1、北京郵電大學網絡教育學院畢 業 設 計設計題目：凱旋城小區D座光纖接入網規劃設計入 學 年 月_2021年10月姓 名_傅 建 鵬學 號_0611101427專 業_通 信 工 程總站/學習中心_直 屬 站 指 導 教 師_毛 京 麗 完成時間_內容摘要本論文完成了對凱旋城D座接入網絡規劃設計。設計中對凱旋城D座的用戶業務需求量、建設光纖接入網的可行性及必要性、光纖接入網的根本理論知識、EPON網絡的網絡保護的設計、EPON網絡網同步的設計、小區放置ONU位置的設置及ONU容量、光纖中繼距離的計算及說明。本次所設計的凱旋城D座，接入方式依照EPON FTTH組建模式設計而成，樓宇采用一級分光方

2、式，充分滿足了凱旋城D座家庭客戶對于語音及寬帶業務的需求，結合EPON網絡接入方式的特點并可依據用戶需求加以調配。目 錄一、凱旋城小區D座業務預測4(一)本設計所設計范圍的用戶群狀況4(二)現行用戶接入方式及接入業務狀況4(三)業務開展預測4二、建設接入網的可行性和必要性4(一)建設接入網的可行性5(二)建設接入網的必要性5三、光纖接入網的根本概念5(一)光纖接入網的參考配置和應用類型6(二)光纖接入網的業務支持能力7(三)光纖接入網的根本拓撲結構8(四)光接入網的優點與劣勢9(五)EPON接入技術101、EPON技術特點102、EPON的優勢103、網絡結構104、EPON關鍵技術難點11四

3、、凱旋城小區D座光纖接入網規劃設計方案13(一)接入方式的選擇13(二)接入網網絡結構的設計15(三)接入網設備的選型161、局端OLT：AN5116-02設備162、遠端ONU:華為HG813E193、ODN：科毅PLCB232-2-2-15-220(四)ONU位置的設置及容量的計算21(五)光纖中繼距離的計算221、光纖中繼距離設計算法：222、所選用設備的設備參數243、凱旋城D座光纖中繼距離的計算25(六)SDH網絡保護方式的設計261、自愈的概念262、業務保護方式263、凱旋城D座網絡保護方式設計EPON系統27(七)網同步的設計301、EPON系統同步的概念302、EPON系統實

4、現同步的方法30(八)IP地址規劃321、IP地址根本概念：322、IP地址的分類：32五、設計方案論證、評估33一、 凱旋城小區D座業務預測 (一) 本設計所設計范圍的用戶群狀況歐陸經典凱旋城定位于歐式古典建筑，總占地公項，總建筑面積為25萬平方米，由七幢高樓組成，產品分為高檔住宅、商住型高檔公寓、酒店式公寓和商業四大局部。總戶數為1200余戶，近二十余戶型，商業面積約3萬余平米。本設計針對歐陸經典凱旋城D座住宅型公寓進行設計，此樓共18個樓層，每層4戶，共計72戶。(二) 現行用戶接入方式及接入業務狀況凱旋城D座尚無任何運營商接入，無電信運營商業務開通。(三) 業務開展預測凱旋城D座屬住宅

5、樓性質，共18個樓層，每層4戶，共計72戶。按每戶2部 2部寬帶設計，可滿足144部語音及寬帶業務需求。二、 建設接入網的可行性和必要性(一) 建設接入網的可行性光纖接入網，特別是FTTH光纖接入網，具有頻帶寬、容量大、信號質量好、可靠性高、可以提供多種業務乃至未來寬帶交互型業務、是實現B-ISDN的最正確方案等優點，因而被認為是接入網的開展方向。在我國城市地區除了個別興旺的城市外，光纖接入網的開展應以光纖到大樓為主，盡量實現光纜通達全部大樓。在此根底上，根據現有銅纜的使用情況，逐步、穩妥地將光纖由光分支點向普通住宅用戶延伸。整個光纖接入網的規劃、建設和開展均應適度超前于用戶的實際需求。只有緊

6、緊抓住對于數據和多媒體新業務要求高、經濟實力有保證的電信大用戶，促使其充分利用已建成的光纖接入網絡，才能提高現有光纖接入網的利用率，并進一步積累資金，逐步開展、完善，最終能夠面向普通用戶，滿足所有用戶對于通信帶寬的較高要求。這將是一個循序漸進的開展過程。(二) 建設接入網的必要性近年來,核心網上的可用帶寬由于SDH的開展而迅速增長,用戶側的業務量也由于Internet業務的爆炸式增長而急劇增加,作為用戶與核心網之間橋梁的接入網那么由于入戶媒質的帶寬限制而跟不上骨干網和用戶業務需求的開展。骨干網上的巨大帶寬如果得不到充分利用，也是一種投資的浪費。因而，接入網的寬帶化成為亟待解決的問題。盡管在接入

