中和小区GPON技术光纤接入网设计.docx

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中和小区GPON技术光纤接入网设计

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毕业设计

论文题目中和小区GPON技术光纤接入网设计

2017年1月11日

　摘要1

第一章　光纤接入网概述2

第二章　接入网模型结构3

第三章GPON技术介绍4

第四章GPON安全技术5

第五章中和小区规划设计6

第六章ONU的设置及容量计算7

第七章工程设计方案8

总结9

参考文献10

摘要

现在全球运营商都把“光进铜退”作为重要的发展战略，人们对电信业务的带宽、业务、简洁、多样的要求也越来越高。

GPON是新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高速、高效传输、大范围覆盖、用户接口丰富等特点。

本次设计介绍关于GPON的一些基础知识和以GPON为接入方式的小区接入网规划。

本着实用的原则，综合考虑规模划分、设备选型、ONU位置和工程概预算，实现其可运营性。

并选定一个小区，进行完整的光纤接入网设计，达到学有所用的目的。

一、光纤接入网概述

光纤接入网以光纤作为传输媒质，传输距离长，传输容量大，抗干扰性强，衰减小，重量轻，是未来宽带固定接入的必然发展方向。

它的光线路终端（OLT）可以设在交换局中也可设置在远端。

它的光网络单元（ONU）设在用户侧，光线路终端和光网络单元之间是由光纤连接。

ONU可以以多种方式连接用户，一个ONU可以连接多个用户。

根据与用户的距离，光纤接入网FITL又有多种方式，例如：

光纤到户（FTTH）、光纤到大楼（FTTB）、以及光纤到路边（FTTC）等几种形式。

光接入网因为采用光纤作为传输媒介，具有传输距离长，传输容量大，抗干扰性强，衰减小，重量轻，等特点，是有线宽带接入技术的理想方案，代表了宽带接入网的发展方向。

二、接入网结构模型

OLT和ONU组成光纤接入网（OAN），其包含与UNI（用户网络接口）有关的用户端口功能、与SNI（业务节点接口）有关的业务端口功能以及核心功能（如集线、电路仿真和通路选择），这些功能分布在OLT（光线路终端）和ONU（光网络单元）中。

其通过光线路终端（OLT）与业务节点相连，通过光网络单元（ONU）与用户连接，而通常为了降低成本，一个光线路单元OLT可以带多个ONU。

三、GPON技术的介绍

基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的 OLT（光线路终端），用户端的ONT/ONU（光网络终端或称作光网络单元），连接前两种设备由单模光纤（SM fiber）和无源分光器（Splitter）组成的ODN（光分配网络）以及网管系统组成。

GPON速率高达2.5Gbps, 同时承载ATM信元和/或GEM帧,有很好的提供服务等级、支持QoS保证和全业务接入的能力。

GPON由ONU、OLT和无源光分配网组成。

OLT为接入网提供网络侧与核心网之间的接口,通过ODN与各ONU 连接。

作为PON 系统的核心功能设备,OLT具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON 系统的功能。

ONU为接入网提供用户侧的接口,提供话音、数据、视频等 多业务流与ODN的接入,受OLT 集中控制。

系统支持的分支比为1∶16/ 32/ 64,随着光收发模块的发展演进,支持的分支比将达到1∶128。

在同一根光纤上, GPON 可使用波分 复用（WDM）技术实现信号的双向传输。

根据实际需要,还可以在传统的树型拓扑的基础 上采用相应的PON 保护结构来提高网络的生存性。

另外，GPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输

四、GPON安全技术

GPON安全技术总共有五大类分别为线路加密技术、终端sn+psw注册、用户安全认证技术、系统安全防护技术和网络管理安全技术，其中系统安全防护技术又可分为四点：

①防IPspoofing②防MACSpoofing③MAC+IP绑定④管理用户的RADIUS认证⑤访问控制（ACL）技术，通过这些加密技术提高了GPON的安全性和可靠性。

