EPON FTTH项目技术建议书.docx
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EPONFTTH项目技术建议书
武汉海关EPONFTTH接入项目
技术建议书
武汉和中技术有限公司
目录
前言3
1EPON技术简介3
1.1采用EPON进行FTTH建设的优势3
1.2EPON网络架构4
2本次项目组网方案5
2.1项目需求5
2.2高层住宅解决方案5
2.3多层住宅解决方案14
2.4别墅区解决方案21
2.5综合网管方案28
2.6带宽规划28
2.7IP地址规划原则30
2.8VLAN规划原则31
3华为EPON解决方案介绍32
3.1整网解决方案32
3.2业务解决方案33
3.3解决方案优势分析35
3.4系列化的EPON系统产品介绍37
4应用案例45
5设备投资估算45
前言
武汉海关在本次东西湖宿舍区通信业务提供项目中，结合国家数字化大厦的建设趋势，提出了光纤到户（FTTH）的建设要求，并选择EPON接入技术实现组网。
EPON作为目前已具备成熟应用条件的先进光接入技术手段，必将为成功打造该地区数字化社区建设奠定良好的基础；同时，也是树立武汉海关提供高品质通信服务品牌的一个良好契机。
华为公司作为EPON技术的国内领先者，拥有全球化的专业技术团队和业界一流的合作伙伴，能够提供完善的解决方案和高性能、全系列的组网设备，完全能够满足本次项目的需求。
在ODN建设项目方面，华为公司已为全球多个运营商提供了ODN咨询、网络规划、网络工程设计和工程实施等方面的服务，积累了丰富的项目操作经验，可为客户提供全面的ODN网络咨询和服务。
以下将对本次武汉海关进行分析并提出解决方案。
1EPON技术简介
说明：
该章节为EPON技术介绍的内容，请根据与客户交流的实际情况进行删减或增加。
1.1采用EPON进行FTTH建设的优势
在信息化发展日新月异的今天，最终用户的需求已经由最初的语音和上网业务扩展到视频、数据等多种业务，后续还会进一步扩展到包括HDTV、视频通信等Multi-play业务。
业务的发展尤其是视频类业务的逐渐推广，对网络带宽和稳定性、传输距离等要求越来越高。
近年来，宽带光接入FTTx特别是FTTH相关技术及其应用发展迅速，已经成为国际范围内的热点之一。
FTTH技术具有容量大、传输距离长、抗电磁干扰、维护成本低等优点，是未来宽带接入网的发展方向。
无源光网络EPON技术作为FTTH点对多点的实现技术之一，是千兆以太网技术与无源光网络（PON）技术的结合。
从运营角度分析，采用EPON进行FTTH建设有如下优势：
（1）与现有以太网的兼容性高。
以太网技术是迄今为止最成功和成熟的局域网技术。
EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定补充，基本上是与其兼容的。
EPON与以太网的兼容性是其最大的优势之一。
（2）提供更高带宽、更远距离和更广的覆盖。
EPON的下行信道为百兆/千兆的广播方式，而上行信道为用户共享的百兆/千兆信道，目前可以提供上下行对称的1.25Gbit/s的带宽，带宽利用率也得到很大提高，比目前的接入方式如ISDN、ADSL都要高得多。
另外，EPON系统可提供20KM以内的远距离接入，具有长距离、广覆盖的特点。
（3）有效降低CAPEX和OPEX。
EPON作为一种点到多点网络，网络层次简化，组网灵活，大量节省主干光纤和光收发器，以太网本身的价格优势使EPON具有无法比拟的低成本优势。
另外，EPON属于无源光学网，网络中无有源电子器件，这意味着基于有源设备存在的潜在故障在EPON系统中大大降低，因而维护成本将显著降低。
由于网络组件数量少，因此故障点也将相应减少，进而运营支出也会最大程度地降低。
目前，EPON技术已成熟，系统运行稳定，最适合当前主流市场需求。