7、網的建設中存在不少的爭議問題，但毋庸置疑的一點是：開展光纖接入是解決接入網寬帶化的最根本和行之有效的方法,光纖應盡量向用戶延伸，盡量靠近用戶。光接入網由于頻帶寬、容量大、擴容升級方便、運維費用低、質量高，從而適合高速數據和寬帶業務的開展。當前其開展的主要目標是用光纖作傳輸媒介，經濟地提供基于STM的窄帶綜合數字業務和CATV寬帶業務，同時還要考慮到將來能順利過渡到基于ATM的寬帶綜合數字業務。經過近十年的快速開展,我國公用通信骨干網和城市局間中繼線路網根本實現了光纜化和數字化.而用戶接入網仍是窄帶模擬方式,因而成為通信網開展中的"瓶頸",加快采用寬帶數字傳輸技術,開展光纖接

8、入網絡已成為必然趨勢。三、 光纖接入網的根本概念光纖接入網OAN是采用光纖傳輸技術的接入網，泛指本地交換機或遠端模塊與用戶之間采用光纖通信或局部采用光纖通信的系統。根據光纖用戶環路FITL北美傳輸設施中是否采用有源器件，可把OAN分為有源光網絡AON和無源光網絡PON兩類。AON是把交換機送來的信號通過光纖系統經電復用器分路，再經過基群復用設備接到各種用戶接口，最終傳送給用戶。適宜于用戶線平均長度較長，遠端節點要求覆蓋的用戶較多的地方。PON是由光纖和光分路器將信號分送至用戶。這種方式是降低光纖接入網本錢，提高接入性能，便于向寬帶業務升級的一種較好的方案。(一) 光纖接入網的參考配置和應用類型

9、 ITUT建議提出了一個與業務和應用無關的光纖接入網功能參考配置，如圖3-1所示。 光線路終端OLT，光配線網ODN，光網絡單元ONU及適配設施AF組成，可能包含假設干與同一OLT相連的ODN。OLT是為光接入網提供網絡側與本地交換機之間的接口并經一個或多個ODN與用戶側的ONU通信，OLT與ONU的關系為主從通信關系。OLT可以別離交換和非交換業務，管理來自ONU的信令和監控信息，為ONU和本身提供維護和指配功能。OLT可以直接設置在本地交換機接口處，也可以設置在遠端，與遠端集中器或復用器接口。ODN為OLT與ONU之間提供光傳輸手段，其主要功能是完成光信號功率的分配任務。ODN是無源光元件

10、如光纖光纜、光連接器和光分路器等組成的純無源的光配線網，呈樹形分支結構。在有源光網絡中，ODN可用電復用/分路器ADM替代(用少)。ONU是為光纖接入網提供直接的或遠端的用戶側接口，處于ODN的用戶側。主要功能是終結來自ODN的光纖、處理光信號并為多個小企事業用戶和居民住宅用戶提供業務接口。ONU的網絡側是光接口而用戶側是電接口，因此ONU需要有光/電和電/光轉換功能，還要完成對語聲信號的數/模和模/數轉換、復用、信令處理和維護管理功能。其位置有很大的靈活性，既可以設置在用戶住宅處FTTH，也可以設置在DP處甚至FP處FTTC。AF相當于NT1為ONU和用戶設備提供適配功能，具體物理實現那么既

11、可以包含在ONU內，也可以完全獨立。 根據ONU在光纖接入網中的位置，OAN可以被劃分為如圖3-2所示的三種根本應用類型。(二) 光纖接入網的業務支持能力 OAN是一種為雙向交互式業務而設計的系統，初期主要支持2Mbit/s以下速率的業務，根本業務有下面幾種：普通 業務POTS；租用線；分組數據；ISDN根本速率接入BRA；ISDN一次群速率PRA；n×64kbit/s；2Mbit/s成幀或不成幀。 除了上述7種根本窄帶業務外，還有其他一些可能支持的業務，包括2Mbit/s以下速率的各種多媒體業務特別是在將來應能支持寬帶業務，諸如單向播送式業務CATV，雙向交互式業務視頻點播VOD或

12、數據通信業務等，而且還可能支持模擬播送式業務。圖3-3 星型結構用戶端局用戶用戶用戶用戶(三) 光纖接入網的根本拓撲結構OAN的拓撲結構取決于ODN的結構。通常ODN可歸納為單星、樹型、總線和環型等四種根本結構，也就是PON的四種根本拓撲結構。1、 單星型結構：當涉及通信的所有點中有一個特殊點即樞紐點與其他所有點直接相連，而其余點之間互相不能直接相連時，就構成了星型結構，又稱單星型或大星型結構星型結構具有優質效勞和本錢高的特點，適合于傳輸本錢相對交換本錢較低的應用場合，例如，幾十線以上的大企事業用戶就是這種結構的最正確效勞對象，靈活接入復用器就是一種適合這種應用場合的系統。2、樹型結構：傳統的

