1、XXXXX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 日目 录摘要 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 101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 GPO
2、N 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。2一、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
3、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。3二、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
4、单元 OLT 可以带多个ONU。4三、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。
5、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 116/ 32/ 64,随着光收发模块的发展演进,支持的分支比将达到 1128。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。5另外，GPON 系统采用 WDM 技术，实现单纤双向传输6四、GPON 安全技术GPON 安全技术总
6、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：防 IP spoofing 防 MAC Spoofing MAC+IP 绑定 管理用户的 RADIUS 认证 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。7五、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
7、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：公园 绿 化 带 阳光球场1栋 2栋 3栋 4栋 5栋 6栋 7栋 8栋 9栋 10栋绿化带 绿化带 喷 泉中 心物 业 管 理配 电 间保 安 室一 号 停 车 场 二 号 停
8、车 场静 心 湖中 和 小 区绿 化 带8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 5070。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
9、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 OLT MA5680 和 ONU MA5616 设备。9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：1T 比特光接入平台，交换容量 400G，每槽位带宽均达 10GE，上行 410GE，支持 32K MAC 地址；GPON、EPON、P2P
10、 共平台设计，业务板卡可混插组网、统一网管；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；主控板、电源板、上联板卡等关键板件双备份；灵活 QinQ，2K QinQ/PON 口，VLAN Translation（1:1，N:1）64-8PON 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：MA5616 支持 6 个槽位，其中 4 个业务板槽位，一个电源
11、板槽位，一个主控板槽位。MA5616 采用标准 19 英寸设计，设备高度 2U，支持 AC/DC 输入。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 个业务板 32 路 ADSL2+(内置 SPL)；16 路 VDSL2（内置 SPL 8a30a)；32/64 路POTS(32 路此次可测试,64 路 09 年 Q1 可获得)。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。10六、ONU 位置的设置及容量的计算OL
12、T 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
13、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 ONU 30 个。11七、工程设计方案以下是小区光缆接入配线图：12主要材料用量表序号 项目名称 主材规格程式 单位 数量 备注1ODF 配线架子框72 芯束状尾纤 框 22 华为 OLT 华为 MA5680T 架 13 分光器
14、1:32 插片式 个 124 分纤盒 48 芯 个 125 ONUONU(MA5616)16POST ONU(MA5616)8 POST个 306 主干光缆 72 芯 米 7007 用户端光缆 24 芯 米 11008 皮线光缆 2 芯 米 15009 光缆交接箱 432 芯 个 110 光纤跳线 跳线连接器 个 1111 光缆成端接头 光缆成端接头材料 套 9613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）1ODF 配线架子框72 芯 2000 2 4000 1000 2000 60002 华为 OLT 华为MA5680T
15、14000 1 14000 3000 3000 170003 分光 器 1:32 插片式 170 12 2040 200 2400 44404 分纤 盒 48 芯 40 12 480 200 2400 28805 ONUONU(MA5616)16 POSTONU(MA5616)8 POST1700 30 51000 200 6000 570006 主干光缆 72 芯 5.5 700m 3850 200 140000 1438507用户端光缆24 芯 2.5 3240 m 8100 100 324000 3321008 皮线光缆 2 芯 0.5 2340 m 750 100 234000 234
16、750149光缆交接箱432 芯 1700 1 1700 200 200 190010 光纤跳线 跳线连接 器 2.2 11 24.2 0 0 24.211光缆成端接头光缆成端接头材料 1.01 96 96.96 0 0 96.9612 运保 费 设备采购 价*0.1% 93.84 93.8413 运杂 费 设备采购 价*1.0% 938.41 938.4114设备采购费（元）81723.41 81723.4115设备施工费（元）676000 67600016一、工程费（元）设备采购费+设备施工费757723.141517二、设计费（元）工程费*4.5%*1.1*1.141258.02518三
17、、安全生产费工程费*1.5% 618.8719合计（元） 一+二+三 799600.0320 预备 费 合计*3.00% 23988.0021 合计（元） 823588.0322工程总投资（万元）83.0016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
18、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171 基于 GPON 技术的接入网络应用研究D北京：北京邮电大学，20102 GPON 技术原理与设计科技资讯，2009（18）：303 华为技术有限公司GPON 及 FTTH 技术白皮书2008-064 华为技术有限公司SmartAX MA5680T 光接入设备产品描述2009-06-255 光纤通信系统与网络（修订版）M北京：电子工业出版社，20106 接入网技术M北京：清华大学出版社，2006
