公司FTTO寬帶接入網設計目錄TOC\o"1-3"\h\u85551概述 286731.1課題背景 2306551.2課題意義 360361.3國內外發展情況 377351.3.1國外發展情況 3144921.3.2國內發展情況 4318581.4論文主要內容與結構安排 4240832PON技術 5161772.1PON的結構與原理 585772.1.1PON的結構 5252222.1.2PON的工作原理 5155642.2PON技術分類 557392.2.1APON/BPON 5202062.2.2EPON/GPON 664522.2.310GPON技術 7212852.3PON技術的選擇 7159952.3.1EPON技術 7180902.3.2GPON技術 7200842.3.3EPON與GPON技術對比 86466表2-1EPON與GPON技術對比 822462.3.4GPON的關鍵技術 8100123FTTx技術 9121333.1FTTx技術概況 9119933.2FTTx技術分類 9248313.2.1FTTC光纖到路邊 932593.2.2FTTB光纖到樓 920323.2.3FTTH光纖到戶 931383.2.4FTTO光纖到辦公室 1025384安徽H公司FTTO寬帶接入網設計實例 10275904.1需求分析 101448（1）高速上網業務 10188944.2網絡設計方案 1159904.3設備選型 1312853（1）OLT設備 138693（2）ONU設備 14290184.4GPON接入業務配置 1618858（1）單播業務配置 17179034.5光鏈路衰減計算 17305784.6IP地址分配 1836204.7本方案的優勢分析 18117275總結 19摘要：隨著光通信技術的蓬勃發展，人們對于大容量傳輸業務的需求不停增長，光纖接入在國際上得到史無前例的發展。GPON（吉比特無源光網絡）技術擁有服務特性好、覆蓋更廣、帶寬更高等亮點，成為了光接入網技術的研究熱點。FTTO（光纖到辦公室）光纖接入網建設在全球飛速發展。本文研究基于吉比特無源光網絡技術的光纖到辦公室的通信線路設計，第一部分從分析簡介PON（無源光網絡）技術開始，對PON的結構、技術原理和發展等情況介紹，著重介紹了選擇GPON的原因；第二部分介紹FTTO/FTTH的相關發展情況及理論，最后理論與實際相結合，根據建設要求和項目背景提出設計方案并對器件和光纜、分光方式、覆蓋類型、PON口資源部署進行精密地規劃，在建設完成后對網絡質量進行檢驗。本實例通過降低光分路器分光比來提升速率性能來滿足用戶需求，采用二級分光撰寫建設方案，與常見方案相比，本實例具有在對投資影響較小的情況下可以減小損耗和顯著提高帶寬的特點。現階段，通降低誤碼率和提高帶寬的有效方法就是降低分光比。關鍵詞：FTTH;FTTO;GPON;接入網引言：帶動經濟增長的新動能是新型基礎設施的建設，發展互聯網技術對加快社會主義現代化、實現經濟高質量發展具有重要支撐作用。光纖接入網擁有抗干擾性強，傳輸容量大，傳輸距離長等特點，是未來固定寬帶接入的發展方向。1概述課題背景寬帶網絡是國家戰略性公共基礎設施，發展互聯網技術對推動經濟快速高質量發展、實現社會主義現代化具有重要支撐作用。在當今寬帶網絡快速發展的社會中，基礎設施水平和光纖寬帶普及程度不斷提高，寬帶性能增強和用戶體驗明顯改善。千兆光纖寬帶正式進入大規模商用，車聯網、物聯網、工業互聯網等新型基礎設施為代表的“新基建”成為帶動信息產業升級的新機遇和新一輪經濟增長的新動能。寬帶互聯網作為數字經濟發展的重要支柱，其引領帶動作用尤其顯著。為了響應國家“光進銅退”發展無源光網絡建設，安徽H公司的通信工程建設就是面向未來發展，為了適應用戶需求，因此采用吉比特無源光網絡建設，符合FTTO的要求。課題意義GPON（吉比特無源光網絡）是近幾年主流的新興技術，是由國際電信聯盟基于ITU-TG.984.x標準規范制定的新一代寬帶無源光接入技術。