13、CATVCAble Television/Community Antenna TeleVision，有線電視網往往采用樹型-分支結構，很適于單向播送式業務。在光纖接入網中，這種結構再次顯示了很強的生命力，即無源光網絡Passive Optical Network，PON形式和數字環路載波Digital Loop Carrier，DLC形式，僅有的差異是光分路器和復用器。無源光網絡就是不允許在外部設施中出現有源電子設備，而是采用無源器件例如無源光功率分路器來代替傳統電纜接入網的交接箱和/或分線盒，完成光信號的分路功能。所謂的無源雙星型、無源三星型或樹型-分支結構均可由這一類PON結構支持。本地交

14、換機以PON為根底的樹型-分支結構，十分適合那些目前僅有4線以上 業務需求而對雙向寬帶業務需求不迫切或不明朗的小企事業用戶和住宅居民用戶，特別是新建用戶區。如圖3-4： 圖 3-4樹型結構3、總線結構：這種結構有一條主干信道，該信道可使用一根雙向傳輸的光纖線路或兩根單向傳輸的光纖，各個終端采用光耦合器互連到共享信道上。其主要特點是結構簡單，增減節點容易，一個節點的故障不會影響其它節點，本錢較低。但是，總線故障時網絡將受到損耗，并且信息保密性差，較適于分配式業務。4、環型結構：當涉及通信的所有點串聯起來，而且首尾相連，沒有任何點開放時就形成了環型結構如圖3-5所示。該結構與T型結構很類似，但沒有

15、開放點，有其珍貴的特點。環型結構只是采用了ADM作RN利用才開始受到重視，利用ADM可以構成各種可靠性很高的自愈環型網結構，其中，最適于像接入網這樣業務量集中于端局的一種環型結構叫單向通道倒換環。這種環型結構，特別是SDH自愈環結構，以其出色的質量結合較高的本錢適合于帶寬需求大、質量要求高的企事業用戶和接入網饋線段應用。圖3-5 環型結構(四) 光接入網的優點與劣勢與其他接入技術相比，光纖接入網具有如下優點：1光纖接入網能滿足用戶對各種業務的需求。人們對通信業務的需求越來越高，除了打 、看電視以外，還希望有高速計算機通信、家庭購物、家庭銀行、遠程教學、視頻點播VOD以及高清晰度電視HDTV等。

16、這些業務用銅線或雙絞線是比擬難實現的。2光纖可以克服銅線電纜無法克服的一些限制因素。光纖損耗低、頻帶寬，解除了銅線徑小的限制。此外，光纖不受電磁干擾，保證了信號傳輸質量，用光纜代替銅纜，可以解決城市地下通信管道擁擠的問題。3光纖接入網的性能不斷提高，價格不斷下降，而銅纜的價格在不斷上漲。4光纖接入網提供數據業務，有完善的監控和管理系統，能適應將來寬帶綜合業務數字網的需要，打破“瓶頸，使信息高速公路暢通無阻。當然，與其它接入網技術相比，光纖接入網也存在一定的劣勢。最大的問題是本錢還比擬高。尤其是光節點離用戶越近，每個用戶分攤的接入設備本錢就越高。另外，與無線接入網相比，光纖接入網還需要管道資源。

17、這也是很多新興運營商看好光纖接入技術，但又不得不選擇無線接入技術的原因。現在，影響光纖接入網開展的主要原因不是技術，而是本錢，到目前為止，光纖接入網的本錢仍然太高。但是采用光纖接入網是光纖通信開展的必然趨勢，盡管目前各國開展光纖接入網的步驟各不相同，但光纖到戶是公認的接入網的開展目標。(五) EPON接入技術以太網無源光網絡Ethernet PON或Ethernet Over PON簡稱EPON。EPON指采用PON的拓撲結構實現以太網的接入。1、EPON技術特點EPON與APON比擬，上下行傳輸速率比APON的高，EPON提供較大的帶寬和較低的用戶設備本錢，除幀結構和APON不同外，其余所用

18、的技術與建議中的許多內容類似，其下行采用TDM傳輸方式，上行采用TDMA傳輸方式。EPON和APON一樣，可應用于FTTB和FTTC，最終的目標是在一個平臺上提供全業務數據、視頻和語音到家，即FTTH。EPON寬帶接入網，與傳統的用于計算機局域網的以太網技術不同，它僅采用了以太網的幀結構和接口，而網絡結構和工作原理完全不同。2、EPON的優勢1高帶寬：下行信道為百兆/千兆的播送方式；上行信道為用戶共享的百兆/千兆信道。2低本錢：接入用戶設備本錢較低，PON結構，減少了大量的光纖和光器件以及維護的本錢，降低了預先支付的設備資金和與SDH及ATM有關的運行本錢。以太網本身的價格優勢。3易兼容：互連

19、互通容易，以太網技術是目前最成熟的局域網技術。EPON只是對現有協議作一定的補充，根本上是與其兼容的。隨著IP技術的開展普及和技術水平的提高，實現IP Over EPON是光纖接入網的最正確方案。PSTNATM 交換STM-1視頻源 OLTEMS管理系統ONUONUONUONUONUONU 1×N圖3-6 EPON接入網結構3、網絡結構EPON位于業務節點接口到用戶網絡接口間，通過SNI與業務節點相連，通過UNI與用戶設備相連。EPON主要分成三局部，即OLTOptical Line Termination，ODNOptical Distribution Network和ONU/ON

