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1、 1 宽带安装与维护技术实训 指导书（第二版） 2 目录 第一章 光接入网技术和设备 . 3 1.1 PON 的定义 . 3 1.2 PON 的拓扑结构 . 4 1.3 PON 的分类 . 5 1.4 EPON 技术原理 . 6 1.5 FTTX 技术简述 . 9 1.6 中兴 OLT 设备 ZXA10 C200 11 1.7 中兴 ONU 设备 ZXA10 F460 . 18 1.8 OLT 设备管理 20 第二章 网络基础 . 24 2.1 TCP/IP 协议族 . 24 2.2 IPv4 编址 27 2.3 交换机工作原理 . 31 2.4 VLAN . 33 2.5 STP 生成树协议
2、 . 34 2.6 Trunk 端口聚合 36 2.7 Mirror 端口镜像 . 36 2.8 组播概述 . 36 2.9 组播协议 . 38 2.10 组播路由协议 . 39 2.11 EPON 应用模式下的组播功能介绍 . 40 第三章 VOIP 原理和设备 . 46 3.1 VoIP 的基本传输过程 . 46 3.2 VOIP 的拓扑结构分类 47 3.3 VOIP 的常用协议 48 3.4 实时传输协议 RTP . 49 3.5 实时传输控制协议 RTCP . 49 3.6 资源预订协议 RSVP 50 3.7 SIP 协议 50 3.8 软交换设备 ZXECS IBX1000 57
3、 3.9 IAD 设备 ZXV10 I508C 62 第四章 配置与维护实训项目 . 64 实训一 IBX1000 与语音终端配置操作 . 64 实训二 配置会议电视业务. 71 实训三 ONU 注册与业务开通 . 77 实训四 配置 FTTH 数据业务 . 80 实训五 配置 FTTH VOIP 业务 85 实训六 配置 FTTH 组播业务 89 实训七 配置 FTTB 数据业务 . 96 实训八 配置 FTTB VOIP 业务 99 实训九 配置 FTTB 组播业务 . 102 3 第一章第一章 光接入网技术光接入网技术和设备和设备 随着社会的飞速发展，人们对电信业务的需要越来越多，已经不
4、满足于电话、传真等基 础业务，还对高清晰度的电视、可视电话、视频点播、高速数据和电子邮件等宽带业务需求 更多、更高；另一方面，人们还要求电信业务不受时空限制，随时随地都能方便、迅速、准 确地进行信息交换，以往的窄带、xDSL、LAN接入方式已经不能满足人们对高带宽业务的需 求；同时电信运营商为了降低运营成本、提高网络质量与容量，也急需对以往的接入方式进 行升级换代。 光接入网（Passive Optical Network，PON）的产生与运用彻底解决了电信运营商与人们 的需求。PON的无源化大大节省了运营商在接入网上的投入，也简化了网络维护层次、节省 了运维成本，同时还能实现1000M以上的
5、用户接入速率，从根本上解决了人们对高带宽的需 求。 1.1 PON1.1 PON 的定义的定义 PON（Passive Optical Network，无源光网络）是指采用无源光分/合路器或光耦合器分配/ 汇聚各ONU信号的光接入网。PON系统由OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、ODN （Optical Distribution Network，光分配网）、ONU（Optical Network Unit，光网路单元）组成。 图 1-1 PON 系统图 PON系统各部分的功能如下： 4 图 1-2 PON 各部分功能图 OLT的作用是为光接入网提供网络侧与业务节
6、点（对于窄带业务，业务节点设备就是本 地交换机）之间的接口，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能，OLT经 一个或多个ODN与用户侧的ONU通信，OLT可以位于交换局内，也可以位于远端 ODN为OLT与ONU之间提供光传输手段，其主要功能是完成光信号的功率分配任务。 ODN是由光缆、无源光器件，如光连接器和光分合路器（即光耦合器）等组成的无源光馈 线、配线网，一般呈树形分支结构。 ONU的作用是为光接入网提供直接或远端的用户侧接口，处于ODN的用户侧。其主要功 能是终结来自ODN的光信号、处理光信号并为用户提供业务接口。 AF为ONU和用户设备提供适配功能，它可以包含在ONU内，
7、也可以完全独立。 1 1.2 PON.2 PON 的拓扑结构的拓扑结构 PON可以灵活地组成树形、星形、总线形等拓扑结构： 图 1-3 树型拓扑 ONU1 ONU2 ONU3 ONU4 OLT 5 图 1-4 星型拓扑 图 1-5 总线型结构 1 1.3 PON.3 PON 的分类的分类 目前主流PON综合接入系统根据采用的技术分为APON （基于ATM的无源光网络） 、 EPON （以太网无源光网络）和GPON（吉比特无源光网络）。三种PON技术比较下表。 APON GPON EPON 线路编码 NRZ 8B/10B 编码 支持的 ODN 类型 A 类、B 类、C 类 A 类和 B 类 Qo
8、S 可靠 不可靠 波长/nm 下行 14801500，上行 12601360 下行 1310，上行 1550 相关标准 ITU-T G.983 ITU-T G.984 IEEE 802.3ah 上行 155 Mb/s 155 Mb/s、622 Mb/s、 1.25 Gb/s、2.448 Gb/s 1.25 Gb/s 支持的 速率 下行 155 Mb/s、622 Mb/s 1.25 Gb/s、2.448 Gb/s 1.25Gbps 协议和封装格式 ATM ATM 或 GFP IEEE 802.3 以太帧 承载协议效率 90% 100% 97% 总体效率 (10%TDM，90%DATA) 71%