光纖在傳輸帶寬方面具有極大優勢，光纖接入的帶寬能力是普通雙絞線無法比擬的，常規單模光纖的頻帶寬度可以達到25000GHz，光纖的高頻帶寬度特性使得4K/8K超清電視、多人視頻會議、高清視頻監控接入、大型資源快速下載成為可能。光纖接入的另一個優勢是抗干擾性強且價格便宜，光纖信道不易受外界因素干擾，誤碼率極低適合遠距離傳輸，減少了通信中繼站的建設，大大降低了投資成本。GPON組網方式更為靈活且具備強大的可擴展性，這使得大多數通信運營商選擇這種技術為用戶提供便捷的通信方式以及更優質的網絡服務。近些年國內光纖到戶的發展迅速，但從國家戰略層次來看，為落實“全光網時代”還要持續推動光纖到戶工程建設。國內外發展情況國外發展情況根據SpeedTest官網全球固定寬帶指數2021年2月份數據可知，目前平均寬帶速度最快的國家為新加坡，新加坡平均固定寬帶速度超過230Mbps。新加坡政府格外重視國內寬帶網絡建設，新加坡信息通信發展局指出，新一代全國寬帶網絡具備超高網速、價格便宜和開放式接入等特點。目前，新加坡已有6家寬帶服務提供商為企業與家庭用戶提供超過30種光纖寬帶網絡接入服務方案。近年來泰國固定光寬帶市場的強勁增長，速度超過210Mbps位居全球第二，泰國有線寬帶網絡中光纖寬帶網絡的投資額累計可達1730億泰銖，惠及各類通信產業。近日，泰國朱拉隆功大學工程學院將與AIS公司合作為工作者提供高級網絡認證FTTx課程，這個項目為客戶提供了標準化的安裝質量。美國聯邦通信委員會公布，寬帶計劃中絕大多數工作已經完成，在寬帶戰略的指引下，美國加快了光纖網絡部署步伐。Google已經在堪薩斯城提供1Gbps的超高速光纖寬帶業務。以美國威瑞森電信為代表的電信運營商已經把光纖到戶的速率從150Mbps提高到200Mbps，全國平均網速達到180Mbps.歐洲地區FTTH發展較為遲緩，在2005年歐洲FTTH用戶覆蓋大約50萬，大多數建設項目還處于試驗測試的進程。到2019年第三季度，歐洲FTTH/FTTB用戶達到7040萬戶，覆蓋率約72%。由于英國和德國的全光纖行動，歐洲FTTH/FTTB將會出現巨大的增長。根據分析師公司IDATE發布的一項重要研究結果經COVID-19的影響，2020年至2026年間FTTH/FTTB將大幅增長，預計到2026年，德國光纖到戶端口數量將增加730%，英國暴漲+548%和意大利也將增加+218%，歐洲家庭與企業使用光寬帶的數量預計會出現顯著增長。國內發展情況我國在2007年制定了EPON的標準，FTTH建設項目進入實驗階段，到2010年國務院強調廣進銅退，加快推動三網融合，基于GPON技術的基礎建設開始實施，大力發展光網絡寬帶業務。FTTH/FTTB得到迅速發展；到2015年底，我國FTTH/FTTO光纖到戶端口數量破億，在全球位居首位。2017年9月，國內FTTH/FTTO光纖到戶端口數量達到2.9億，用戶占比達到82%以上。截至2020年9月，全國光纖到戶端口8.67億個，用戶占比達到93.9%，部分發達城市已實現千兆接入能力普及。城市固定寬帶接入能力普遍超過100Mbps，寬帶普及程度和基礎設施水平日益提高，大型單位接入寬帶普遍達到千兆或萬兆。現階段，我國為新型基礎設施建設，大力發展新興科學技術產業，隨著PON技術的不斷演進在未來還將取得更深入的發展。論文主要內容與結構安排本文研究基于吉比特無源光網絡技術的光纖到辦公室的通信線路設計，第一部分從分析介紹PON（無源光網絡）技術出發，對PON的結構、技術原理和發展等進行詳細說明，著重介紹了選擇GPON的原因；第二部分介紹FTTO/FTTH的相關發展情況及理論，最后一部分是理論與實際相結合，根據項目背景和建設要求提出設計方案并對器件和光纜、分光方式、覆蓋類型、PON口資源部署進行詳細地規劃，在建設完成后對網絡質量進行檢驗。本文的章節安排如下：概述，分析課題的研究意義與背景情況，簡介近些年國內外光纖到戶的發展情況。