體實(shí)現(xiàn)中可能集成于 ONU/ONT 中； ODN 由分支器 /耦合器等無(wú)源器件構(gòu)成；上下行數(shù)據(jù)工作在不同波長(zhǎng)，下行數(shù)據(jù)采用廣播方式發(fā)送，上行數(shù)據(jù)采用基于統(tǒng)計(jì)復(fù)用的時(shí)分多址（ Time Division Multiple Access， TDMA）方式接入。 圖 11 （ GPON系統(tǒng)參考配置） 4 GPON 系統(tǒng)各部分功能 OLT（光線路終端）：以廣播方式向 ONU 發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；發(fā)起并且控制測(cè)距過(guò)程，并且記錄所測(cè)信息；控制 ONU 功率和 ONU 注冊(cè)；為 ONU 分配帶寬，也就是控制 ONU 的發(fā)送窗口大小和發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)間。北京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 無(wú)源分光器可將輸入的一路光信號(hào)進(jìn)行不等比例的光功率分割，并輸出所分割的多路信號(hào)。 5 GPON 信號(hào)傳送原理 GPON 系統(tǒng)運(yùn)用 WDM 技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)單纖雙向的信號(hào)傳輸。 下行數(shù)據(jù)流采用廣播方式，取下行波長(zhǎng) 1490nm。 圖 12 下行方向信號(hào)傳輸原理 北京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 上行數(shù)據(jù)流采用 TDMA方式， 取上行波長(zhǎng) 1310nm。 圖 13 上行方向信號(hào)傳輸原理 （三） FTTH 技術(shù) 1 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。 FTTH（光纖入戶）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 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。光纖到戶的最大優(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。 這里我們只研究 FTTH，其它方式暫不多談。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)。 2） 光纖抗干擾性好，不會(huì)被電磁或雷電等的影響。 4） 衰減小。 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。 （二） 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（用戶網(wǎng)絡(luò)接口）有關(guān)的用戶端口功能、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、電路仿真和通路選擇），這些功能分布在 OLT（光線路終端）和 ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）中。 北京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 21 光纖接入網(wǎng)模型 光線路終端 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?，并且通過(guò)光傳輸?shù)姆绞脚c用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元通信。 發(fā)起并控制測(cè)距過(guò)程，并記錄測(cè)距信息。它能夠?qū)⒔粨Q機(jī)的交換功能與用戶接入完全隔開(kāi)，并提供對(duì)自身和用戶端的監(jiān)控和維護(hù)。 光網(wǎng)絡(luò)分配單元 ONU 的功能是為其接入網(wǎng)絡(luò)提供用戶側(cè)的接口。 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。 ONU可以接入多種用戶終端，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。 ONU 的網(wǎng)絡(luò)端是光接口，而它的用戶端是電接口。同時(shí)，它仍具有對(duì)話音的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)相互轉(zhuǎn)換功能。 北京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 （三） 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。 對(duì)于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（ PON）是指在 OLT 和 ONU 之間是光分配網(wǎng)絡(luò) (ODN)，不需要任何有源電子設(shè)備。 按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，光纖接入網(wǎng)可以分成：環(huán)形、總線形、星形或它們的混合形，也有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)有 :共享主干光纖，節(jié)省線路投資，比較點(diǎn)容易增刪節(jié)，各用戶彼此干擾較小。它結(jié)構(gòu)屬串聯(lián)型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需外界干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)即可在比較短的時(shí)間內(nèi)，從失效故障中恢復(fù)所傳業(yè)務(wù)，即：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈。它不具有損耗累積，易于升級(jí)和擴(kuò)容，各用戶之間干擾性小，業(yè)務(wù)適應(yīng)性強(qiáng)。星形結(jié)構(gòu)又可分為單星形結(jié)構(gòu)、有源雙星形結(jié)構(gòu)和無(wú)源雙星形結(jié)構(gòu) 。 按照光纖到達(dá)的位置，光纖接入網(wǎng)可以分為光纖到戶 (FTTH)，光纖到路邊 (FTTC)，光纖到大樓 (FTTB)，光纖到辦公室 (FTTO)。 FTTH 是直接將 ONU 放置在用戶住宅內(nèi)，為家庭用戶提供綜合寬帶業(yè)務(wù)。 北京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 FTTB 是將 ONU 設(shè)置在大樓內(nèi)的配線箱。 而 FTTC 將光網(wǎng)絡(luò)單元（ ONU）設(shè)置在路邊，也就是用戶住宅的附近，從ONU 出來(lái)的電信號(hào)再傳送到各個(gè)用戶。視頻業(yè)務(wù)一般用同軸電纜傳送，電話業(yè)務(wù)用雙絞線傳送。 關(guān)于星型結(jié)構(gòu)：是 ONU 與 OLT 之間按照點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配置。而 OLT 與 ONU 之間的光鏈路則只是一根光纖或兩根。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為跳接相對(duì)少。同時(shí)，便于數(shù)據(jù)庫(kù)管理。 北京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 2－ 3 典型 樹(shù)型結(jié)構(gòu) 2)而當(dāng)采用兩個(gè)、兩個(gè)以上的光分路器時(shí)，按照級(jí)聯(lián)的方式連接時(shí)，就構(gòu)成了第二種樹(shù)型結(jié)構(gòu)。而缺點(diǎn)是增加了跳接點(diǎn)，加大了線路衰減，故障率增加，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理難度也增加了。小區(qū)共有居民樓 5 棟，均為 6 層 ，每層均為2 戶。 本期工程鐘家營(yíng)小區(qū)采用 FTTH,采用一級(jí)分光的形式對(duì)該小區(qū)進(jìn)行覆蓋 ,具體施工方案如下： 1) 小區(qū)內(nèi)走線采用小區(qū)的管道。 2）本工程從鐘家營(yíng)原有 OLT 基站 新放一條 12 芯光纜到鐘家 營(yíng)小區(qū)FL01360 光交箱。 圖 31 鐘家營(yíng)小區(qū)布線工程路由圖 （二） 本設(shè)計(jì)所涉及范圍的用戶群狀況 由于 鐘家營(yíng) 小區(qū)的樓宇分布密集，用戶數(shù)量多 ,且基本為普通居民用戶。居民樓等用戶密集區(qū)域，廣闊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域和北京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 大量的接入數(shù)需要強(qiáng)勁的網(wǎng)絡(luò)核心為其保證充沛動(dòng)力。因此對(duì)于 鐘家營(yíng) 小區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要綜合考慮多方因素。銅線寬 帶接入技術(shù)也叫做 xDSL 技術(shù)， xDSL 是各種類(lèi)型 DSL(Digital Subscribe Line)數(shù)字用戶線路 )的總稱(chēng)，其中包括 ADSL 非對(duì)稱(chēng)用戶數(shù)字環(huán)路、 HDSL高比特率的用戶數(shù)字環(huán)路和 VDSL 甚高比特率的用戶數(shù)字環(huán)路。 ADSL 是目前 DSL 中技術(shù)比較成熟的一種，也是普通家庭用戶中最普遍的一種。 ADSL 系統(tǒng)主要是適合住宅用戶，它采用頻分復(fù)用技術(shù)把普通的電話線分成了電話、上行和下行三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的 信道。各種信號(hào)以頻分復(fù)用方式占用不同頻段，低頻段傳輸語(yǔ)音信號(hào)，中間窄頻段傳輸上行信道數(shù)據(jù)和控制信息，剩下高頻段傳送下行信道數(shù)據(jù)和圖像。即便邊打電話與上網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行，也不會(huì)影響上網(wǎng)的速率 和通話的質(zhì)量。 ADSL 技術(shù)允許多種格式的數(shù)據(jù)、視頻信號(hào)、語(yǔ)音以銅線為媒介從局端傳給用戶終端，可以支持高速 Inter/Intra 訪問(wèn)、視頻點(diǎn)播、在線業(yè)務(wù)、電視信號(hào)傳送等。 ADSL 是一種異步傳輸模式（ ATM）。而在用戶端，用戶需要使用一個(gè) ADSL 終端（由于類(lèi)似傳統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器（ Modem），所以也稱(chēng)為 “ 貓 ” ）來(lái)連接電話線路。 在實(shí)際應(yīng)用中，由于有傳輸高頻信號(hào)的限制， ADSL 需要電信提供商端接入設(shè)備和用戶端口之間的傳輸距離不得超過(guò) 5 千米，也就是用戶的電話線連到電話局的距離不能超過(guò) 5 千米。但從技術(shù)角度上看， ADSL 技術(shù)對(duì)寬帶業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)仍是一種過(guò)渡性方法。與此同時(shí)， GPON產(chǎn)業(yè)鏈也進(jìn)一步成熟，并且形成了良性的競(jìng)爭(zhēng)格局。 （二） 用戶需求分析 鐘家營(yíng) 小區(qū)共 5 幢居民樓 18 個(gè)單元，共 6*2*18=216 戶，需要開(kāi)通的業(yè)務(wù)有：寬帶業(yè)務(wù)和普通電話業(yè)務(wù)，來(lái)滿足小區(qū)用戶的新需求。 FTTH 作為一種綜合接入手段，可以提供高帶寬和 QoS（服務(wù)