而且，随着光纤器件和技术的不断发展，使过去困扰FTTH的成本和工程的困难已经一去不返，光纤到户的巨大优势得到了施展的机会。
正是基于以上因素的考虑，在本次项目中选择采用先进的EPON技术进行FTTH接入建设。
1.2EPON网络架构
一个典型的EPON系统由OLT、ONU、ODN组成。
OLT放在中心机房，ONU为用户端设备。
ODN是光配线网，主要由一个或数个分光器来连接OLT和ONU，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。
OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，提供面向无源光纤网络的光纤接口。
OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoS／SLA的不同要求进行带宽分配、网络安全和管理配置。
分光器是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中，一般一个分光器的分线率为2、4、8、16和32，并可以多级连接。
在EPON中，OLT到ONU间的距离最大可达20km，如果使用光纤放大器（有源中继器），距离还可以延长。
EPON的网络结构如图所示。
EPON网络结构图
EPON系统包含测距、带宽分配、时钟提取、同步及ONU认证等几个主要关键技术。
随着EPON技术的不断发展，目前已经在国际和国内市场具备成熟应用条件。
2本次项目组网方案
2.1项目需求
武汉海关需要在东西湖宿舍区建立EPON网络，实现三网合一。
2.2住宅解决方案
2.2.1东西湖组网方案
东西湖宿舍区为住宅小区，楼房分布如下：
6栋1个单元12层，一梯2户，共计144户
4栋2个单元12层，一梯2户，共计192户
2栋24层，两梯4户，共计192户
整个小区共计528户。
本次项目采用EPON接入FTTH方案，局端采用华为MA5683T设备作为OLT，安装在小区内裙房附楼的弱电机房内；MA5683T以GE上行方式接入武汉海关IP办公网；用户端采用华为HG850e终端设备作为ONU，安装在每个住户家庭的信息箱中，实现数据、IPTV和语音业务的接入。
本次项目组网示意图如下：
MA5683T作为纯二层光接入设备应用，为EPON的OLT设备，上联到BRAS、LSW或Router等宽带IP城域网设备上，将终端送上来的不同类型业务解调成以太业务，送入不同网络，为用户提供高速上网、IPTV和VOIP业务接入。
华为MA5683T为盒式OLT设备，19英寸2U高，可方便置于桌面或配置不同挂耳放置到19英寸或ETSI机柜中。
MA5683T提供2×GE上行和24个PON口下行，最大能够实现768线ONU终端用户的接入。
EPON终端采用EchoLifeHG850e设备，提供4×FE口（RJ45接头）和2个POTS口（RJ11接头），连接家庭住户的PC机、机顶盒和话机。
入户室内设备连接图如下所示：
⏹数据业务由ONU接入5683T，经BRAS设备处理后接入INTERNET，采用PPPoE的方式获取IP地址；
⏹视频业务采用IPTV组播方式，利用DHCP获取IP地址；
⏹VOIP业务由ONU终端采用SIP协议，接受软交换进行统一控制和管理；同时，为保证语音的QoS，语音数据包需设置为高优先级。
2.2.2OLT设备
本次项目的OLT设备MA5683T安装在小区内裙房附楼的弱电机房内，直流供电（如机房只能提供交流供电，则外置MPW150电源模块解决）。
上行出GE光口（配置10KmGE光模块）上联数据机房设备。
下行配置5块EPBA业务板，共提供20个EPON业务接口。
2.2.3分光器
ODN部分根据管道条件和光缆铺设情况设置分光器，本次项目采用一级分光方式，共用20个1:
32分光器，安装于光交接箱中。
1，3，5，6，8，10号楼部署6个分光器