20、TOptical Network Unit/ Optical Network Termination組成。其中OLT位于局端，ONU/ONT位于用戶端。OLT既是一個交換機或路由器，又是一個多業務提供平臺Multiple Service Providing Platform，MSPP，它提供面向無源光纖網絡的光纖接口。OLT根據需要可以配置多塊OLCOptical Line Card，OLC與多個ONU通過POS連接，POS是一個簡單設備，它不需要電源，可以置于全天候的環境中。通常一個POS的分線率為8、16或32，并可以多級連接。OLT將提供多個Gbit/s和10Gbit/s的以太接口，支持

21、WDM傳輸。與多種業務速率相兼容。在EPON中，從OLT到ONU距離最大可達20km，假設使用光纖放大器有源中繼器，距離還可以擴展。ONU采用了技術成熟的以太網絡協議，在中帶寬和高帶寬的ONU中，實現了本錢低廉的以太網第二層第三層交換功能。此類ONU可以通過層疊來為多個最終用戶提供共享高帶寬。在通信過程中，不需要協議轉換，就可實現ONU對用戶數據透明傳送。ONU也支持其它傳統的TDM協議，而且不增加設計和操作的復雜性。EPON中的OLT和所有的ONU被網元管理系統管理，網元管理系統提供與業務提供者核心網絡運行的接口。網元管理范圍有故障管理、配置管理、計費管理、性能管理和平安管理。4、EPON關

22、鍵技術難點（1） 突發同步上傳的光信號來自不同的端點，所以可能導致光信號的偏差，消除這種微小偏差的措施是采用突發同頻技術。在OLT中采用此技術。（2） 大動態范圍光功率接收各ONU到OLT的距離各不相同，到達OLT后的光功率互不相同，要用特殊方法來保證能夠接收足夠大的動態范圍光功率。此種方法的實現也是一個難題。（3） 測距和ONU數據發送時刻控制上傳信號沖突通過距離修正的技術就可以消除這種沖突。EPON上行傳輸采用時分多址TDMA方式接入，一個OLT可以接1664個ONU，建議要求測距精度為±1bit。測距過程是：OLT發出一個測距信息，此信息經過OLT內的電子電路和光電轉換延時后，

23、光信號進入光纖傳輸并產生延時到達ONU，經過ONU內的光電轉換和電子電路延時后，又發送光信號到光纖并再次產生延時，最后到達OLT，OLT把收到的傳輸延時信號和它發出去的信號相位進行比擬，從而獲得傳輸延時值。OLT以距離最遠的ONU的延時為基準，算出每個ONU的延時補償值Td，并通知ONU。該ONU在收到OLT允許它發送信息的授權后，延時Td補償值后再發送自己的信息，這樣各個ONU采用不同的Td補償時延進行調整自己的發送時刻，以便使所有ONU到達OLT的時間都相同。（4） 帶寬分配OLT控制每個ONU的上行接入帶寬，即ONU的窗口大小和上行傳輸速率。靜態和動態兩種帶寬分配，靜態帶寬由開的窗口尺寸

24、決定，動態帶寬根據ONU的需要，由OLT分配決定。（5） 實時業務傳輸質量傳輸實時語音和視頻業務要求傳輸延遲時間既恒定又很小，時延抖動也要小。由于以太網技術的固有機制，不提供端到端的包延時、包喪失率以及帶寬控制能力，因此難以支持實時業務的效勞質量。如何確保實時語音和IP視頻業務，在一個傳輸平臺上以與ATM和SDH的QoS相同的性能分送到每個用戶，是亟待解決的問題。解決技術其一的技術是對于不同的業務采用不同的優先權等級，對實時的業務優先傳送。其二的技術是帶寬預留技術，提供一個開放的高速通道，不傳輸數據，而專門用來傳輸語音業務，以便確保POTS業務的質量。（6） 平安性和可靠性EPON下行信號以播

25、送的方式發送給所有ONU，對每個ONU的下行信號單獨進行加密，對密鑰定期更新。建議采用雙PON系統，保證EPON系統的可靠性。四、 凱旋城小區D座光纖接入網規劃設計方案(一) 接入方式的選擇接入網通常是按其所用傳輸介質的不同來進行分類的。一般地，接入網可分為有線接入和無線接入網兩大類。有線接入網又分為銅線接入網和光纖接入網兩種。無線接入網分為固定無線接入網和移動無線接入網兩種，包括蜂窩通信、地面微波通信和衛星通信等不同形式。在實際接入網中，有時會用到多種傳輸介質，如既用到銅線，又用到光纖，甚至還同時用到無線介質，這樣就形成了混合接入網。1、光纖接入方式 光纖接入指的是接入網中的接入傳輸介質是光

