通信技术专业毕业论文设计--桃花坞二小区gpon光纤接入网规划设计

通信技术专业毕业论文设计--桃花坞二小区gpon光纤接入网规划设计内容摘要：

LT 连接多个 ONU，并且中间有一个 POS。 此结构的优点为跳接相对少。 因此，减少了光缆线路的衰减和故障率。 同时，便于数据库管理。 而 缺点是光分路器后的光缆数量、对管道需求量很大。 16 图 2－ 3 典型树型结构 而当采用两个、两个以上的光分路器时，按照级联的方式连接时，就构成了第二种树型结构。 其优点是由于安装光分路器比较分散，于是减少了对管道的需求，更适用于用户更加分散的小区。 而缺点是增加了跳接点，加大了线路衰减，故障率增加，同时数据库管理难度也增加了。 图 2－ 4 多级联树型 17 三 桃花坞二小区本地网网络结构和运行数据 桃花坞二小区本地平面图及局所位置 桃花坞二小区位于 XXXX 市团塘路上。 小区共有居民楼 15 幢，分别由 9 幢居民楼组成一大正方形状正对 6 幢居民楼组成的一小正方形状的不完全封闭式四合院型。 其中一、二、三幢为 16 户，四、五、六、七、八、九幢为 24 户， 十 十一、十二、十三幢为 20 户，十四、十五幢为 30 户。 因此，桃花坞二小区共3*16+3*20+6*24+2*30=312 户。 以下为桃花坞二小区平面图及局所位置 本设计所涉及范围的用户群状况 由于桃花坞二小区的楼宇分布较为简单，用户数量较少 ,且基本为普通居民用户。 需要网络覆盖范围较小，居民楼等用户也不是很多，所以光纤强劲的网络核心能为该小区用户网络 保证充沛动力。 并且由于接入单元的数量较小，其管理工 18 作非常简单，但是，设备的安全性也同样至关重要。 因此对于桃花坞二小区网络建设要考虑因素也相对较小。 现行用户接入方式及接入业务状况 现行小区的用户接入方式为 ADSL 接入方式 ,其属于铜线宽带接入。 铜线宽带接入技术也叫做 xDSL 技术， xDSL 是各种类型 DSL(Digital Subscribe Line)数字用户线路 )的总称，其中包括 ADSL 非对称用户数字环路、 HDSL 高比特率的用户数字环路和 VDSL 甚高比特率的用户数字环路。 由于本小区现 行接入为 ADSL 本章只介绍 ADSL 接入，其他暂不介绍。 ADSL 是目前 DSL 中技术比较成熟的一种，也是普通家庭用户中最普遍的一种。 其优点是带宽相对较大、连接简单、成本较小。 ADSL 系统主要是适合住宅用户，它采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相对独立的信道。 它在一对电话线上同时传送一路高速下行数据、一路较低速率下行数据和一路模拟电话数据。 各种信号以频分复用方式占用不同频段，低频段传输语音信号，中间窄频段传输上行信道数据和控制信息，剩下高频段传送下行信道数据和图像。 从而成功避免了相互 之间的干扰。 即便边打电话与上网同时进行，也不会影响上网的速率和通话的质量。 通常 ADSL 在不影响正常电话通信的情况下可以提供最高 的上行速度和最高 24Mbps 的下行速度。 ADSL 技术允许多种格式的数据、视频信号、语音以铜线为媒介从局端传给用户终端，可以支持高速 Inter/Intra 访问、视频点播、在线业务、电视信号传送等。 但它们的缺点是覆盖面有限，并且一般高速传输数据是非对称的，上行传输数据传输速度较低。 ADSL 是一种异步传输模式（ ATM）。 在电信服务提供商端，需要将每 条开通ADSL 业务的电话线路连接在 DSLAM（数字用户线路访问多路复用器）上。 而在用户端，用户需要使用一个 ADSL 终端（由于类似传统的调制解调器（ Modem），所以也称为“猫”）来连接电话线路。 由于 ADSL 使用的是高频信号，所以在两端还都要使用 ADSL 信号分离器（ Demultipexer），将 ADSL 数据信号和普通音频电话信号分离开，以免用户打电话的时候出现噪音干扰的现象。 19 在实际应用中，由于有传输高频信号的限制， ADSL 需要电信提供商端接入设备和用户端口之间的传输距离不得超过 5 千米，也就是用户的电 话线连到电话局的距离不能超过 5 千米。 总之， ADSL 是众多 DSL 技术中更为成熟的一种，其带宽较大、投资较小、连接简单的优点使其发展的很快。 但从技术角度上看， ADSL 技术对宽带业务来说仍是一种过渡性方法。 