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1、XXX 宿舍区 FTTH 接入工程设计一、前言随着科技的发展，互联网随之出现并迅速壮大起来，成为现代人们生活中不可或缺的一部分，网上的新业务也层出不穷，尤其是近年来开始风靡的网络游戏、视频聊天、会议电视、视频点播等业务，使得人们对网络接入带宽的需求量持续增加；据有关数据分析，用户在未来几年对带宽的平均需求量将超过 10M，既而传统的接入方式已不能满足用户对带宽的需求，需要新的接入方式，与其它有线、无线接入技术相比较，光纤接入在带宽容量和覆盖距离方面显示出无可比拟的优势；随着低成本 GPON、EPON 技术的出现和迅速成熟，加之光纤光缆成本的快速下降，使得众多运营商对网络光纤化的接入已不再是理想
2、中的规划，它已成为现实。在市场和技术的合力作用下， FTTH 已进入一个大规模商用的崭新时代，给人们的生活带来新的变化和乐趣。二、课程设计的方案2.1 设计方法采用自上而下的设计方法：自上而下的网络设计是一种从 OSI 参考模型上层开始，然后向下直到底层的网络设计方法。它在选择较低层的路由器、交换机和媒体之前，主要研究应用层、会话层和传输层功能。（1）首先分析网络工程项目的应用目标（2）了解设计对象的网络结构，找出网络服务对象及其所处位置（3）确定网络上将要运行的应用程序及其在网络上的行为（4）重点先放在 OSI 参考模型第 7、6、5 层。参考模型如下图所示：OSI 参考模型自上而下的设计方
3、法：主要是从用户的需求出发，求得各个用户带宽，进而求出总带宽；确定设备的端口数，选定某款符合要求的产品，计算出设备的台数。2.2 方案设计（1）确定用户带宽需求小区现状，此次设计的针对对象是桃李园宿舍区内的所有用户，根据对宿舍区域的现场勘察，绘制出桃李园宿舍区平面图，如图 2-1 所示：桃李园7栋桃李园3栋桃李园2栋桃李园4栋桃李园5栋桃李园6栋桃李园1栋2-1 桃李园宿舍区平面图由图可知，桃李园宿舍区总共分为七栋楼，每栋楼分为六层，每宿舍楼道水房出口楼梯口宿舍管理室2-2 每层楼的平面图楼的平面图如上图 2-2 所示，第一层楼有 25 个宿舍，其余六层分别有 26 个宿舍，每个宿舍有四名同学
4、。以宿舍为单位算作一个 ONU,规定每个宿舍所用的业务主要分为三种类型，上网业务、IPTV 视频（高清） 、语音电话。三种业务的带宽各不相同，上网业务，下行带宽为 2M，上行带宽为 1M，IPTV（高清） ，上行带宽为 6M,下行带宽无，语音电话，上、下行带宽分别为 100K。可计算出每个宿舍所用带宽，下行为 8.1M,上行为 1.1M。为了最终设计出网络拓扑结构图，要估算出相应的带宽不能超出给定的范围。EPON 系统所用带宽参照表如下：FTTH 技术 EPON技术标准 IEEE 802.3ah下行 1250线路速率（ Mbit/s） 上行 1250线路编码 8B/10B线路编码效率 80%P
5、ON MAC/TC 层效率 98%下行 980可用带宽（ Mbit/s） 上行 950根据带宽范围，构想设计图，并计算相应带宽，最终得到正确的设计图。用户带宽需求计算，计算公式如下：（业务分配带宽业务用户比率集中比流量占空比）总用户数/带宽冗余系数其中，业务用户比率规定为 1，集中比：可根据不同地区、不同客户群实际情况进行设定，可取 1/2，流量占空比：一般可取50%，带宽冗余系数：PON 系统内可取 90%，OLT 上联可取 65%。依据构想图，综合考虑采用二级分光，每层楼分配 26 个 ONU 即每个宿舍分配一个 ONU,每层楼分配三个 OBD,一个 1：2 和两个1：16 类型的，每栋楼
6、分配一个 OLT。以上构想可计算出一栋楼的带宽需求量：下行：每个 PON 口带宽：(8.1*0.5*0.5*13*2)/90%=58.5MOLT 上联端口总带宽：（58.5*6)/65%=540M上行：每个 PON 口带宽：(1.1*0.5*0.513*2)/90%=7.95MOLT 上联总带宽：（7.956)/65%=73.38M计算出的数据符合规定的带宽要求，因此可以画出正确的网络拓扑图。（2）FTTH 接入网拓扑结构设计本次主要是对桃李园宿舍区 FTTH 接入工程设计，首先了解FTTH, FTTH(Fiber To The Home )，为光纤到户的缩写。FTTH 是指将光网络单元(ON
7、U)安装在住家用户或企业用户处，是光接入系列中除 FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网应用类型。FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等要求，简化了维护和安装。它的优势：源网络，从局端到用户，中间基本可以做无源；它的带宽是比宽的，FTTH 长距离正好符合运营商的大规模运用方式；因为它是光纤上承载的业务，所以并没有什么问题；由于它的宽带比较宽，支持的协议比较灵活；五、随着技术的发展，包括点对点，1.25G 和 FTTH 的方式都制定了比较完善的功能。从 OLT 机房出一条光缆至光缆交接箱（以下简称光交） ，在
