通信系统课设.docx

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通信系统课设

课程设计报告

课程名称现代通信系统设计

课题名称现代通信系统之EPON光接入实训

专业通信工程

班级

学号

姓名

指导教师胡瑛乔汇东张鏖烽

2014年12月20日

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称现代通信系统设计

课题现代通信系统之EPON光接入实训

专业班级通信工程

学生姓名

学号

指导老师胡瑛乔汇东张鏖烽

审批

任务书下达日期2014年12月1日

任务完成日期2014年12月20日

现代通信系统之EPON光接入实训

一、固网通信系统拓扑图

EPON协议为OLT到每个ONU建立一条逻辑链路，从OLT到ONU的下行数据流被封装为以太网报文，从OLT到ONU的下行数据流被封装为以太网报文，ODN中的光分路器将数据流广播到各个支路，所有ONU都可接收到下行以太数据帧。

从ONU到OLT的上行方向上，各个ONU采用时分复用的机制共享上行带宽。

EPON通过MPCP协议定义ONU向OLT注册发现、OLT向ONU分配时隙授权、ONU向OLT报告带宽请求等机制，实现了一种高效简洁的TDM-PON模型。

图1通信系统拓扑图

二、简单理论介绍

以太网无源光网络（Ethernet?

Passive?

Optical?

Network：

EPON）是一种新型的光纤接入网技术，是当今世界上新兴的覆盖最后一公里的宽带光纤接入技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。

它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，采用PON的拓扑结果实现了以太网的接入。

因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点。

中间采用光分路等无源设备，光纤接入各个用户点（ONU），更多地节省光缆资源，并具有带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。

因此无论是在技术优越性和运营效率方面来说，EPON都具有其不可替代的优势。

EPON技术在日本、欧美等发达国家已经在大规模的应用，中国的电信运营商为了在新的竞争环境中处于不败之地，也正在大规模的推广使用EPON接入网技术。

特别是在中国信息产业迅速发展的今天，相信EPON技术将会得到更加充分的推广和使用，将会在以后的宽带IP接入中发挥至关重要的作用，一定将越来越多的得到应用。

EPON系统采用WDM（WavelengthDivisionMultiplexing）技术，实现单纤双向传输，EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork）IEEE定义了的两种基本操作模式。

第一种模式采用多址访问/（）协议而应用在共享媒质上；第二种模式为各个站点采用全双工的点到点的通过交换机连接到一起。

相应的，MAC可以工作于这两种模式之一：

CSMA/CD模式或全双工模式。

E媒质的性质是共享媒质和的结合。

在下行方向，拥有共享媒质的连接性，而在上行方向其行为特性就如同。

下行方向：

发出的数据报经过一个1:

n的无源或几级分路器传送到每一个。

N的典型取值在4～64之间（由可用的光功率预算所限制）。

这种行为特征与共享媒质相同。

在下行方向，因为具有广播特性，与EPON结构和匹配：

OLT，目的ONU有选择的提取。

上行方向：

由于无源光合路器的，任何一个ONU发出的只能到达OLT，而不能到达其他的ONU。

EPON在上行方向上的行为特点与相同。

但是，不同于一个真正的，在EPON中，所有的ONU都属于同一个――来自不同的ONU的如果同时传输依然可能会冲突。

因此在上行方向，EPON需要采用某种仲裁机制来避免数据冲突。

（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对透明的特点，在中扮演着越来越重要的角色。

同时，（Ethernet）技术经过二十年的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上被证明是承载IP的最佳载体。

随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，也在通过、可管理性等方面的改进，逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。

而与PON的结合，便产生了以太网（EPON）。

它同时具备了和PON的优点，正成为领域中的热门技术。

EPON就是一种新兴的宽带接入技术，它通过一个单一的系统，实现数据、语音及视频的综合业务接入，并具有良好的经济性。

业内人士普遍认为，FTTH是宽带接入的最终解决方式，而EPON也将成为一种主流宽带接入技术。

由于EPON结构的特点，入户的特殊优越性，以及与计算机网络天然的有机结合，使得全世界的专家都一致认为，是实现“三网合一”和解决“最后一公里”的最佳传输媒介。

EPON采用的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素；

采用单纤（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。

在ONU侧通过分送给最多64个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；

上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享，上行利用时分复用（TDMA）共享带宽。

高速宽带，充分满足客户的需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；

点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；

EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。

通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。

EPON目前可以提供上下行对称的s的，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s.在北京举办的2009中国FTTH高峰发展论坛上，中兴通讯发布了全球首台“对称”10GEPON设备样机。