业务发展预测 桃花坞二小区属住宅楼性质，共 15 栋楼， 其中一、二、三幢为 16 户，四、五、六、七、八、九幢为 24 户，十一、十二、十三幢为 20 户，十四、十五幢为30 户。 因此，桃花坞二小区共 3*16+3*20+6*24+2*30=312 户。 按每户 1 部宽带及电话设计，可满足 312 户宽带及语音业务需求。 四 建设接入网的可行性和必要性 建设接入网的可行性 光纤接入网，特别是 FTTH 光纤接入网，具有频带宽、容量大、信号质量好、可靠性高、可以提供多种业务乃至未来宽带交互型业务、是实现 BISDN 的最佳方案等优点，因而被认为是接入网的发展方向。 在我国城市地区除了个别发达的城市外，光纤接入网的发展应以光纤到大楼为主，尽量实现光缆通达全部大楼。 在此基础上，根据现有铜缆的使用情况，逐步、稳妥地将光纤由光分支点向普通住宅用户延伸。 整个光纤接入网的规划、建设和发展均应适度超前于用户的实际需求。 只有紧紧抓住对于数据和多 媒体新业务要求高、经济实力有保证的电信大用户，促使其充分利用已建成的光纤接入网络，才能提高现有光纤接入网的利用率，并进一步积累资金，逐步发展、完善，最终能够面向普通用户，满足所有用户对于通信带宽的较高要求。 这将是一个循序渐进的发展过程。 20 建设接入网的必要性 近年来 ,核心网上的可用带宽由于 SDH 的发展而迅速增长 ,用户侧的业务量也由于 Inter 业务的爆炸式增长而急剧增加 ,作为用户与核心网之间桥梁的接入网则由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展。 骨干网上的巨大带宽如果得不 到充分利用，也是一种投资的浪费。 因而，接入网的宽带化成为亟待解决的问题。 尽管在接入网的建设中存在不少的争议问题，但毋庸置疑的一点是：发展光纤接入是解决接入网宽带化的最根本和行之有效的办法 ,光纤应尽量向用户延伸，尽量靠近用户。 光接入网由于频带宽、容量大、扩容升级方便、运维费用低、质量高，从而适合高速数据和宽带业务的发展。 当前其发展的主要目标是用光纤作传输媒介，经济地提供基于 STM 的窄带综合数字业务和CATV 宽带业务，同时还要考虑到将来能顺利过渡到基于 ATM 的宽带综合数字业务。 经过近十年的快速发展 ,我国公用通信 骨干网和城市局间中继线路网基本实现了光缆化和数字化 .而用户接入网仍是窄带模拟方式 ,因而成为通信网发展中的瓶颈 ,加快采用宽带数字传输技术 ,发展光纤接入网络已成为必然趋势。 五 桃花坞二小区 GPON 光纤接入网规划设计方案 接入方式的选择 接入网通常是按其所用传输介质的不同来进行分类的。 一般地，接入网可分为有线接入和无线接入网两大类。 有线接入网又分为铜线接入网和光纤接入网两种。 无线接入网分为固定无线接入网和移动无线接入网两种，包括蜂窝通信、地面微波通信和卫星通信等不同形式。 在实际接入网中，有时会用到 多种传输介质，如既用到铜线，又用到光纤，甚至还同时用到无线介质，这样就形成了混合接入网。 21 光纤接入方式 光纤接入指的是接入网中的接入传输介质是光纤。 光纤接入方式最大的优势在于可用带宽大，且应用潜力巨大。 同时，光纤接入网络还具有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高以及节约管道资源等特点。 根据光网络单元的具体位置，光纤接入方式可分为 : FTTR(光纤到远端接点 )、FTTB(光纤到大楼 )、 FTTC(光纤到路边 )、 FTTZ(光纤到小区 )以及 FTTH(光纤到用户 )等。 而根据所采 用的技术类型，又可分为有源光网络 (AON, Active Optical Network)和无源光网络 (PON, Passive Optical Network)。 以太网接入方式 它由局端设备和用户端设备组成，其中局端设备具备汇聚用户端设备网管信息的功能，位于商业楼宇或小区之中，而用户端设备则放置在楼层内。 从传统的角度看来，以太网技术并不属于接入网范畴，然而现阶段其应用领域却逐渐向包括接入网在内的其他公用网领域拓展。 在接入网络领域，以太网接入技术的优势主要体现在 : 作 为一种成熟的网络技术，其应用基础雄厚，用户的使用经验丰富。 可以结合光纤接入 FTTx 的技术优势，通过 “ FTTx+LAN” 的方式构建接入网络。 