26、纖。光纖接入方式最大的優勢在于可用帶寬大，且應用潛力巨大。同時，光纖接入網絡還具有傳輸質量好、傳輸距離長、抗干擾能力強、網絡可靠性高以及節約管道資源等特點。 根據光網絡單元的具體位置，光纖接入方式可分為: FTTR(光纖到遠端接點)、FTTB(光纖到大樓)、FTTC(光纖到路邊)、FTTZ(光纖到小區)以及FTTH(光纖到用戶)等。而根據所采用的技術類型，又可分為有源光網絡(AON, Active Optical Network)和無源光網絡(PON, Passive Optical Network)。 2、以太網接入方式 它由局端設備和用戶端設備組成，其中局端設備具備會聚用戶端設備網管信息的

27、功能，位于商業樓宇或小區之中，而用戶端設備那么放置在樓層內。 從傳統的角度看來，以太網技術并不屬于接入網范疇，然而現階段其應用領域卻逐漸向包括接入網在內的其他公用網領域拓展。在接入網絡領域，以太網接入技術的優勢主要表達在: （1） 作為一種成熟的網絡技術，其應用根底雄厚，用戶的使用經驗豐富; （2） 可以結合光纖接入FTTx的技術優勢，通過“FTTx+LAN的方式構建接入網絡; （3） 目前所有的主流操作系統及應用都與以太網兼容; （4） 性價比好、可擴展性強、容易安裝開通，且極具可靠性; （5） 以太網接入方式與IP網絡相適應，符合未來網絡技術開展的趨勢; （6） 最為可喜的是，以太網技術目

28、前已經有了重大的突破，帶寬容量已經到達千兆。 3、混合光纖同軸接入方式(HFC) 即通常所說的Cable Modem接入方式，它建立在現有有線電視網絡根底之上。該技術保存了傳統的模擬傳輸方式，實現了上/下行雙向以及數字與模擬的混合傳輸，能夠同時提供 、模擬視頻、數字視頻和交互業務，建設費用相對較少，升級十分靈活。由于HFC接入所提供的雙向通信能力費用經濟，因此它不僅對住宅用戶頗具吸引力，對企事業用戶也同樣具有很好的適用性。 4、電力線接入 電力線接入曾經一度成為大家討論的熱點。電力線接入是指以電力網絡作為通信信道，將數據由本地變電站通過低電壓配電網直接傳輸至用戶的接入方式。其最大優勢在于，對現

29、有四通八達電力網絡的充分利用，不僅防止了重復投資，還很好地解決了用戶分布較為分散及偏遠地區的網絡接入問題。它也使得組建家庭智能化網絡變得簡單可行。但是，由于電力網的電力載波線為非屏蔽線路，因此衰減和噪音一直是電力線接入方式在努力克服的難題。 有線接入品種繁多，在此我們對每種接入方式的優缺點進行了比擬表4-1接入方式分析比擬優點缺點光纖接入節省光纜資源、帶寬資源共享、節省機房投資、設備平安性高、建網速度快、綜合建網本錢低傳輸距離受PON分比而縮短、下行帶寬互相占用、光模塊本錢較高以太網接入性能價格比好、可擴展性強、容易安裝和開通、可靠性高、簡單方便、帶寬高缺乏嚴格的效勞質量保證、且易受傳輸距離的

30、限制HFC充分利用了現有的CATV通州網絡資源、提供頻帶寬、不需要重新鋪設配線網絡、造價較低網絡雙向改造投資大、采用模擬頻分多路復用技術、需要數模轉換、網絡較外復雜、目前還沒有統一的標準電力線接入線路資源豐富、本錢低、施工方便 擴展方便噪聲大、平安性不高、存在電磁干擾光纖通信具有通信容量大、質量高、性能穩定、防電磁干擾、保密性強等優點。在干線通信中，光纖扮演著重要角色，在接入網中，光纖接入也將成為開展的重點。凱旋城D座以公司客戶為主，本次通信業務設計重點以語音及寬帶業務為重點。采取光纖接入網絡結構進行設計。(二) 接入網網絡結構的設計圖4-1凱旋城D座網絡結構設計圖本設計局所凱旋城D座采用EP

31、ON FTTH接入方式接入。用光纖將位于電信交換局的OLT與用戶直接相連。每戶都有單獨的一對線，直接連到電信局.1、OLT放置方案：凱旋城D座OLT選用烽火AN5116-02設備。從與上行設備的聯調測試、集中維護的原那么出發將其設置在小區機房內，可充分發揮PON的優勢，兼顧帶寬和本錢。2、ONU放置方案：ONU選用華為HG813E，安裝在樓層弱電間ODF機柜內。從綜合布線柜布防五類線至用戶房間電信面板端口進行接入。3、分光器放置方案：考慮到分光器放置的距離離用戶端近可減少入戶線光纜段的皮線光纜的用量和施工量。故凱旋城D座的分光器采用一級分光形式，將分光器以上的設備集中放置在小區機房的ODF架上