2，7，9，13号楼部署8个分光器，每个单元部署一个
11，12号楼部署4个分光器
2.2.4ODN建设方案建议
⏹配线段
（1）由小区机房出一根108芯光缆，延小区街道先后经过各个单元。
（2）在每个单元处，经光缆接头盒分歧后，各引出两芯光缆到单元口的接线箱，经置于接线箱内的分光器分光及熔配单元，与一段48芯骨架式光缆连接（入单元口）。
⏹入户段
骨架式光缆由一楼弱电井引入，每六层楼的弱电室放置一个12口楼道分纤盒，转换为皮线到每层楼，再由暗管入每户房间内的信息箱，快速成端，出SC头连接ONT。
示意图如下：
2.2.5光通道损耗计算
光通道损耗是ODN最重要的网络性能指标。
EPON光路是否合适、是否满足传输要求，最重要的一条规则就是实际工程结束后，能够符合OLT和ONU之间的光功率预算要求。
光功率衰减的主要影响因素有：
•分光器的插入损耗（不同分光比有不同的插入损耗）
•光缆本身的损耗，与长度有关
•光缆熔接点损耗
•尾纤/跳纤通过适配器端口连接的插入损耗
光通道损耗为以上因素引起的损耗总和。
在工程设计时，必须控制ODN中最大的衰减值，建议控制在26dB以内。
在工程设计中，对光通道损耗的估算可采用如下的光损耗参数表:
名称
平均损耗
（dB）
连接点
连接器
0.3
机械接续
0.2
熔接
0.1
光分路器
1:
64
19.7
1:
32
16.5
1:
16
13.5
1:
8
10.5
1:
4
7.2
1:
2
3.2
光纤
（G.652）
1310nm
（1km）
0.35
1490nm
（1km）
0.25
光通道损耗＝L×a＋n1×b＋n2×c＋n3×d＋e＋f（dB）
•a表示光纤每公里平均损耗（dB/km），L为光纤总长度，单位Km。
工程中使用的光纤跳线，尾纤等，一般长度较短，可以忽略。
•b表示光纤熔接点损耗（dB），n1表示熔接点的数目。
•c表示光纤机械接续点损耗（dB），n2表示机械接续点的数目。
•d表示连接器损耗（dB），n3表示连接器数目。
•e表示光分路器损耗（dB），这里只考虑一级分光。
如果是二级分光，则要分别考虑二个光分路器造成的损耗。
•f表示工程余量，一般取3dB。
设计中应对网络中最远用户的光通道衰减进行核算，采用最坏值法进行ODN光通道衰减核算，检查全网的光通道损耗是否满足要求，并根据需要对网络设计方案做适当调整。
请根据项目实际情况计算光通道损耗。
以下提供示例，请根据实际情况修改。
本次项目中：
采用1:
32分光器时，分光器插损为16.5dB；光缆总长度在5Km以内，插损在2dB左右；光缆熔接点和连接器等损耗在1个dB以内；另外考虑工程余量，则损耗可以控制在23dB以内，小于26dB，满足设计要求！
采用1:
16分光器时，分光器插损为13.5dB，其他损耗参考以上，则插损可以控制在20dB以内，满足设计要求！
2.3综合网管方案
iManagerN2000BMS是华为公司的综合接入产品统一网管平台。
在电信管理网TMN模型中，N2000BMS位于网元管理层EM-layer，并向上级网络管理系统NMS提供网管接口。
N2000BMS网管系统能对华为公司的宽带接入、综合接入等多类设备进行统一管理，提供拓扑管理、故障管理、性能管理、安全管理、配置管理等功能，同时还提供丰富的业务发放接口。
通过N2000BMS，可以实现EPON业务的自动发放及终端管理，方便运营商的运营维护，大大降低运营商的OPEX。
本次项目在武汉海关机房新上一套网管系统，该网管系统主机采用PC服务器，可管理等效节点530个（每20个ONU终端为1个等效节点），完全能够满足本次项目中、远期网络管理的需求。
2.4带宽规划
FTTx网络的带宽测算包括两个方面的内容：
●单个PON系统内的带宽测算；
●OLT上联的带宽测算；
对单个PON系统内的带宽测算，需要考虑该PON系统内所有ONU所产生的流量是否满足系统要求；对OLT上联的带宽测算，需要考虑该OLT所有PON口所带的全部ONU产生的流量（一般OLT包括多个PON口）