8、光交里进行分光后连接到放置在每个单元里的光纤分配箱，最后从光纤分配箱拉 2 芯皮线光缆至用户侧的 ONU.系统组成框图如图 2-3 所示2-3 系统组成框图按照每栋楼分为六层，每层分配 26 个 ONU,一个 1：2 型OBD，2 个 1：16 型 OBD，一个 OLT 分配方法，采用树形结构图如图2-3 所示：OLT网络侧 用户侧S/R R/SODNONU 1ONU n用户光缆网OBDONU 22-3 树形结构 示意图因此设计出一栋楼的网络拓扑图如图 2-4 所示：2-4 一栋楼的网络拓扑图（3）网络容量需求分析 根据图计算整个桃李园宿舍区的器件分配，每栋楼分配一个光线路终端 OLT,总共需
9、要七个 OLT,所有 OLT 都放在一楼宿管房间，因此 OLT 上联端口数量为七，每层楼分配三个光分路器 OBD,一个1：2 型，二个 1：16 型，把他们安装在每层楼的楼道窗户旁，一栋楼需要 18 个 OBD,总共需要 126 个 OBD,每层楼以一个宿舍为单位分配一个光网络单元 ONU,一层楼需要 26 个 ONU,总共需要 1085 个ONU，ONU 可以放在每个宿舍的恰当位置上（4）光通道衰减核算那么根据设计的网络拓扑结构图计算光通道衰减，进一步验证图的正确性，给定最大光链路衰减值参考表如下：光链路衰减值计算：最长距离计算约 60m,根据传输距离5 公里时，Mc 光纤富余度不少于 1
10、dB；选用二级分光模型，光分路器选用的是 1：2 和 1：16 的类型，分别取值为 3.6 dB 和 14 dB；光纤衰减取定： 上行 1310nm 波长时, 取 0.36dB/km下行 1490nm 波长时, 取 0.22dB/km光活动连接器插入衰减取定： 0.5dB/个选取最长一路计算衰减：4*0.5+3.6*1+14*1+1=20.6 dB。上行衰减：20.6+0.36=20.96 dB 下行衰减：20.6+0.22=20.82 dB计算得出衰减值符合规定的衰减范围，进一步验证了此图设计的正确性。2.2 设备配置选型根据设计的方案，选用烽火通信科技股份有限公司 AN5000 系列产品，
11、依据设计的网络拓扑图选用的 OLT 型号为 AN5116-06, 4U子框,中板结构，双面插卡，支持主控盘主备保护,设备正面提供 4个 PON 业务板卡，单板具有 2 个 PON 接口；最大接入 256 个ONU（按 1：32 分路比） ；提供 7 个 GE 数据业务上联口、V5 语音上联口，另可提供 CATV、STM-1 等业务接入。AN5116-06光分路器 OBD 选用的型号分别为 1：2 和 1：16 型号的。光网络单元ONU 选用 AN5006-02 支持 KG 以太网。2.3 主要器材统计汇总序号 产品名称 型号 数量 单价 总价 备注1 OLT AN5116-06 7 8000
12、560001：2 42 25 10502 OBD1：16 84 20 1680总共有126 个OBD3 ONU AN5006-02 1085 50 529002.4 总结 FTTH 工程接入的特点FTTH 的显著技术特点是不但提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等要求，简化了维护和安装。FTTH 是大势所趋，当前全国掀起的“光进铜退”建设热潮正好说明了这一点。未来 10-20 年的接入网将是光纤接入的时代。2.5 感想一周的课程设计已接近尾声，在老师和同学的耐心指导和帮助下我完成了此次课程设计，通过此次课程设计我学到了很多知识，知道了课程设
13、计是工程设计实践的初步训练，它为毕业设计打下了一定基础，并且掌握了光纤接入网的组网技术，学会了正确查阅、使用相关工程设计规范/标准，掌握了工程设计方案的撰写方法。在中间设计的过程中也遇到了很多不懂的问题，通过请教老师和同学问题得以解决，这期间让我学会了怎样初步设计一个工程的方案，从开始的什么都不懂到最后能拿出一张设计图和相关的说明，虽然还不是很正式规范的，但从中感触颇深，先从脑海里构想出设计的基本图，在经过实际的调查计算，最后得到正确的设计图，这样的一个基本环节给了我们一次实践的机会，培养了我们从动脑到动手的实际行动能力，让我们学会了独立思考问题，从而发现问题并解决问题的能力。这样的一个课程设计也培养了我们树立起经济的 观点，要全面考虑问题，学会树立全局观念才能做到没有漏洞。总之此次课程设计是把我们所学知识真正运用到实践中去，相信对我们以后的社会实践活动会有很大帮助，在此感谢老师和同学的热心帮助。