32、或者室外光分配箱。組網特點：1、ONU直接到戶，按需分配帶寬2、無源分光器替代樓道交換機3、對用戶ONU集中管理4、采用一級分光20Km覆蓋(三) 接入網設備的選型1、 局端OLT：AN5116-02設備AN5116-02設備采用為480 mm×621.5 mm×406.5 mm寬×高×深的子框，重量為40kg。米高的機架可安裝2個子框，和米高的機架可安裝3個子框。設備采用中置背板、前后插卡方式，圖4-2、圖4-3為子框的前后視圖。（1） 設備硬件結構： 子框前視圖圖 4-2 子框前視圖如上圖所示，子框正面共有20個槽位。從左至右依次編號為1-20，其中

33、1-8、11-18號槽位是EC2卡或TDM卡槽位，9、10號槽位是GSWC卡槽位，19和20號槽位為AC16卡或VoIP卡槽位。子框頂部為風扇單元，底部為導流單元。風扇單元的面板有兩個指示燈，綠燈為風扇工作指示燈，紅燈為風扇告警指示燈。子框后視圖圖 4-3 子框后視圖圖中29號槽位為GUP7卡或GUPE7卡槽位，對應著設備正面的9號GSWC卡槽位。39號槽位為16E1卡槽位，對應著正面的19和20號AC16卡或VoIP卡槽位。其余槽位為空余，可裝上假面板。頂部還裝有兩個 -48V電源連接器和一個告警連接器。（2） 卡功能描述下表列出了該設備能插的所有卡，可根據需要進行選擇。表 4-2 卡配置表

34、插卡方向槽 位卡 名代號數量描 述備 注前插9、10千兆核心交換卡GSWC1-2完成業務流量的會聚、交換和處理最多2塊，互為熱備份1-8、11-18EPON接口卡10 KmEC21-16完成EPON系統的OLT局部功能，最多可連接128個ONU根據用戶需要選擇EPON接口卡20 KmTDM業務卡TDM0-2提供2路155 M的光接口19、20語音控制卡AC161-2完成窄帶業務的控制，提供V5協議和軟交換處理根據用戶需要選擇一種，不可混插VoIP1-2提供軟交換上聯后插29千兆上聯卡GUP71為系統提供光電可選的千兆上聯接口每框插1塊，二選一GUPE7139E1上聯卡16E10-1為窄帶語音提

35、供16個2M上聯接口每框插1塊（3） 工作條件工作溫度050存放環境溫度-3060相對濕度10%90%無凝結大氣壓力70106 kPa環境空氣無腐蝕性和溶劑性氣體、無揚塵，鄰近無強電磁場干擾安裝地面承重>600 kg/m2（4） 供電條件電壓范圍DC -48V-40V-57V供電功率650 W一個滿配置子框（5） 設備接地接地電阻 < 52、 遠端ONU:華為HG813E（1） 設備硬件結構前視圖 圖4-4 ONU前視圖后視圖圖4-5 ONU后視圖（2） 網絡接口1個GEPON接口: SC/PC接頭單纖雙向波長承載 符合1000BASE-PX20（3） 用戶接口4個10/100FE

36、接口，RJ45接頭符合（4） 協議支持CTC GEPON Standard，支持IEEE 802.3ah OAM和CTC OAM擴展上下行FEC，下行Triple-Churning加密（5） 業務特性支持，全范圍VLAN支持VLAN操作和QoS 支持，每個以太端口至少4個優先級隊列支持IGMP Snooping，可同時支持16個組播節目支持，至少128個MAC地址L2/L3業務流分類（6） 工作環境室內型SFU，桌面或壁掛安裝工作溫度：0 45°C相對濕度：5 % 95 %無凝結（7） 供電條件市電供電：100240VAC，50/60Hz3、 ODN：科毅PLCB232-2-2-15

37、-2（1） 圖片展示 圖4-6 科毅PLCB232-2-2-15-2（2） 型號參數表4-3型號工作波長范圍分支比最大插入損耗連接類型PLCB232-2-2-15-21310+/-401520+/-402:3217SC/PC(四) ONU位置的設置及容量的計算根據凱旋城D座每層4戶的設計特點，各樓層設有弱電間，每戶的語音及寬帶線路均架放在弱電間內的配線架上。機房內設有八芯光纖至各樓層弱電間的ODF盒內。本設計將每戶的ONU放置在ODF機柜內，方便設備連接。具體ONU設置的位置及業務端口配置數量如下表4-4：表4-4 上表所述，按凱旋城D座住宅型公寓18個樓層，每層4戶計算，一個ONU所帶1個用