2.4.1用户带宽规划
带宽规划情况需根据实际业务提供情况计算，该处提供示例说明。
计算公式：
∑=（业务分配带宽×业务用户比率×集中比×流量占空比）×总用户数/带
所有业务宽冗余系数
根据以上带宽需求表，可以看出，对于本次项目提供的数据业务、IPTV业务和语音业务，每个用户带宽满足下行4M、上行1M带宽规划即可，考虑网络游戏、高清IPTV（MPEG-6）等业务的应用，可以按每个用户带宽满足下行10M规划。
每个EPON接口能够提供1G以上有效带宽，按实际PON口带32个用户计算，每个用户带宽可达30M，能够满足将来高带宽业务的需求。
2.4.2OLT带宽规划
对OLT上联的带宽测算，需要考虑该OLT所有PON口所带的全部ONU产生的流量。
计算公式如下：
∑=（业务分配带宽×业务用户比率×集中比×流量占空比）×总用户数/带宽冗余系数
所有业务
●业务分配带宽：
参照上表
✧OLT网络侧以太网上联带宽规划时，不计TDM专线业务带宽；
✧对于IPTV组播业务，其占用带宽依据IPTV内容分发所需带宽测算。
●业务用户比率、总用户数：
OLT上联带宽规划时对应OLT带的所有用户；
●集中比：
可根据不同地区、不同客户群实际情况进行设定，可取1/2。
对于FTTH用户，集中比算在OLT上；对于FTTB/C/Cab用户，集中比算在LAN交换机上或DSLAM上；
●流量占空比：
一般可取50％；
●带宽冗余系数：
OLT上联取65％。
根据以上参数说明进行粗略计算，以下为参考示例。
根据以上参数说明，取业务分配带宽为10M，业务用户比率为100％，集中比为50％，流量占空比为50％，带宽冗余系数取65％，则计算OLT上行所需带宽为984M。
实际本次项目中每套MA5683T所带用户数均小于530，因此，上行提供1×GE可以满足组网需求。
2.5IP地址规划原则
IP地址规划时应考虑如下原则。
（1）合理
●相对于业务VLAN和业务接口（三层接口）而言，各设备的管理接口应使用独立的VLAN和IP网段。
●VoIP、IPTV可以仅分配私网IP地址。
●在配置IPTV时，以下网段的组播地址不能使用：
◆224.0.0.0～224.0.0.255：
该范围内的组播地址只在本地使用，即不跨越路由器，一般用于一些路由协议，比如OSPF使用组播地址224.0.0.5和224.0.0.6。
◆224.0.1.0～238.255.255.255：
该类组播地址可以跨越路由器，即以该组播IP地址为目的地的数据包可以在整个Internet上传播。
◆建议在X.0.0.X和X.0.1.X（其中223◆239.0.0.0～239.255.255.255：
这类组播地址可以作为企业内部私用，但只能在企业范围内有效。
◆233.0.0.0～233.255.255.255，这类组播地址跟自制系统号对应，即每给一个企业或ISP分配一个AS号的时候，该组播地址范围内的跟分配的AS号对应的组播地址也分配给该ISP。
（2）安全
●IP地址应根据不同的业务进行划分。
●IP地址应采用动态分配IP地址，以加强结合动态分配机制的安全认证和管理，节省IP地址资源。
●IP地址分配要尽量给每个区域内的设备或用户分配连续的IP地址空间；在每个地市中，相同的业务和功能尽量分配连续的IP地址空间，有利于路由聚合以及安全控制。
（3）可扩展
●IP地址的规划与划分，即要满足当前对IP地址的需求，同时要充分考虑未来业务发展，预留相应的地址段。
●IP地址的分配需要有足够的灵活性，能够满足各种用户接入如小区用户、专线用户等的需要：
◆对于普通小区用户，可仅分配私网IP地址满足Internet浏览业务的需求。
◆对于部分专线用户或需要自行发布Internet资源（如Web站点、FTP站点、图书库等）的用户，应能够为其分配公网IP地址，或在三层终结点（可能在BRAS或路由器上）实现地址转换。