三、设备介绍及设备在固网通信系统的作用

EPON-MA5680T产品

SmartAXMA5680T多业务接入设备是华为技术有限公司推出的GPON/EPON一体化接入产品。

PON-MA5680T系列产品定位：

1、可以作为PON系统中OLT（OpticalLinkTerminal）设备，和终端ONU（OpticalNetworkUnit）/ONT（OpticalNetworkTerminal）设备配合使用。

2、满足FTTH（FiberToTheHome）光纤到户、FTTB（FiberToTheBuilding）光纤到楼、基站传输、IP专线互联、批发等组网需求。

3、提供高带宽长距离接入，解决大规模光纤接入问题。

设备外观、结构图及尺寸：

图2设备外观、结构图及尺寸

设备配置：

图3设置配置

（1）最左边槽位从上到下分为3部分，上面两部分为电源接入板槽位，固定配置两块电源板，电源板为双路输入，互为备份，槽位编号为19、20.下面为通用接口板，槽位编号为0.

（2）1~6槽位为业务板槽位。

（3）7、8槽位为主控板槽位。

一个机框可以配两块主控板，实现业务控制，主备功能。

（4）9~16槽位为业务板槽位。

（5）最右边槽位分为上、下两个部分，为GIU（通用接口单元）槽位，槽位编号为17、18.支持上行板，提供上行口。

可以双配，实现业务保护。

EPON-MA5680T功能结构

MA5680T的功能模块包括业务接口模块、以太网交换模块和业务控制模块，如下图所示：

图4功能结构

1、业务接口模块

业务接口模块由业务板以及相关软件组成。

主要功能：

（1）实现PON接入和汇聚，与主控板配合，实现对ONU/ONT的管理。

（2）实现点对点的以太网光纤接入，提供高带宽的接入业务。

2、以太网交换模块

主控板提供以太网交换模块，完成基于10GEBus架构的以太网汇聚和交换功能。

3、业务控制模块

主控板提供业务控制模块，包括以下主要功能：

（1）负责系统的控制和业务管理。

（2）提供维护串口与网口，方便维护终端和网管客户端登录系统。

（3）支持主控板主备倒换功能。

4、上行接口模块

上行接口模块提供以下上行接口上行至上层网络设备：

（1）GE光/电接口。

（2）10GE光接口。

（3）E1接口。

（4）STM-1接口。

EPON-MA5680T软件结构：

MA5680T软件由单板软件和主机软件构成。

主机软件由四个平面构成：

系统支撑平面、系统服务平面、系统管理平面和业务控制平面。

功能图如下所示：

图5功能结

1、单板软件

单板软件运行在业务板、接口板及部分电源板上，实现以下功能：

（1）单板业务管理

（2）数据管理

（3）告警管理

（4）驱动与诊断

2、主机软件

MA5680T主机软件运行在主控板上，由四个平面构成，如下图所示：

图6MA5680T主机软件结构示意图

对图中的4个平面说明如下：

（1）下图支撑平面：

主要完成硬件系统的驱动。

（2）系统服务平面：

为软件运行提供最基本运行服务和对系统设备进行管理的平面，系统服务平面的基本功能模块就是操作系统。

（3）系统管理平面：

主要功能时提供设备和业务管理的手段。

（4）业务控制平面：

为IP业务控制子平面，是设备业务功能提供的核心模块；负责对业务配置命令进行分析和执行，完成设备间的协议互连，对业务请求进行处理并最终提供业务服务。

HG813e设备

HG813e是一款基于EPON技术的ONU（OpticalNetworkInternet访问、在线视频点播、视频会议和文件传输业务等。

特性介绍如下：

1、高速率，上、下行数据传输速率支持最大1Gbit/s。

2、可维护性强，提供多种指示灯状态，便于定位故障。

3、Web配置管理界面友好，操作简便。

4、传输距离远，可达20千米。

HG813e的典型组网方式是FTTH组网，是指将光网络单元安装在住家用户或企业用户处。

OLT设备放置于中心机房，HG813e可以按用户需求直接放置于用户家中，通过以太网接口向用户提供连接。

OLT与HG813e之间通过分光器以点多点方式连接。

图7华为HG813e

设备安装：

步骤1用光纤连接HG813e的OPTICAL接口和墙上的光口（实验室为桌面光口）。

步骤2用以太网线连接HG813e的LAN接口和个人计算机。

步骤3用电源适配器连接POWER接口和100V~240VAC电源插座。

步骤4按下电源开关。

四、平台硬件连接图

EPON硬件连接图。

如下图所示：

图8EPON图

五、数据规划

EPON数据规划：

VLAN:

107

上行口：

1端口：

接BASE上外网

0端口：

接SDH

业务口：

0光口

DBA模板：

11

线路模板：

12

业务模板：

13

ONT编号：

1

EPON数据规划如下表：

EPON端口

EPON

上行口

带内

管理

VLAN

ONTID

DBA模板

线路

模板

业务

模板

0/2/0

0/1/0

107

1

11

12

13

表1EPON数据规划表

六、代码分析

root

admin

enable

Config//从特权模式进入全局模式。

displayvlanall//显示VLAN号

displayDBA-profileall//显示DBA模版

displayont-lineprofileeponall//显示线路模版

displayont-srvprofileeponall//显示业务模版

interfaceepon0/1

displayontinfo2all

quit//退出

vlan107smart//创建VLAN100。

interfacevlanif107

ipaddress//配置管理vlan的IP信息

quit

portvlan1070/181//加入上行端口1

interfacegiu0/18

native-vlan1vlan107

quit

portvlan1070/180//加入上行端口0。

interfacegiu0/18

native-vlan0vlan107

quit

DBA-profileaddprofile-id11type2assure102400//配置DBA模板

ont-lineprofileeponprofile-id12//配置ONT线路模板并绑定DBA模板

lliddba-profile-id11

commit

quit

ont-srvprofileeponprofile-id13//配置ONT业务模板

ont-porteth4

commit

quit

interfaceepon0/1//增加ONT并绑定线路模板和业务模板

port2ont-auto-findenable

ontadd21mac-auth001F-A4D8-71E7oamont-lineprofile-id12ont-srvprofile-id13

displayontinfo2all

ontportnative-vlan21eth1vlan107//配置ONT端口VLAN。

ontportnative-vlan21eth2vlan107

ontportnative-vlan21eth3vlan107

ontportnative-vlan21eth4vlan107

quit

service-portvlan107epon0/1/2ont1multi-serviceuser-vlan107

quit

七、结果

在自己的PC机点运行，然后输入?

“telnet”进入界面。

依次输入root、admin、enable、Config进入配置界面。

如下图：

图9VLAN图

设置好VLAN后，输入“displayvlanall”，显示配置好的VLAN号。

如下图：

图10DBA模板图

配置好DBA模板后，输入“displayDBA-profileall”，显示配置好的DBA模版。

如下图所示：

图11线路模版图

配置ONT线路模板并绑定DBA模板后，输入“displayont-lineprofileeponall”，可以显示配置好的线路模版。

如下图所示：

图12业务模版图

八、体会

经过这次课设，使我对书本上的知识与实际相结合，学会动手对设备的操作，使得我对书本的知识更加了解，明白通信设备的工作原理与操作过程。

通过这次课设，我了解了EPON的基本原理与其技术。

知道了EPON主要由OLT、ODN、ONU三个部分构成，其中OLT作为整个网络节点的核心和主导部分，完成ONU注册和管理、全网的同步和管理以及协议的转换，与上联网络之间的通信等功能；ONU作为用户端设备在整个网络中属于从属部分，完成与OLT之间的正常通信并为终端用户提供不同的应用端口；ODN在网络中的定义为从OLT－ONU的线路部分，包括光缆、配线部分以及分光器（Splitter）全部为无源器件，是整个网络信号传输的载体。

知道了SDH1，SDH2，SDH3的连接方式以及配制方法，规划一些配置数据。

通过这次课设，我明白了我们必须以求真务实的的态度，小组成员之间必须分配好各自的任务，学会合作。

同时，这次课设也告诉我们，不要只停留在书本上的知识，要学会动手操作，把理论与实际相结合，才能更好地把知识学好。

九、评分表

计算机与通信学院课程设计评分表

课题名称：

现代通信系统之EPON光接入实训

项目

评价

设计方案的合理性与创造性

设计与调试结果

设计说明书的质量

答辩陈述与回答问题情况

课程设计周表现情况

综合成绩

教师签名：

日期：