簡介PON技術的發展史，先后講解了PON的原理與結構，PON技術的分類與選擇，著重分析GPON技術優勢，并對未來新一代光纖接入技術10GPON進行展望。簡介FTTx技術的發展歷程，講解FTTH/FTTO相關理論，著重介紹FTTO。介紹工程實例的方案，把理論與實際相結合具體分析工程方案，分析客戶業務需求，對網絡質量進行檢驗，最后對方案優勢特點進行討論。總結與展望。2PON技術2.1PON的結構與原理2.1.1PON的結構PON由OLT（光線路終端）、POS（無源光分路器）和ONU（光網絡單元）組成，采用星形、總線形、環形、樹形等拓撲結構。OLT屬于接入網的業務節點側設備，用于連接光纖干線的終端設備，放置在小區或大樓機房，分配和控制信道的連接，并有多種業務功能。ONU放置在用戶側，OLT和ONU之間通過光纜、無源光分路器、光纖等器件連接。所謂無源，是指在ONU與OLT中間的ODN(光分配網絡)是沒有任何有源電子設備的。2.1.2PON的工作原理PON系統采用波分復用技術，實現雙向數據傳輸。下行數據流采用廣播技術，OLT將送達各個ONU的下行業務組裝成幀，以廣播方式發送給各個ONU，即利用分光器分成多路獨立信號，每路信號都含有發送給各個特定ONU的幀，各個ONU只選取發給自己的數據幀，屏蔽其它ONU的數據幀。上行數據流采用TDMA技術，從各ONU到OLT的上行通過時分多址共享信道傳輸數據，OLT為每個ONU都分配不同的時隙來使用相同頻率傳輸數據。這些時隙補償了每個ONU傳輸時間的差距，保障不同ONU的數據包之間不會產生重疊碰撞。2.2PON技術分類上世紀90年代初期PON技術概念被提出，1995年全球7個主要運營商與其設備供應商宣布成立FSAN(FullServiceAccessNetwork)聯盟，FSAN聯盟的宗旨是制定光接入網設備標準并提供解決方案。隨著互聯網的蓬勃發展，用戶對接入網寬帶需求不停提高，無源光網絡作為光纖接入網的重要技術，發展大體分為三個發展階段。2.2.1APON/BPON1995年FSAN聯盟成立后開始制定光接入網的規范標準，1996年ITU-T（國際電聯電信標準化部門）聯合FSAN聯盟頒布了G.982（PON的標準建議）為PON技術發展做好了鋪墊。1998年，FSAN聯盟的OAN工作組與ITU-T負責制定了基于ATM（AsynchronousTransferMode，異步傳輸模式）的PON網絡技術:G.983（APON標準建議）。這種標準之前在發達國家應用較多,在這些國家都有APON技術產品的實際應用。其中G.983.1是無源光網絡技術第一個國際標準文件，代表業務類型由窄帶到寬帶的的轉變。此后，在1999年FSAN聯盟的OAN工作組發布的APON/BPON標準被國際電聯電信標準化部門接納為G.983.x系列標準。基于ATM的APON網絡技術下行方向采用TDM（時分復用）技術，OLT到ONU傳輸連續的時隙流，以廣播方式發送到下行信道。上行方向通過突發模式傳輸ATM信源，采用TDMA（時分多址）技術。APON技術擁有兩種速率不同的幀結構：一種是上行約155Mbps，下行約622Mbps的非對稱速率幀結構；另一種是上、下行速率均為155Mbps的對稱速率幀結構。1999年，FSAN聯盟對APON標準進行加強改進提出BPON標準，BPON提供了動態帶寬分配、保護等功能，上下行速度分別為155Mbps和622Mbps。受限于當時BPON設備器件的成本高昂、光接入網外部配套設施不成熟，因此BPON技術并沒有大規模應用。此后由于ATM技術的逐步萎縮和網絡IP化進程加速導致之前基于ATM技術的APON/BPON技術在商用化和實用化方面嚴重受阻。2.2.2EPON/GPON隨著ATM技術的衰落，繼BPON之后IP技術迅速興起，業界迫切需要一種適宜IP業務承載、傳輸速率更高同時具有綜合業務接入能力的光接入技術出現。2001年初，EFMA（第一英里以太網）組織為順應快速發展的通信業務提出在二層用以太網取代異步傳輸的EPON技術概念，隨后IEEE（電氣和電子工程師協會）成立了802.3ah工作組，開始制定EPON標準建議。