1、基于GPON的FTTH接入技術(shù)解決方案學(xué)院：信息技術(shù)工程學(xué)院班級(jí)：09級(jí)通信一班姓名：XXX學(xué)號(hào)：一、 方案背景分析進(jìn)入新世紀(jì)，我們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求是越來(lái)越迫切，可以說(shuō)計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為我們生活不可缺少的一部分，但是我們的網(wǎng)速一直達(dá)不到我們的要求，這就是因?yàn)槲覀兊膶拵I(yè)務(wù)還在進(jìn)一步完善中，而隨著寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用的多元化及帶寬需求的不斷提高，近幾年來(lái)全球范圍內(nèi)掀起了光纖接入的熱潮。隨著數(shù)字技術(shù)、光通信技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展以及TCP/IP協(xié)議的廣泛應(yīng)用，電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和電視網(wǎng)必將相互融合，成為統(tǒng)一在IP之下的能夠同時(shí)提供話音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)的寬帶多媒體通信網(wǎng)絡(luò)。 目前的銅線接入、無(wú)線接入、LAN接入方式等都

2、不容易達(dá)到這一目標(biāo)，而對(duì)FTTH來(lái)說(shuō)則是輕而易舉。FTTH不但提供更大的帶寬，而且增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)格式、速率、波長(zhǎng)和協(xié)議的透明性，放寬了對(duì)環(huán)境和供電等的要求，簡(jiǎn)化了維護(hù)和安裝，具有同時(shí)傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻廣播業(yè)務(wù)的能力，面向未來(lái)的寬帶應(yīng)用包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻三大類。由于每一類寬帶應(yīng)用對(duì)接入寬帶的需求不同，因此需要選擇不同的寬帶接入方式。目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)GPON寬帶接入技術(shù)用戶的主要應(yīng)用是高速互聯(lián)網(wǎng)接入，選擇xDSL或LAN即可滿足絕大多數(shù)普通用戶的需求。當(dāng)寬帶用戶不僅滿足于互聯(lián)網(wǎng)接入的應(yīng)用，還需要利用GPON寬帶接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)其他各種寬帶應(yīng)用，包括各種視頻服務(wù)、交互網(wǎng)絡(luò)游戲等，原有的接入技

3、術(shù)在寬帶上就顯得難以勝任了。而GPON光纖接入方式可提供更高帶寬，GPON技術(shù)是基于ITU-TG.984.x標(biāo)準(zhǔn)的最新一代帶寬無(wú)源光綜合接入技術(shù)，具有高帶寬、高效率、大覆蓋面積、用戶接口豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)，被大多數(shù)字通信公司視為實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)寬帶化、綜合化改造的理想技術(shù)；也為各高端用戶輕松提供充足的帶寬，享受各類寬帶應(yīng)用。作為一種專用的接入網(wǎng)技術(shù)，GPON是實(shí)現(xiàn)FTTH（光纖到戶）的最佳技術(shù)。二、 GPON技術(shù)的簡(jiǎn)單介紹1、 PON概述及分類 PON技術(shù)始于20世紀(jì)80年代初。PON作為光接入網(wǎng)（OAN）中的一種，它本身是一種多用戶共享系統(tǒng)，即多個(gè)用戶共享一套設(shè)備、同一條光纜和同一個(gè)光分路器。與有

4、源光網(wǎng)絡(luò)相比，其安裝和維護(hù)運(yùn)營(yíng)成本很低，但系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性卻很高，并且具有透明寬帶傳輸能力。PON技術(shù)自誕生以來(lái)，根據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的不同，分為APON(基于ATM)、BPON(基于ATM)、EPON(基于以太網(wǎng))、GPON（基于ATM和GEN）,幾種光接入技術(shù)的比較如下：（1）、各PON的比較APON/BPONEPONGPON鏈路協(xié)議ATMEthernetGTC標(biāo)準(zhǔn)ITU-T G.983IEEE 802.3ahITU-T G.984傳輸速率（上行）155M、622M622M-1.25G1.244G線路速率（下行）622M622M-1.25G2.488G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模ODN(A、B、C)20KMO

5、DN(A、B)20KMODN(A、B、C)60KM封裝格式ATMEthernetATM 、GEM支持的業(yè)務(wù)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻（2）、各PON的帶寬利用率比較(%)PON種類線路編碼效率傳輸匯聚層效率傳輸協(xié)議變換效率適配效率T1數(shù)據(jù)APON10096909880EPON8098.5977263GPON10099.599.996942、GPON的組成及特點(diǎn) （1）、GPON的提出及系統(tǒng)組成 GPON（Gigabit-CapablePassiveOpticalNetwork，千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）家族中一個(gè)重要的技術(shù)分支，其它類似技術(shù)包括APON/BPON和EPON技