目前所有的主流操作系统及应用都与以太网兼容。 性价比好、可扩展性强、容易安装开通，且极具可靠性。 以太网接入方式与 IP 网络相适应，符合未来网络技术发展的趋势。 最为可喜的是，以太网技术目前已经有了重大的突破，带宽容量已经达到千兆。 混合光纤同轴接入方式 (HFC) 即通常所说的 Cable Modem 接入方式，它建立在现有有线电视网络基础之上。 该 技术保留了传统的模拟传输方式，实现了上 /下行双向以及数字与模拟的混合传输，能够同时提供电话、模拟视频、数字视频和交互业务，建设费用相对 22 较少，升级十分灵活。 由于 HFC 接入所提供的双向通信能力费用经济，因此它不仅对住宅用户颇具吸引力，对企事业用户也同样具有很好的适用性。 电力线接入 电力线接入曾经一度成为大家讨论的热点。 电力线接入是指以电力网络作为通信信道，将数据由本地变电站通过低电压配电网直接传输至用户的接入方式。 其最大优势在于，对现有四通八达电力网络的充分利用，不仅避免了重复投资，还 很好地解决了用户分布较为分散及偏远地区的网络接入问题。 它也使得组建家庭智能化网络变得简单可行。 但是，由于电力网的电力载波线为非屏蔽线路，因此衰减和噪音一直是电力线接入方式在努力克服的难题。 有线接入品种繁多，在此我们对每种接入方式的优缺点进行了比较 表 51 接入方式分析比较 优点 缺点 光纤接入 节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低 传输距离受 PON 分比而缩短、下行带宽互相占用、光模块成本较高 以太网 接入 性能价格比好、可扩展性强、容易安 装和开通、可靠性高、简单方便、带宽高 缺乏严格的服务质量保证、且易受传输距离的限制 HFC 充分利用了现有的 CATV 通州网络资源、提供频带宽、不需要重新铺设配线网络、造价较低 网络双向改造投资大、采用模拟频分多路复用技术、需要数模转换、网络较外复杂、目前还没有统一的标准 电力线 接入 线路资源丰富、成本低、施工方便 扩展方便 噪声大、安全性不高、存在电磁干扰 23 光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。 在干线通信中，光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为发展的重点。 接入网网络结构的设计 和县桃花坞二小区 位于 团塘路上 ，集住宅与商业于一体，建成后总户数达 312多户，小区共 15 幢楼。 本期为 桃花坞二小区 综合接入新建工程，采用 GPON 接入解决 15 幢用户语音和宽带接入。 桃花坞二小区的网络结构为中心机房设置 OLT并引出 31根光缆，一根与网络侧相连 ,其他 30 根通过 PON 口与各楼宇的一级无源分光器相连。 由于本小区使用的网络保护方式为主干冗余保护，所以 OLT 到每一个 POS 都有两条布线不同的光缆以保证网络的安全，所以 OLT 到 POS 的总光缆数为30。 FTTH 作为一种综合接入手 段，可以提供高带宽和 QoS（服务质量）保证能力，并可承载以太网 /IP 业务、语音业务等多种业务： 由于桃花坞二小区分别由 15 座一字型居民楼组成。 24 桃花坞二小区接入网网络如下： 桃花坞二 小区接入网网络图 对于一字型楼型，我们以一楼住户为例， OLT 引 2 根 3 芯光缆到一号楼的一层楼道，与楼道中的梯位配线箱内的 3 个 1： 32 分光器连接。 3 个 1：32 分光器再引出 4 根 18芯光缆与每栋楼每层的楼层配线箱内的 ONU 连接。 需要提到的是，每户的 ONU 都放在楼层的楼层配线箱内， ONU 与用户室内信息点的距离不得超过 100 米。 设备选型 在 FTTH 网络建设中， ONU 网络占总网络投资的 50～ 70％。 在人口密集的城市，规划一个 OLT 机房需要覆盖几万甚至 10 万 FTTH 用户，需要从机房向小区铺设大量的光纤，此时 PON 分光比将直接影响 ODN 网络的投资规模。 OLT 支持 1:64的分光比将比 1:32 的分光比所需要的 ODN 网络投资低近 30％。 在 OLT 容量不断提升的前提下，从降低网络建设成本考虑，下一代 PON 技术必然要提供 1:128甚至 1:256 的更大分支能力。 25 本次工程采用华为公司 OLTMA5680 和 O。