同時期，FSAN聯盟也開始研究傳輸效率更高，帶寬更大的GPON技術。2003年3月ITU-T與FSAN聯盟合作，在APON架構的基礎上重新設計后頒布了G.984（GPON標準建議），在2004年ITU-T又制定并發布了G.984.3與G.984.4的GPON標準細則。在EPON/GPON技術中，根據802.3以太網協議無源光網絡傳輸的是長度可變的數據幀，且適合網絡IP化進程加速前景下的IP業務承載，極大減少了傳輸開銷，同時具有綜合業務接入能力。EPON是以太網無源光網絡。EPON綜合了PON技術和以太網技術的優勢，在以太網之上提供多種業務。采用無源點到多點結構、光纖傳輸，所以EPON部署高效且經濟，是實現“最后一公里”、“光進銅退”和“三網合一”的最有效通信方法。EPON擁有上、下行均為1250Mbps的對稱速率，EPON的分光比最大可達1:64，最大傳輸距離為20公里。EPON下行數據流采用廣播技術，上行數據流采用TDMA技術，下行效率約72%，上行效率約68%，與GPON相比效率偏低。GPON與EPON相比采用的標準大不相同，可以說GPON比EPON更先進，在傳輸更大帶寬的同時效率更高，可帶的用戶也比EPON更多。雖然GPON相比于EPON在高速率和多業務更有優勢，但GPON的技術比較復雜，成本也是高于EPON。隨著社會發展和科技的進步GPON的應用前景越來越廣，GPON具有吉比特高速率，上行速率為1.25Gbps，下行速率為2.5Gbps。GPON使用NRZ擾碼作線路碼相比EPON使用的8B/10B編碼來說沒有帶寬損失，上下行效率分別為92%和89%。在保證服務質量和級別情況下，提供多業務透明傳輸和高帶寬利用率的能力，擁有電信級的業務管理和網絡監測。從單比特成本來講，GPON的成本要低于EPON。2.2.310GPON技術完成GPON技術標準之后，FSAN與ITU-T迅速鋪開下一代PON的技術標準工作，“全業務、低成本、廣覆蓋、高互通、高容量”將會成為下一代PON技術的演進目標，2009年10月，ITU-TSG15通過了10GPON的物理層規范(G.987.2)和總體需求(G.987.1)。2010年ITU-T發布通用OMCI標準（G.988）和10GPON傳輸匯聚層標準(G.987.3)，這標志著10GPON標準主體的初步完成。10GEPON最大分光比為1:256，可采用對稱或非對稱傳輸速率兩種傳輸模式，對稱速率上、下行均為10Gbps,非對稱速率上行為1.25Gbps下行為10Gbps。10G-GPON又稱為XG-PON，其中非對稱系統（上行速率2.5Gbps，下行速率10Gbps）稱為XG-PON1，對稱系統（上行速率10Gbps，下行速率10Gbps）稱為XG-PON2。GPON系統可以在原ODN組網安裝波分合波器進行由GPON到10G-GPON系統的升級更新。當前，ITU-T只在XGPON1階段上取得實質性進展，NGPON1中的XGPON2暫時還處在實驗室研究階段。2.3PON技術的選擇2.3.1EPON技術EPON具有對稱的上、下行1.25Gbps的傳輸速率，實際普遍使用的分光比為1:32，采用8B/10B的線路編碼方式上下行效率較低，實際速率不到1Gbps。EPON具有PX10、PX20光收發模塊，理論傳輸距離為20千米，實際傳輸距離為10千米。支持升級到10G-EPON，速率能夠擴容到10Gbps；由于EPON運用以太網技術和PON技術，整合了兩者的優勢有較高的兼容性，且EPON的技術要求不高，芯片研究技術較成熟。目前，EPON技術在日韓等地區使用較普遍。EPON技術由于自身的缺陷，下行數據沒有加密算法機制，廣播傳輸給各ONU時，網絡安全性差，信息容易被竊取；由于EPON只具有對稱的上下行速率，傳輸速率比較單一，不能滿足不同用戶對不同帶寬的需求。