6、術(shù)等。GPON是當(dāng)前和未來(lái)2到3年內(nèi)最受關(guān)注的光接入技術(shù)之一。GPON的概念最早由FSAN（FullServiceAccessNetwork，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)聯(lián)盟）在2001年提出，在此之前，F(xiàn)SAN/ITU還提出并標(biāo)準(zhǔn)化了APON/BPON技術(shù)（ITU-T G.983.x系列標(biāo)準(zhǔn)），IEEE也已經(jīng)開(kāi)始EPON技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作并很快于2003年正式發(fā)布IEEE 802.3ah，這標(biāo)志著EPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的完成。FSAN/ITU推出GPON技術(shù)的最大原因是由于網(wǎng)絡(luò)IP化進(jìn)程加速和ATM技術(shù)的逐步萎縮導(dǎo)致之前基于ATM技術(shù)的APON/BPON技術(shù)在商用化和實(shí)用化方面嚴(yán)重受阻，迫切需要一種高傳輸速率

7、、適宜IP業(yè)務(wù)承載同時(shí)具有綜合業(yè)務(wù)接入能力的光接入技術(shù)出現(xiàn)。在這樣的背景下，F(xiàn)SAN/ITU以APON標(biāo)準(zhǔn)為基本框架，重新設(shè)計(jì)了新的物理層傳輸速率和TC層，推出了新的GPON技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。GPON系統(tǒng)主要由OLT(光線路終端)、ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))、ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)組成,其中ODN由光分路器和光纖線路等組成。所謂“無(wú)源”，是指ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光纖和光分/合路器（Splitter）等無(wú)源光器件組成，沒(méi)有昂貴的有源電子設(shè)備。OLT放置于業(yè)務(wù)接入中心節(jié)點(diǎn),為接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與城域網(wǎng)之間的接口,通過(guò)多個(gè)GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò);ONU放置于小區(qū)或樓內(nèi)機(jī)房,為接

8、入網(wǎng)提供用戶側(cè)的接口,提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務(wù)流的接入,通過(guò)GE光口經(jīng)ODN上聯(lián)至OLT。GPON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖： （2）、GPON技術(shù)特點(diǎn) 1）業(yè)務(wù)支持能力強(qiáng)，具有全業(yè)務(wù)接入能力。GPON系統(tǒng)可以提供包括64kbit/s業(yè)務(wù)、E1電路業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)、IP業(yè)務(wù)和CATV等在內(nèi)的全業(yè)務(wù)接入能力，是提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻綜合業(yè)務(wù)接入的理想技術(shù)。2）可提供較高帶寬和較遠(yuǎn)的覆蓋距離。GPON系統(tǒng)可以提供下行2.488Gbit/s，上行1.244Gbit/s的帶寬。此外，GPON系統(tǒng)中一個(gè)OLT可以支持64個(gè)ONU并支持20km傳輸。3）帶寬分配靈活，有服務(wù)質(zhì)量保證。GPON系統(tǒng)中采用的DBA算法可以靈

9、活調(diào)用帶寬，能夠保證各種不同類型和等級(jí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。4）ODN的無(wú)源特性減少了故障點(diǎn)，便于維護(hù)。GPON系統(tǒng)在光傳輸過(guò)程中不需要電源，沒(méi)有電子部件，因此容易鋪設(shè)，并避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，簡(jiǎn)化了供電，在很大程度上節(jié)省了運(yùn)營(yíng)成本和管理成本。5）PON可以采用級(jí)聯(lián)的ODN結(jié)構(gòu)，即多個(gè)光分路器可以進(jìn)行級(jí)聯(lián)，大大節(jié)約了主干光纜。6）系統(tǒng)擴(kuò)展容易，便于升級(jí)。PON系統(tǒng)模塊化程度高，對(duì)局端資源占用很少，樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使系統(tǒng)擴(kuò)展容易。3、GPON的關(guān)鍵技術(shù) （1）、GPON(ITU-T標(biāo)準(zhǔn))的特點(diǎn)由于GPON一開(kāi)始就自下而上地重新考慮了PON的應(yīng)用和要求，為新的方案奠定了基礎(chǔ)