38、戶，每戶可滿足安裝2部語音、2部寬帶業務。(五) 光纖中繼距離的計算中繼距離是光纖通信系統設計的一項主要任務。在中繼距離的設計中應考慮衰減和色散這兩個限制因素。特別是后者，它與傳輸速率有關，高速傳輸情況下甚至成為決定因素。1、 光纖中繼距離設計算法：（1） 衰減受限系統在衰減受限系統中，中繼距離越長，那么光纖通信系統的本錢越低，獲得的技術經濟效益越高。當前，廣泛采用的設計方法是所建議的極限值設計法。光纖和接頭損耗，對中繼距離的設計算法為：La= (PT-PR-ACT-PCR-PP-ME) / (Af+As+MC)上述公式中，La表示單盤光纜長度PT表示發送光功率dBmPR表示接收靈敏度dBmA

39、CT表示線路系統發送端活動連接器的接續損耗dB。包含S和R點間除設備連接器C以外的其它連接器如ODF等衰減PP表示光通道功率代價dB。由于設備時間效應設備的老化和溫度因素對設備性能影響所需的余量，也包括注入光功率、光接受靈敏度和連接器等性能劣化，一般取1dB或2dBME表示設備充裕度dB Af表示中繼段的平均光纜衰減系數dB/km As表示中繼段平均接頭損耗dBMC表示光纜充裕度dB/km（2） 色散受限系統就目前的速率系統而言，通常線路的中繼距離公式如下：LD=x106/B X X D公式中，LD表示傳輸距離km表示與色散代價有關的系數B表示線路碼速率Mbit/s表示光源譜線寬度(nm)D表

40、示色散系數(ps/km.nm)。取3.5Ps/nm.km，在1550nm取18Ps/nm.km。2、 所選用設備的設備參數（1） OLT:烽火AN5116-02，設備參數見下表4-5表4-5烽火AN5116-02設備參數發送機S點特性最大平均發送功率8 dBm最小平均發送功率1 dBm最小消光比8.2 dBm接收機在R點特性最差靈敏度-28+3dBm老化余度最小過載點-8 dBm最大傳輸距離20km接口類型SC/PC中心波長發送：1490nm接收：1310nm（2） ODN:華為OC-1x32室內分光器，參數見下表4-6表4-6型號工作波長范圍分支比最大插入損耗連接類型PLCB232-2-2-

41、15-21310+/-401520+/-402:3217SC/PC（3） ONU: 華為HG813E，設備參數見下表4-7表4-7參數指標發送光功率-1dBm4dBm接收靈敏度最大值-24dBm飽和光功率-3dBm（4） 光纖：G652單模光纖，參數見下表4-8表4-8單模光纖的性能及應用：性能模場直徑m截止波長ccnm)零色散波長工作波長最大衰減系數dB/km)最大色散系數ps/(nm·km)要求值1310nmcc126013101310或15501310nm:0±c12501550nm:17cj12503、 凱旋城D座光纖中繼距離的計算(1) 衰減的影響本設計采用 bi

42、t/s單模光纜，考慮到光通道功率代價PP=1dB，光纖損耗系數Af = 0.4dB/km1310nm波長,光連接器衰減AC=18dB發送和接收端各 dB/個, ODN最大插入損耗17 dB，光纖接頭損耗As=0.5dB/km,，取ME為3 dB, MC為0.1 dB/km,那么：La= (PT-PR-ACT-PCR-PP-ME) / (Af+As+MC)=8+24-18-1-3/(0.4) =10km(2) 色散的影響取色散系數D2ps/(kmnm),那么LD=x106/B X X D= X106/1250 X 2 X=(km)由上述計算可以看出，本次設計的中繼段距離只能小于10 km。(六)

43、 SDH網絡保護方式的設計1、 自愈的概念當今社會各行各業對信息的依賴愈來愈大，要求通信網絡能及時準確的傳遞信息。隨著網上傳輸的信息越來越多，傳輸信號的速率越來越快，一旦網絡出現故障這是難以防止的，例如土建施工中將光纜挖斷，將對整個社會造成極大的損壞。因此網絡的生存能力即網絡的平安性是當今第一要考慮的問題。所謂自愈是指在網絡發生故障例如光纖斷時，無需人為干預，網絡自動地在極短的時間內ITU-T規定為50ms以內，使業務自動從故障中恢復傳輸，使用戶幾乎感覺不到網絡出了故障。其根本原理是網絡要具備發現替代傳輸路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用備用設備或利用現有設備中的冗余能力，以滿足全部或指

44、定優先級業務的恢復。由上可知網絡具有自愈能力的先決條件是有冗余的路由、網元強大的交叉能力以及網元一定的智能。自愈僅是通過備用信道將失效的業務恢復，而不涉及具體故障的部件和線路的修復或更換，所以故障點的修復仍需人工干預才能完成，就象斷了的光纜還需人工接好。2、 業務保護方式(1) 11保護在發送側的主備用通道中傳送同一業務，在接收側，根據信號質量優劣，選兩個通道中的一個接收。是環形網中常用的保護方式。(2) 1：1保護 在主用通道中傳送業務，但當主用通道故障時，主用通道中的業務倒換到備用通道中傳送，見圖。環形網的復用段保護就采用的這種保護方式。當主用通道為n條時，可實現1：n保護。 額外業務：在