2.3.2GPON技術GPON相比于其他PON技術傳輸速率高；GPON技術的傳輸速率不僅包括EPON技術上下行對稱的傳輸速率，還擁有多種不對稱上下行速率可適應復雜的用戶需求。GPON采用NRZ擾碼，相對于EPON的編碼方式來說效率更高。GPON技術一般采用1:64的分光比，較大的分光比可以攜帶更多用戶。GPON的理論傳輸距離為60公里，實際傳輸距離為20公里，與EPON相比傳輸距離更遠。為防止下行數據被竊聽，GPON技術支持12bit嚴格的加密機制，同時系統實時更新各個光網絡單元密鑰，提高了傳輸的安全性。2.3.3EPON與GPON技術對比表2-1EPON與GPON技術對比GPONEPON協議標準ITU-TG.984IEEE802.3ah上行速率1250Mbps1250Mbps下行速率2500Mbps1250Mbps編碼方式NRZ編碼8B/10B編碼傳輸效率上行約89%，下行約92%上行約68%，下行約72%實際上行帶寬1110Mbps850Mbps實際下行帶寬2300Mbps900Mbps最大傳輸距離20km10km最大分光比1:128（常用1:64）1:64（常用1:32）網絡保護50ms主干光纜保護倒換無服務質量高，以太網、ATM、TDM低，以太網產業鏈互通性好差2.3.4GPON的關鍵技術（1）GEM幀結構GEM幀由5字節的幀頭和4-4095個字節承載的用戶數據組成。GEM幀頭包括PTI（凈荷類型指示），PLI（凈荷長度指示），HEC（幀頭錯誤檢驗）和Port-ID（端口指示）五個部分組成。由于GPON采用自己高效、獨特的封裝方式，可把固定或可變的幀統一處理，對所有業務進行高效率的封裝。（2）測距技術由于上行數據采用時分多址技術，為了補償溫度和老化引起的時延，GPON使用測距技術動態精測保證數據不會發生重疊或碰撞，從而降低數據誤碼和缺失。（3）動態帶寬分配技術DBA（動態帶寬分配）技術，在物理層可提供多種Qos服務，QoS（服務質量）指在通信中實現流量管控避免數據擁堵，帶寬的分配有固定帶寬、確保帶寬、非確保帶寬、盡力而為帶寬四種優先級，能夠為特殊用戶提供專用帶寬、優先權等服務。依據實際帶寬需要，把上行帶寬進行動態實時分配，避免數據發生沖突并提升帶寬利用效率。目前，為GPON的各種業務提供QoS保障。3FTTx技術3.1FTTx技術概況接入網又名為光纖用戶環路（FITL），接入網的OLT可以設置在交換局或遠端，ONU設置在接入網的用戶側，OLT和ONU之間是使用光纖連接的。一臺ONU可以以多種形式與多個用戶連接，根據用戶與ONU間的距離，光纖接入網有多種方式，例如光纖到辦公室（FTTO）、光纖到戶（FTTH）、光纖到樓（FTTB）、光纖到路邊（FTTC）等多種形式。從光纖接入網是否有電源可以分為有源光網絡(AON)和無源光網絡(PON)。光接入網由于采用光纖作為傳輸媒介，具有傳輸距離遠，傳輸速率高，抗干擾能力強，成本低等特點，代表著有線寬帶接入網的發展方向。3.2FTTx技術分類3.2.1FTTC光纖到路邊光纖到路邊（FTTC）的ONU設置在路邊的交接箱、電線桿的分線盒處等位置，從ONU到用戶之間采用雙絞線、同軸電纜等，是一種光纜/銅纜混合系統。利用ONU下行端口連接雙絞線傳送電話及上網服務或同軸電纜傳送有線電視信號，覆蓋用戶可達200-300戶，用戶最大下行速率為155Mbps。3.2.2FTTB光纖到樓FTTB是屬于光纖加雙絞線的一種連接的模式，它借助于數字寬帶技術，將光纖接入到辦公樓的總配線箱內或是大樓的機房內，再通過電話線或網線接到用戶。FTTB是一種大眾化的，也是較為廉價的接入方式。FTTB是EPON中用得較多的一種模式，該技術目前已被FTTH代替。3.2.3FTTH光纖到戶FTTH的意思是光纖和終端設備一同進入用戶家庭，即將ONU設備安裝到用戶家里，從而實現數據，視頻，話音業務的整合。FTTH是所有類型的光接入網中與用戶最接近的類型之一。FTTH的優勢在于，它提高了網絡對數據格式，速度，波長和協議的透明性，可以提供更大的帶寬并支持更廣泛的服務。