10、，不再基于早先的APON標(biāo)準(zhǔn)。它一方面保留了與PON相關(guān)的許多功能，如：OAM消息、DBA等；另一方面GPON則基于完全新型傳輸融合（TC）層，該子層能夠完成對(duì)高層多樣性業(yè)務(wù)的適配，包括ATM業(yè)務(wù)、TDM業(yè)務(wù)及IP/Ethernet業(yè)務(wù)，對(duì)多樣性業(yè)務(wù)的適配是高效透明的，同時(shí)該子層支持多路復(fù)用、動(dòng)態(tài)帶寬分配等OAM機(jī)制。該TC層選用了專有的適配協(xié)議GEM(吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)封裝方法),而沒(méi)有選擇GFP(通用成幀協(xié)議)；從幀的角度看，GEM與GFP是相似的，兩者對(duì)高層PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)的封裝也相似。但GEM不支持透明傳輸模式。（2）、GPON的封裝與幀結(jié)構(gòu)1）GEM的幀結(jié)構(gòu)PLI(L)16bit

11、Port ID12bitFrag2bitFFS2bitHEC16bitFragmentPayload 1BytePLI用于確定凈負(fù)荷長(zhǎng)度；Port ID用于支持多端口復(fù)用；Frag用作分段指示；FFS尚未定義；HEC為頭校驗(yàn)，用于幀的同步與幀頭保護(hù)；GPON采用125us長(zhǎng)度的幀結(jié)構(gòu)，用于更好的適配TDM業(yè)務(wù)。2）GPON的下行幀結(jié)構(gòu) 3）GPON的上行幀結(jié)構(gòu)三、設(shè)備選型1、 光線路終端（OLT） 2、光網(wǎng)絡(luò)終端（ONU） 3、光分路器 光合路器 4、光纖線路中繼設(shè)備 5、光學(xué)編碼器 6、WDM (波分復(fù)用) 四、基于GPON的FTTH應(yīng)用模式 基于GPON的FTTH應(yīng)用如下:光纖到家庭用戶(

12、FTTH)是利用光纖傳輸媒質(zhì)連接通信局端和家庭住宅的接入方式,引入光纖由單個(gè)家庭住宅獨(dú)享。在物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上,FTTH在OLT與ONU之間采用全程光纖的接入方式,將ONU光節(jié)點(diǎn)部署到居民用戶家中,此時(shí)ONU稱為ONT(Optical Network Terminal),直接提供UNI接口連接居民家庭網(wǎng)絡(luò)。 在FTTH網(wǎng)絡(luò)中,無(wú)論是別墅區(qū)還是多層小區(qū),ONU都是置于用戶家中,在OLT和ONU之間采用無(wú)源的光分配網(wǎng)絡(luò),在GPON系統(tǒng)中,主要是光分路器和光纖構(gòu)成,OLT可以置于遠(yuǎn)端的端局機(jī)房,也可以置于小區(qū)機(jī)房,具體可以依據(jù)實(shí)際條件而定。 OLT和ONU側(cè)都提供了高速接入的數(shù)據(jù)接口,對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具備有

13、天然的接入。由ONU的以太網(wǎng)接口提供用戶的寬帶上網(wǎng)接入,根據(jù)現(xiàn)階段的寬帶應(yīng)用實(shí)際,用戶認(rèn)證和管理仍然可以由BRAS來(lái)完成,以保持與現(xiàn)有用戶管理方式的一致性。對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入,主要是需要采用合適的QoS策略,根據(jù)不同的業(yè)務(wù)提供不同的QoS保證,從而為不同的業(yè)務(wù)提供不同的帶寬保證和業(yè)務(wù)質(zhì)量。對(duì)于FTTH模式,比較適合社區(qū)信息化場(chǎng)合。社區(qū)信息化覆蓋目前已經(jīng)比較普遍,大多數(shù)社區(qū)采用ADSL接入技術(shù)實(shí)現(xiàn),隨著IPTV和高清電視等高帶寬業(yè)務(wù)引入家庭,傳統(tǒng)社區(qū)接入網(wǎng)絡(luò)面臨改造。GPON光接入平臺(tái)立足高帶寬接入,根據(jù)高檔小區(qū)、別墅小區(qū)和普通小區(qū)的消費(fèi)承受能力,分層次提供一步到位的FTTH。接入業(yè)務(wù)包括語(yǔ)音、數(shù)字家庭、寬帶上網(wǎng)(有線和無(wú)線方式可選)、IPTV視頻、CATV視頻業(yè)務(wù)等,提供系列化ONU/ONT終端,滿足家庭用戶有線方式、無(wú)線方式、廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)等各種業(yè)務(wù)接入需求。 五、經(jīng)費(fèi)預(yù)算 名稱單價(jià)（元/臺(tái)）數(shù)量（臺(tái)）總價(jià)（元）OLT300013000ONU800若干約4000WDM80180光分路器4201420光合路器45145光學(xué)編碼器111光纖線路中繼設(shè)備1000-5000500