（4）可维护
地址分配是由业务驱动，按照业务量的大小分配各地的地址段。
●设备之间的通信、运维系统与设备之间的通信，在公有地址有保证的前提下尽量采用公有地址，如设备的loopback地址等，尽量不要采用与业务相关的地址进行运维方面的通信。
●应尽量将网络中所有设备的运维管理地址分配在一个子网、一个VLAN，并与业务数据二层隔离。
2.6VLAN规划原则
FTTH组网模式下，VLAN的规划相对比较简单。
可采用为每个用户端口配置一个VLAN的方式，从而实现用户业务之间的隔离。
即只需给VoIP业务、IPTV业务和HSI业务分别规划一个VLAN即可。
在网络侧，推荐为每种业务建立单独的VLAN通道，即为Internet、VoIP、IPTV等业务预留单独的ServiceVLAN。
如下图所示：
为节省汇聚网络中VLAN的数量，可采用StackingVLAN和SmartVLAN作为ServiceVLAN。
在本次项目中：
网络侧VLAN的配置为：
由MA5683T（MA5680T）分别给VoIP业务、IPTV业务和宽带上网业务分别规划一个SmartVLAN，同时配置独立的网管VLAN；
用户侧VLAN的配置为：
由ONU为每一个用户端口配置一个VLAN，建议按业务划分不同的VLAN，从而实现用户业务之间的隔离。
3华为EPON解决方案介绍
3.1整网解决方案
在信息化日新月异的今天，宽带业务已经逐步成为给运营商带来收入的主攻方向。
而客户多样化通信的需求和激烈的市场竞争，又迫使运营商通过提供丰富多彩的业务体验来吸引用户。
目前，运营商宽带的发展战略已逐步转变，由初期的宽带放号规模粗放增长为主逐渐向发展宽带应用、提升宽带ARPU值转变，宽带的应用也从单一的互联网接入应用向提供视频、互动游戏、VOIP等多种宽带增值应用转变。
业务的发展尤其是高带宽消耗型业务－视频类业务的逐渐推广，使客户对网络带宽和稳定性要求越来越高，同时也推动了光接入技术应用的发展。
作为电信网的"最后一公里"的接入网正向着宽带化、数字化、智能化和综合化的方向发展。
基于对运营商网络转型理念的深刻理解和多年来在光接入领域技术的深入研究，华为公司推出了GPON、EPON系统整体解决方案，且在国内外多个项目中取得成功应用，为运营商接入层的网络建设和业务接入能力的提升奠定了良好的基础。
华为FTTx整网组网示意图如下：
选用华为EPON系统能够为商务楼宇、居民小区等区域实现光纤接入解决方案，提供大容量和高带宽的数据、IP语音和视频业务的接入，能够满足FTTx包括FTTN、FTTC、FTTB、FTTH等各种接入组网模式的需求。
全系列xPON产品－MSAN、DSLAM、MDU和ONT系列，以及完善的配套产品，能够满足运营商多样化的“光进铜退”建设需求另外，还可以支持P2PFE光接入和以太网级联等宽带业务的接入组网。
3.2业务解决方案
3.2.1IPTV业务解决方案
IPTV是基于IP组播的方式实现视频业务，利用IP的组播能力给用户提供可选择的节目源。
在视频头端，视频的节目信号可以直接通过VDN或由IP网络分发到OLT，在OLT通过IGMPPROXY实现对OLT下组播用户的管理和节目管理。
在用户终端，通过机顶盒STB设备进行视频信号的终结和媒体转换，并控制节目的切换。
IPTV业务组网示意图如下：
IPTV采用IP组播方式来提供视频业务，与DSLAM提供的IPTV业务类似，但采用EPON系统接入，对终端用户来说，将有更多的节目内容、更高的带宽，从而带来更好的业务体验。
3.2.2VOIP业务解决方案
EPON系统话音的承载采用VOIP方式，话音在用户侧完成VOIP的转换。
目前有两种提供方式：
✧由ONU直接实现POTS接入，完成VOIP话音的转换。
✧在ONU的FE接口下挂IAD设备，由IAD实现话音业务的接入。
VOIP语音的呼叫、处理由软交换控制完成。