值得一提的是，它對環境的影響和對電源的要求不高，并且易于安裝和維護。FTTH的最大優點是它具有非常大的帶寬，是解決“最后一英里”問題的最佳解決方案。3.2.4FTTO光纖到辦公室FTTO是利用光纖傳輸連接通信終端的辦公室用戶或公司的接入方法。引入光纖由單個公司或者辦公室用戶獨享。我國FTTO主要目標市場是大中小城市商務寫字樓，其突出特點是：商戶密度高，單一寫字樓一般有上百個商戶，且每個商戶的各項業務容量不固定。在以往的商業樓寬帶接入網的結構中，由于使用的某些電纜的傳輸距離僅為100米，因此需要使用許多光電轉換器和接入交換機。由于有源節點過多極易出現故障甚至損壞，網絡維護管理成本非常高。在雙絞線接入存在如此多的缺點情況下，提供FTTO接入方式勢在必行，同時也積極響應國家號召的“光進銅退”政策。4安徽H公司FTTO寬帶接入網設計實例本次建設項目的是安徽H公司，為滿足客戶業務需求需提升接入帶寬，實現超百兆接入。安徽H公司為獨棟塔樓設計，共有24層。其中一樓為物業大廳，使用4個ONU設備，其余2-24層為辦公室，每層有七個辦公室，每個辦公室分別使用七個ONU設備做光纖到戶設計。安徽H公司共計165個用戶終端，OLT機房建設在公司內部機房，有足夠的接入空間可以滿足安徽H公司的多種業務需求。4.1需求分析根據建設要求，每個辦公室對寬帶需求量都普遍偏大，需提升接入帶寬，實現超過二百兆的接入速率。由于安徽H公司的用戶總數大，光纖網絡需要覆蓋整棟大樓，大量高速率的接入和全方位的光網絡覆蓋需要高性能的網絡核心提供充沛的動力，并且接入業務復雜接入量大，其管理工作也十分復雜，因此設備的性能需要具有足夠的擴展性和安全性，因此安徽H公司的接入網設計需要多方面綜合考慮。經過調查與分析可以得出，目前國內的企業用戶帶寬需求主要包括下列幾類業務：（1）高速上網業務隨著我國各種增值業務的興起，對接入網的帶寬提出了更高的要求。只有通過技術更新，才能滿足用戶的需要。隨著技術的不斷創新，大量互聯網金融業務的出現，帶寬的提升才能滿足各種業務的需求。（2）基于IP的語音通信業務語音業務是網絡通信服務中最基礎的業務，也是最普通的服務。語音業務采用的技術手段比較成熟，對帶寬的要求也比較低。同時了解到安徽H公司需要大量的話音業務將為公司部分辦公室開通語音業務。（3）IPTV視頻業務IPTV（交互式網絡電視）涉及到直播點播等相關業務，業務主要為下行流量，在技術手段層面上，與其他服務相比，這種類型的業務本質上是不同的，并且對帶寬的要求也不同。網絡電視對帶寬的要求下行帶寬為5Mbps-40Mbps。考慮到公司會為員工提供娛樂需求，IPTV視頻業務是必不可少的，目前4KTV視頻已經開始實行，接入網設計方案將為4K視頻業務分配合適的帶寬。4.2網絡設計方案現階段，提升接入帶寬的方案主要有：（1）先建設GPON接入網，后期根據需求升級至10G-EPON；（2）降低分光比；（3）直接使用10GPON技術進行接入網建設。考慮到10GPON技術目前應用較少，投資成本較高，該公司的用戶暫時不需要特別大的帶寬。以后從GPON升級至10G-EPON實現只需要更換單板即可，受限于成本問題，等日后10G-EPON設備價格降低后可為用戶進行平滑升級。隨著Internet技術的發展，帶寬更大的XGPON技術將成為未來接入網的發展趨勢。但是，在當前情況下，通過降低GPON技術的光口分擔比例來增加帶寬，是實現全國10GPON技術建設的過渡的最佳選擇。GPON技術使用的分光比為1:64。該解決方案使用1:32的分光比來計劃施工。安徽H公司用戶總數為165戶，計劃選用1:32的分光比，理論上若實現用戶全部接入需要6個PON口，即1個PON口可以覆蓋32戶的寬帶網絡。因為H公司大樓每層至多有7個辦公室需要安裝ONU設備，所以每層樓可以選用1:8的分光器進行分光。圖4-1公司網絡設計方案本公司設計方案采用1:32的分光比來提升帶寬，有1:4和1:8或1:2和1:16兩種分光方式。