五、中和小区规划设计

中和小区共有居民楼10栋，分别由左、右两边各倾斜并排的4栋，中间2栋组成的梯形结构，每栋共有10层楼，1-4栋、7-10栋每层2个用户，5、6栋楼每层4个用户，中和小区共10*4*8+10*2*2=360户

以下为中和小区平面设计图：

本设计所涉及范围的用户群状况：

中和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，其管理工作简单，但是，设备的安全性也同样至关重要。

因此对于中和小区网络建设要考虑因素也相对较小。

按每户1部宽带及电话设计，可满足360户宽带及语音业务需求。

中和小区布线图如下：

对于中和小区，各栋楼的布线如图，光交主干侧光缆的接入：

从通信机房ODF布放1条72芯光缆至小区交接箱，与12个1：

32分光器连接。

分光器再引出4根24芯光缆与每栋楼每层的楼层配线箱内的ONU连接。

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FTTX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FTTX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。

本次小区设计采用华为公司OLTMA5680和ONUMA5616设备。

华为MA5680T是一款大容量、高密度的GPON局端设备，提供大容量、高速率、高带宽的语音、数据、视频业务综合接入，其主要性能特点如下：

①1T比特光接入平台，交换容量400G，每槽位带宽均达10GE，上行4×10GE，支持32KMAC地址；

②GPON、EPON、P2P共平台设计，业务板卡可混插组网、统一网管；

③新OLT架构：

流量汇聚，分布处理，业务板统一处理业务，消除性能瓶颈；

④主控板、电源板、上联板卡等关键板件双备份；

⑤灵活QinQ，2K QinQ/PON口，VLAN Translation（1:

1，N:

1）

⑥64-8PON口/板，16个业务槽位，单框最大支持128个PON口。

华为MA5616光接入设备作为GPON/EPON系统中MDU设备，和局端OLT设备配合使用，可以提供GPON/EPON接入业务，满足FTTB光纤到楼等组网需求，其主要性能特点如下：

①MA5616支持6个槽位，其中4个业务板槽位，一个电源板槽位，一个主控板槽位。

②MA5616采用标准19英寸设计，设备高度2U，支持AC/DC输入。

③单板交换容量（800M+2.5G）bit/s，上行接口1*GPON/1*EPON+GE/2GE，业务插槽4个

④业务板32路ADSL2+（内置SPL）；16路VDSL2（内置SPL8a~30a）；32/64路POTS（32路此次可测试,64路09年Q1可获得）。

⑤最大宽窄线数128路ADSL2+；64路VDSL2；256路POTS。

无源分光器的选型：

无缘分光器选用烽火FN60000系列1：

32分光器。

六、ONU位置的设置及容量的计算

OLT和ONU位置的设置：

考虑到接入光缆网络的分层结构以及PON光链路预算，在城市地区，OLT优先设置于中心局，也可设置于业务量大的模块局、接入点－汇聚层节点。

目的减轻主干光缆的纤芯资源压力，也为今后FTTH创造条件。

ONU 应根据PON网络的应用模式、业务需求进行设置，FTTB/C：

ONU应尽可能靠近用户，以缩短接入电缆的长度。

可选择将ONU放置于楼道综合信息箱，设置在大楼楼道或竖井内机柜、室外光交接箱等不同位置集中放置。

 FTTH：

ONU置于用户住宅内相对隐蔽且便于维护的位置。

应尽量将ONU设置在用户家里，避免安装在门口或楼道内。

对普通公众用户，可将ONU设置在用户综合信息箱内提供保护，或者放置于桌面（采用光纤信息插座）。

本次小区设计采用FTTB方式在楼道单元新建ONU设备。

ONU位于居民楼每层的楼层配线箱内，并保证每户一个业务接口。

由于中和小区共有住户360户，每层楼的最大用户数为4户，并且连接的距离不得超过100米，所以在每栋楼的3、7、9层各放置一个16、16、8接口的ONU，所以共需ONU30个。