与PSTN网的互通可通过媒体网关设备完成。
组网示意图如下所示：
3.2.3HSI业务解决方案
华为EPON终端可提供丰富的接口类型，能够提供1×GE/FE接口、4×FE接口以及多FE接口满足用户的上网需求。
在FTTB组网模式下，可下挂LSW为更多用户提供宽带接入。
宽带用户的接入认证与现有的XDSL用户相同，可以与IP城域网上的BAS配合，支持现有各种认证方式，如PPPoE+、VLAN、VBAS、DHCPOPTION82等多种方式。
IP地址的分配可采用DHCP方式申请动态IP地址，或通过PPPoE＋分配IP地址。
3.3解决方案优势分析
（1）提供端到端业务解决方案，满足各种接入场景应用。
华为公司能够提供EPON系统从局端设备、远端接入设备到ODN工程建设等所需的全系列产品，提供完善的视频、VOIP和HSI业务解决方案，以及FTTH组网建设中最复杂、投资最大的ODN工程建设的网络规划方案。
华为EPON解决方案可应用于FTTH、FTTB、FTTC等组网模式的接入层建设，在新建高档别墅区、高档公寓、新兴的工业园区、网吧等比较集中的地区（如“网吧一条街”）以及对带宽有特殊要求的应用场景（如“全球眼”视频监控）中，都可以利用EPON系统为客户提供高带宽、长距离和广覆盖的组网接入。
（2）提供全系列EPON光接入产品，满足多种组网需求。
SmartAXMA5600T系列产品是华为公司推出的局端OLT设备，包括机架式设备MA5680T、MA5683T和盒式设备MA5683T，提供从小容量到中等容量、大容量的PON口接入，满足不同组网规模的应用。
华为电信级OLT设备MA5680T，具备业界领先的T比特级背板交换能力，可提供大容量用户接入。
MA5680T可实现GPON/EPON业务板混插，是一款真正实现GPON/EPON共平台设备，客户可根据技术发展进程和实际业务需求灵活选择GPON/EPON接入模式。
另外，小容量、高性能、组网灵活的盒式设备MA5683T，可以作为盒式OLT、MDU和MiniDSLAM使用，满足不同接入网络需要。
作为端到端业务解决方案的重要组成部分，华为公司能够提供接口丰富的系列化终端设备，包括MDU、MTU、MiniDSLAM和SBU、STU终端设备，可以提供xDSL、GE、FE、POTS等多种业务接口。
ODN产品方面，华为公司除了可以提供各种类型的光缆、各种容量ODF设备等传统光纤工程所需材料，还推出适应EPON接入FTTH项目中ODN工程建设的分光器、分纤盒、终端盒、皮线光缆等各种新产品，满足网络建设的需要。
（3）强大的QoS保证能力为多业务承载提供基础。
华为EPON系统支持端到端的全网QoS解决方案。
支持OLT和ONU两级调度，通过区分不同的业务和用户来提供QoS保证。
支持基于流规则的包过滤、重定向、流镜像、流量统计、流量监管、端口队列调度、端口限速、优先级策略和VLAN更改策略；支持CoS（802.1p）、流优先级，支持SP、WRR、SP+WRR等多种调度方式，并支持8个优先级队列。
通过多种机制的应用，确保用户的QOS并为EPON系统提供多业务承载提供基础。
（4）提供完善的综合网管功能和业务自动发放方案。
iManagerN2000BMS是华为公司的综合接入产品统一网管平台，支持EPON系统中OLT设备和ONU设备的各种性能统计功能，进行网络维护和诊断。
网管系统支持EPON网络的故障诊断功能，包括各种告警检测和环回诊断功能，支持对DyingGasp等告警事件的处理。
在业务自动发放和ONU管理方面，华为公司进行了深入的探索和分析。
配合运营商的BOSS系统和资源管理系统，能够实现业务自动发放和设备即插即用，有效提升EPON规模建设后的运维效率，并降低运营商的运维成本。
（5）强大的组播业务
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