考慮本公司用戶的數量和分布，為提高分光器端口的利用率，最終選擇1:4和1:8的分光方式即需要1:4的一級分光器和1:8的二級分光器。一級分光器數量是根據二級分光器數量和相連光纜纖芯數量確定的，二級光分是根據每層樓用戶數量來確定的。本次接入網設計是根據公司實際情況分析得出，需要安裝12臺1:4一級分光器和24臺1:8二級分光器。在確定分光器后進行光纜部署時，光纜芯數需要根據二級分光器數量遵循“一主一備”，根據樓層將1F-4F、5F-8F、9F-12F、13F-16F、17F-20F、21F-24F劃分為6個區塊，故一級光分到二級光分之間使用6根8芯多模光纜連接。在圖中可以看出每4層樓使用一根8芯光纜與各樓層的分光器相連接，其中8芯光纜中有4芯作為備用。為了提高OLT每個PON口利用率，所使用的12個PON口每個分別連接兩層用戶，例如：1F與2F的兩臺二級光分連接的是同一臺一級光分，此一級光分連接一個PON口；3F與4F的兩臺二級光分連接的是同一臺一級光分，此一級光分連接一個PON口，以此類推。這樣每個PON口攜帶的用戶數量基本一致，OLT的容量得到合理分配。每層樓采用一臺1:8的二級分光與用戶相連，為防止在室內線纜鋪設完成后因為老化等問題導致光纖損壞，所以用戶端進線光纖使用雙芯皮線光纜其中一條作為備用。4.3設備選型（1）OLT設備OLT設備選用中興公司的ZXA10C30019英寸版本，此機框共有19個槽位，其中一號槽位為兩塊電源板，中間的10號和11號槽位為主控板，第18號槽位為公共接口板，對外提供環境變量檢測及其他接口，兩塊上聯板位于第19號槽位，剩余槽位可安裝14塊業務卡。C300的上聯板每個槽位可提供40Gbps的帶寬，兩個上聯板總共可提供80Gbps的超大帶寬。C300機框系統可配置兩塊控制交換板工作在1:1的模式，可以提高系統的穩定性，系統還可通過公共接口板外接監控插箱來監測外部環境變量。C30019英寸版可以安裝14塊高度為9U的業務板卡，C300支持的業務板卡種類齊全，適合多種類型業務，常見的業務板有8/16口的E/GPON板；2/8口的10G-EPON板；2/8口的10G-GPON板；48口P2P板；8口GE擴展上聯板等板卡。表4-1C300單板列表單板分類單板名稱說明以太網接口板GDFO8路FE/GE光口以太網接口板PON接口板GTGO8路GPON局端線路板GTGQ4路GPON局端線路板ETGO8路EPON接口板ETXD2路10GEPON非對稱接口板ETTQ4路對稱10GEPON接口板公共接口板CICG通用公共接口板背板MWIA19英寸背板電源板PRWG4.5U電源接口板風扇單元FAN-C300風扇單元安徽H公司并不需要滿配機框，公司用戶全部接入需要12個PON口，因此C300只需要安裝兩塊8口GPON板，其中有四口剩余作為備用。（2）ONU設備ONU設備選用中興公司的ZXA10F832和ZXHNF650作為用戶終端。F832支持全GE架構，支持24*GE、16*GE、8*GE、24*GE+24*POTS、16*GE+16*POTS、8*GE+8*POTS的6種規格，設備采用無風扇被動散熱設計，功耗較低，且放在辦公室沒有噪音不會影響正常辦公。ZXA10F832支持現有FTTO網絡平滑升級到10GPON網絡，充分利用現網資源，為優質政企大客戶、商務樓宇等客戶，提供100M/1000M數據業務、IPTV、VoIP等多業務接入高帶寬的業務接入。圖4-2ZXA10F832系列ONUZXHNF650為小型家庭網關，相比于F832有無線網絡功能，功耗更低的特點。F650擁有一個GE千兆網口、三個FE百兆網口和一個POTS電話接口，適合公司上層管理人員使用。圖4-3ZXHNF650ONU（3）無源分光器無源分光器選用日海1分4PLC插片式光分路器和日海1分8PLC插片式光分路器，日海作為我國通信行業的龍頭企業，其生產的分光器具有質量可靠，光損耗低的特點。