9、93% 49% ONU1 ONU2 ONU3 ONU4 OLT ONU5 ONU1 ONU2 ONU3 ONU4 OLT 6 表 1-1 三种 PON 技术比较 注：传输距离根据光模块的不同类型和实际线路质量还会有所不同。 1.41.4 EPONEPON 技术原理技术原理 EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络）是一种新型的光纤接入网 技术，相当于以太网中的二层交换机，它采用点到多点结构、无源光纤传输，基于高速以太 网平台和TDM（Time Division Multiplexing）时分MAC（Media Access Control）媒
10、体访问控制 方式提供多种综合业务的宽带接入技术。 EPON采用了IEEE802.3ah标准，标准中定义了EPON的物理层、MPCP(多点控制协议)、 OAM(运行管理维护)等相关内容。物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用 PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成 本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等。 1.1.4.1 EPON4.1 EPON 的数据传输方式的数据传输方式 EPON系统采用WDM技术， 实现单纤双向对称传输， 带宽为1.25G。 下行使用1480-1500nm 波长，上行使用12
11、60-1360nm波长，对于CATV业务，采用1540-1560nm波长实现下行广播传 输。 EPON下行采用广播方式传送， ONU在注册成功后OLT自动分配一个唯一的LLID （Logical Link Identifier，数据链路标识），ONU在接收数据时仅接收符合自己LLID的帧或者 广播帧。 图 1-6 EPON 下行工作方式 EPON上行采用TDM方式，由OLT统筹管理ONU发送上行信号的时刻，发出时隙分配帧。 ONT根据时隙分配帧，在OLT分配给它的时隙中发送自己的上行信号。OLT接收数据前比较 LLID注册列表以区别是哪一台ONU发送的数据。 7 图 1-7 EPON 上行工作
12、方式 1.1.4.2 EPON4.2 EPON 的关键技术的关键技术 EPON的关键技术有：测距技术、ONU自动加入技术、突发发送、突发接收、上行信道 接入技术、动态带宽分配等。 1.4.2.11.4.2.1 测距技术测距技术 EPON系统点对多点的特殊结构使得各个ONU距离OLT的物理距离各不相同， 导致了各个 ONU的数据帧延时不同，为防治数据在时域碰撞，并支持ONU的即插即用，必须引入测距技 术。 测距技术是PON的关键技术之一，利用测距解决上行冲突问题的基本思路是：测量出各 个ONU到OLT的信号环路延迟时间，然后为每个ONU插入一个特定的均衡时延Td值，使所有 ONU在插入Td后的环
13、路延迟时间都相等，其结果类似于使每个ONU都移到与OLT相同的逻辑 距离处，此后就可以根据TDMA的技术来正确地发送信元，而不会发生冲突的情况。 测距方法有扩频测距法、带外测距法、带内开窗法、时间标签法。 1.4.2.21.4.2.2 ONUONU 自动加入技术自动加入技术 ONU的自动加入技术是EPON系统的关键技术之一。EPON系统最开始也是最关键的一步 就是要解决ONU的注册问题，为实现PON系统良好的可扩展性和方便的操作维护管理，在系 统开通运行后，随业务发展需要增加新的ONU或故障修复后的ONU要重新加入到系统时，希 望这些ONU能够自动地加入而不影响正常工作的ONU。 当网络第一次
14、启动或者有新的ONU加入网络时，自动注册机制会通知OLT这些ONU的存 在及它们的参数，根据这些信息，OLT就会给ONU分配带宽并使其在共享媒介上通信。一旦 系统发生问题，OLT需要尽快发现ONU，以便使实时业务的碰撞最小化，自动注册实现越快， 网络恢复的时间也就越短。 1.4.2.31.4.2.3 突发发送突发发送 EPON的点对多点（P2MP）的特殊结构和时分多址（TDMA）的接入方式了决定了OUN 发送机工作在突发发送的模式下。ONU在什么时候发送数据，是由OLT来指示的，当OUN发 送数据时，打开激光器，发送数据；当ONU不发送数据时，为了避免对其他ONU的上行数据 造成干扰，必须完全
15、关闭激光器。 1.4.2.41.4.2.4 突发接收突发接收 8 在EPON系统的下行方向，ONU只能接收OLT的数据，因此ONU上接收来自OLT的功率 是相同的，ONU接收机采用普通的接收机即可。 在EPON系统中， 上行数据由各个ONU以突发形式到达OLT。 OLT要接收来自不同距离的 ONU的数据包，并恢复它们的幅度，但因ONU到OLT的距离各不相同，所以它们的数据包到 达OLT时的功率变化很大，在极限情况下，从最近ONU发来的代表0信号的光强度甚至比从最 远ONU传来的代表1信号的光强度还要大，为了正确恢复出原有数据，必须根据每个ONU的 信号强度实时调整接收机的判决门限。 1.4.2
16、.51.4.2.5 上行信道接入技术上行信道接入技术 上行信道的带宽分配也是衡量EPON产品优劣的主要尺度之一。由于EPON系统中，ONU 共享上行带宽，因此如何分配上行信道的带宽，使其得到高效、公平的利用，同时对于各个 ONU以及ONU提供的各种不同的服务，保证其公平性和QoS是EPON的难点之一。 动态带宽分配动态带宽分配 动态带宽分配(Dynamically Bandwidth Assignment， DBA)是一种能在微秒或毫秒级的时间 间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制。 根据业务的优先级，系统对每个ONU设置SLA，对业务的带宽进行限制：最大带宽和最 小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制，保证带宽根据业务的优先级不同而不同；一般语 音业务的优先级最高，视频业务优先级次之，数据业务的优先级最低。OLT根据业务和SLA 及ONU的实际情况进行带宽许可，优先级高的可以得到更高的带宽，满足业务需求。 上行方向，信道中的传输是采用TDMA来共享光纤的，各个ONU收集来自用户的信息并 高速向OLT发送数据，不同的ONU发送的数据占用不同的时隙。根据