七、工程设计方案

以下是小区光缆接入配线图：

序号

项目名称

主材规格程式

单位

数量

备注

1

ODF配线架子框

72芯束状尾纤

框

2

2

华为OLT

华为MA5680T

架

1

3

分光器

1:

32插片式

个

12

4

分纤盒

48芯

个

12

5

ONU

ONU（MA5616）16POSTONU（MA5616）8POST

个

30

6

主干光缆

72芯

米

700

7

用户端光缆

24芯

米

1100

8

皮线光缆

2芯

米

1500

9

光缆交接箱

432芯

个

1

10

光纤跳线

跳线连接器

个

11

11

光缆成端接头

光缆成端接头材料

套

96

主要材料用量表

设备工程造价

序号

设备名称

规格

设备单价（元）

采购数量

设备采购价（元）

施工费单价（元）

设备施工费（元）

小计（元）

1

ODF配线架子框

72芯

2000

2

4000

1000

2000

6000

2

华为OLT

华为MA5680T

14000

1

14000

3000

3000

17000

3

分光器

1:

32插片式

170

12

2040

200

2400

4440

4

分纤盒

48芯

40

12

480

200

2400

2880

5

ONU

ONU（MA5616）16POST

ONU（MA5616）8POST

1700

30

51000

200

6000

57000

6

主干光缆

72芯

5.5

700m

3850

200

140000

143850

7

用户端光缆

24芯

2.5

3240m

8100

100

324000

332100

8

皮线光缆

2芯

0.5

2340m

750

100

234000

234750

9

光缆交接箱

432芯

1700

1

1700

200

200

1900

10

光纤跳线

跳线连接器

2.2

11

24.2

0

0

24.2

11

光缆成端接头

光缆成端接头材料

1.01

96

96.96

0

0

96.96

12

运保费

设备采购价*0.1%

93.84

93.84

13

运杂费

设备采购价*1.0%

938.41

938.41

14

设备采购费（元）

81723.41

81723.41

15

设备施工费（元）

676000

676000

16

一、工程费（元）

设备采购费+设备施工费

757723.14

17

二、设计费（元）

工程费*4.5%*1.1*1.1

41258.025

18

三、安全生产费

工程费*1.5%

618.87

19

合计（元）

一+二+三

799600.03

20

预备费

合计*3.00%

23988.00

21

合计（元）

823588.03

22

工程总投资

（万元）

83.00

总结

通过本次设计论文写作，我不仅提高了自己分析问题和解决问题的能力，也从中认识到自己知识与经验缺乏，感触良多。

首先我要感谢我的指导老师，他在我完成论文的过程中，给予了我很大的帮助。

在论文开始的初期，我对于论文的结构以及设计内容等方面都有很多问题，是刘老师在繁忙的工作中抽出宝贵的时间给我讲解设计思想。

帮我理清研究思路。

在这里我衷心感谢刘老师给予我的关心和指导，感谢他对论文中遇到的问题给予耐心的辅导和解答，让我受益匪浅。

其次感谢大学三年来所有教导我的老师对我学习上的帮助和生活上的关怀，是他们的辛勤工作，才使我得以顺利完成学业；感谢陪伴我的同学和朋友，是他们的支持、鼓励和帮助，使我充实度过三年学习生活；感谢我的父母及家人，是他们给予我的理解、鼓励和支持，才让我不断前进，取得进步。

同时，我也要感谢各位评审老师在百忙之中抽出宝贵的时间审议我的论文。

最后再次对关心、帮助我的老师、同学，以及参考文献的作者表示衷心的感谢！

参考文献

[1] 基于GPON技术的接入网络应用研究[D]．北京：

北京邮电大学，2010

[2] GPON技术原理与设计．科技资讯，2009（18）：

30

[3] 华为技术有限公司．GPON及FTTH技术白皮书．2008-06

[4] 华为技术有限公司．SmartAX MA5680T光接入设备产品描述．2009-06-25

[5] 光纤通信系统与网络（修订版）[M]．北京：

电子工业出版社，2010

[6] 接入网技术[M]．北京：

清华大学出版社，2006