圖4-4無源分光器（4）光交接箱光交接箱選用壁掛式SMC光纜交接箱，光交接箱最基本的要求是能夠抵受惡劣的工作環境。SMC（不飽和聚酯玻璃纖維增強材料）在防水、防潮、防撞擊損害方面有較好的性能，相較于金屬箱體，由于金屬箱體在防水氣凝結方面的低劣性能，注定會被逐漸淘汰。此光交接箱最多可以安裝16個插片式分光器，滿足當前方案需求，同時也方便日后擴容升級。圖4-5光交接箱4.4GPON接入業務配置（1）單播業務配置首先注冊ONU，然后創建帶寬模板并且配置T-CONT的帶寬，創建GEMPort并將數據流映射到GEMPort，進行TM模塊的VLAN配置和上聯端口的VLAN配置。（2）組播業務配置過程首先配置用于傳輸組播協議包的單播通道，然后配置VLAN、組播組、源端口、目的端口等參數。（3）VoIP業務配置與單播業務類似，配置T-CONT的帶寬，創建GEMPort并將數據流映射到GEMPort。配置flow上行TCI映射，配置TM模塊VLAN和OLT以太網上聯端口的VLAN。然后建立IPHOST與switch的關聯關系，配置IPHOST的VLANTAG處理和IPHOST橋端口的VLANFilter，最后遠程管理ONU配置本地VoIP參數。（4）網管配置網管配置過程與單播業務配置基本相同。網管可以實現對新引入的接入設備的快速管理，以滿足運營管理和業務部署的需求，實現對PON網絡的集中操作、集中監控，同時提供性能、告警等信息的收斂功能，通過北向接口上傳ONU設備的告警、資源配置等維護信息。4.5光鏈路衰減計算光鏈路衰減計算時固定接頭損耗以0.1db每個計算，光纖活接頭均選定為SC卡接式方型，其損耗為0.1db每個，選擇應用1310的多模光纖，其損耗參數以0.4db/km為準，1550波長的多模光纖損耗參數則以0.3db/km為準。1:4的一級分光器損耗為7.2db，1:8的二級分光器損耗為10.5db,OLT設備發射光功率參數在3db-7db范圍內，ONU發射光功率區間為-1dbm-4dbm，其光靈敏度區間為-25db-3db。綜合以上信息與所提供的參數，對于OLT側至ONU側全程損耗a進行求解，可以選用以下公式：a=OLT側發射光功率-分光器損耗-光纖長度衰耗-光纖法蘭盤損耗-光纖接頭衰耗式中OLT發射光功率以3db為準，考慮到公司樓宇不到100米，按最大100米光纖計算損耗，通過以上公式，可以求解光鏈路衰減：a=3-7.2-10.5-0.4*0.1-4*0.1-2*0.1=-15.34db由此可以看出，其最大衰減參數在ONU的接收范圍以內，即說明數據信號可以被正常接收。4.6IP地址分配雖然Internet主機需要全球唯一的IP地址，但未連接到Internet上的私有主機可使用在此私有網絡內唯一的任何有效地址。但由于許多私有網絡與公有網絡共存，因此是不能隨意占用IP地址的。在RFC1918文檔中，其中有三個IP地址塊被指定為用于內部私有地址，該范圍的地址不能在Internet公有網絡上路由。表4-2私有IP地址范圍分類地址范圍A類10.0.0.0~10.255.255.255B類172.16.0.0~172.31.255.255C類192.168.0.0~192.168.255.255為了方便管理安徽H公司用戶，我們為公司分配了一個C類地址池，根據樓層把用戶分為六個區塊，每個區塊使用一個C類地址。具體規劃如圖：圖4-6公司IP地址劃分4.7本方案的優勢分析GPON技術常用的分光比是1:64，若采用1:64的分光比對本項目的組網進行分析，可通過直接更換一級分光器的分光比型號和數量來實現，即采用六個1:8分光器的分光方式，只需要把原方案的12臺1:4的一級分光器更換為6臺1:8的一級分光器。對比分析兩種方案：（1）接入帶寬用戶平均分配帶寬的計算公式：用戶平均分配的帶寬=PON口下行可用帶寬/業務并發率×分光比已知GPON的下行可用帶寬是2300M，假設用戶所有業務應用的并發概率為30%，采用1:64的分光比設計，用戶平均分配的帶寬只有120M