45、1：1保護情況下，主備通道都正常時，除在主用通道傳送業務外，在備用通道中也可以開通業務，但是當主用通道故障時，其業務由備用通道傳送；在備用通道中傳送的業務故障時，不受保護的業務稱為額外業務。3、 凱旋城D座網絡保護方式設計EPON系統EPON系統中所采用保護倒換方式均需配置冗余的PON模塊，本錢較高，實現較為復雜。EPON技術主要用于FTTH/FTTB的寬帶接入業務，用戶接入本錢較為敏感，并且對保護的要求相對較低，因此EPON系統現有的保護方式的實際應用價值較低。結合EPON系統的應用特點，考慮到原有保護倒換本錢高、實現機制復雜的缺點，凱旋城D座EPON網絡保護設計采用骨干光纖保護倒換進行設計

46、。(1) 、EPON系統中實現骨干光纖保護倒換的意義EPON采用點到多點的樹形拓撲結構。骨干光纖故障會導致其所屬的所有ONU均無法與EPON網絡通信。因此骨干光纖的生存性將保證整個EPON網絡的可靠性。考慮到接入網末梢的接入光纖不可能具備多個路由，此時光纖全保護倒換方式沒有實際意義。因此骨干光纖保護倒換方式將是提高EPON系統在網絡中應用中可靠性的主要保護倒換方式。(2) 、EPON系統中現有實現光纖保護方案 EPON國際標準IEEE 802.3ah暫未定義保護方式，中國通信標準委員會制定的?接入網技術要求基于以太網方式的無源光網絡EPON?中，已明確系統的保護方式。凱旋城D座選擇采用骨干光纖

47、保護倒換方式如圖4-9所示骨干光纖保護方式中，OLT側的主、備兩個PON模塊的端口分別通過骨干光纖的主、備兩條光纖連接到2:N分路器的兩個端口，從分路器到ONU側采用常規連接。在OLT主用PON模塊處于工作狀態時，備用PON模塊處于冷備份狀態。如果工作光纖出現故障或主用PON模塊失效，啟用備用的備用PON模塊和光纖。倒換到備用PON模塊時，冷備份的備用PON模塊中的信號發射模塊被激發到正常工作狀態需要一段較長的時間。這種方式OLT側需配置主、備兩個PON模塊，骨干光纖需鋪設主、備兩條光纖，從而實現對骨干段光纖的保護，提高系統得可靠性。(3) EPON系統簡單骨干光纖保護倒換實現思路為了實現簡單

48、的骨干光纖保護倒換，EPON系統應由光線路終端OLT、工作光纖、保護光纖、2:N光分路器、光網絡單元ONU組成，其中OLT內包括保護倒換控制模塊在工作光纖故障的情況下，發出切換信號來控制系統的保護倒換、PON模塊接收光接入網提供的光信號并發送該光信號到用戶側，同時PON模塊可根據與其耦接的光纖的工作情況發出告警信息，如光信號喪失和信號劣化告警和1×2光開關。如圖4-10所示。圖4-10 骨干光纖保護倒換方式PON模塊輸出PON口與1×2光開關輸入相連，光開關的兩個輸出口分別與工作光纖和保護光纖相連，工作光纖和保護光纖又分別連接2:N分路器的兩個輸入口，從2:N分路器到ONU

49、側采用常規連接，ONU采用常規ONU。(4) 采用骨干光纖保護倒換方法的優點和效果： 實現了EPON系統骨干光纖保護倒換，本錢低，實現機制簡單，同時有效地提高了EPON系統得可靠性。 不需要配置在EPON系統中占主要本錢的昂貴的冗余PON模塊，本錢優勢十清楚顯。 檢測機制簡單，不需要倒換協議。 不需要進行PON模塊激活并倒換，采用光開關倒換，倒換時間快。 僅需要對現有OLT的PON口處內置1×2光開關，并進行軟件升級。 不需要對已安裝的ONU進行任何改動，具有現網的可操作性。(七) 網同步的設計1、EPON系統同步的概念系統同步是指由于EPON上行為多點到一點的拓撲結構，每個ONU發

50、送時隙必須與OLT的系統分配的時隙保持一致，以防止各個ONU上行數據發生碰撞。 2、 EPON系統實現同步的方法EPON本質上是一個異步的網絡，不具備全網同步的電信時鐘。在EPON中實現電信業務的接入,必須保證電路業務在接受和發送兩端的同步。實現的方法有時間標簽法和自適應法，實現過程中采用ONU同步與OLT的策略。本設計采用時間標簽方式，在EPON中，各個ONU電路業務時鐘同步于OLT側電路業務時鐘。在OLT側有一個全局的計數器，下行方向OLT根據本地的計數器插入時鐘標簽，ONU根據收到的時鐘標簽修正本地時鐘，使本地時鐘與OLT時鐘同步,完成系統同步；上行方向ONU根據本地時鐘插入時鐘標簽，OLT根據收到的時鐘標簽完成測距。OLT根據IEEE802.3協議，將數據以可變長