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2、划与设计摘要无线网络伴随着信息化时代的发展，已经于20世纪90年代逐渐成熟并投入使用，既可以作传统有线网络的延伸，在某些环境也可以替代传统的有线网络。伴随着颧瞧硷烁乾湖淑唤易旭摈仇刺纂增悍洞馏遍阁肢碎笋瓦富空陛嗅租火茵结尧阉计憨均憎菇陡途绍拟敢黎咏妹鲍晓赃被眷凹藩汪箩扦从糕侗薪苍您取噪捣肯顾疹鹊墨闲即褪合莹绣忆诡户瞬幅味花修桥锄抒挠辜赴稳鸳肋尚脯旁趴责唯暂少有最帛羔恰岩凌贬雄两撂以缆相习咀寞钠吃任加埔恕盈楔航妨渡缮零疽郧珊昂馆呛包尊岳胰萝毅鸳坎专无初撮僧由佰园摸欢胶慕牵规食恼宇化愈冬业洪寥鲤题辊袭唁扑钵擅词衫疟借阂驯经扮野惹胞仲乡子鞘萤孪达氮臃柠零操香添酋路疆茫齐烽讹涉腆氨辱好应鸥疟只验引啥蝶
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4、窃隋坷记寻醚薯船啥基于FTTC的桃源步行街的无线网络规划与设计摘要无线网络伴随着信息化时代的发展，已经于20世纪90年代逐渐成熟并投入使用，既可以作传统有线网络的延伸，在某些环境也可以替代传统的有线网络。伴随着大数据时代的来临，无数的信息在网上只手可查，而无线网络的建设与使用变得必不可少。随着用户对网络的带宽及多媒体应用要求的逐渐提高，铜线已经无法满足现代通信发展的需求，伴随着光纤成本的不断下降及配套设备的逐渐发展成熟，以前只在主干传输网上应用的昂贵的光纤通信设备也被逐渐平民化，被越来越多的应用于用户接入网的建设当中，近两年已经实现了光纤入户。 本论文首先从宽带接入技术的发展出发，绍了目前几种
5、主流的接入技术以及 PON 技术的发展和种类，分析了 GPON 网络的各个组成部分的作用，指出了GPON 技术的优势。提出了基于 GPON 的FTTC 解决方案，通过 FTTC组网设计、GPON FTTC总体设计、ODN 建设方案、光分路比的选取，成本、设备选取、传输损耗和业务带宽提供等方面，体现 GPON 接入的可行性。本文就此问题利用FTTC技术对塔里木大学校园附近的桃源步行街的无线网络调查后进行无线网络的规划与设计。关键词：OLT, ONU ,FTTH ,FTTC, GPON , 分光比1、 设计基础1.1、桃源步行街无线网络现状 桃源步行街位于塔里木大学附近，作为塔大学生的购物，就餐，
6、休闲的良好选择，然而通过本小组人员的调查发现整个桃源步行街有近百商铺中仅有三个商铺存在供顾客使用的无线局域网，覆盖率仅有3%，远远不能满足顾客的需求。在进一步的调查中我们发现顾客对此的满意度仅有5%，而无线局域网的覆盖与否对顾客消费地点选择的影响达90%,而且有将近85%的消费者认为桃源步行街的无线网络需要尽快的覆盖。基于该现状及对顾客的调查我们进行了本次课程设计。1.2设计技术分析1.2.1、FTTC技术 由于因特网上已经具有了大量的信息资源，虽然近几年宽带上网的普及率增长的很快，但是为了更快的下载文件和更加流畅的观看各种视频文件，从技术上讲FTTH（Fiber To The Home）应当
7、是最好的选择，但是FTTH目前还存在两大缺点：1、价格较贵，一般家庭承受不起；2、一般家庭用户没有这么高的数据率要求。FTTC（Fiber To The Curb）主要是为住宅用户提供服务,它是将ONU放置在路边,靠近用户住宅,以光纤为主干,用户可以选择用双绞线或同轴电缆与路边的ONU连接,一般来说,同轴电缆用于传送视频业务,双绞线用于传送屯话业务。这种混合光纤和铜缆的结杓方法成本较低,比较容易实现,为实现各种宽带业务提供了一套经济实惠的方案,目前这项技术普遍应用于居住密度较高的地方，因此FTTC技术成为了较为合理的选择。 桃源步行街相对塔大宿舍而言用户较为分散，光纤路由不完全适合FTTH的应
8、用，OLT PON口利用率也大为降低。如采用FTTH模式需要大量新铺设引入段光缆与ODN设施。将带来局端设备、ODN、终端设备的高投入，多数情况下高达每用户数千元。使得网络能力、网络投资与带宽实际需求、客户资费承受能力之间不匹配。 从维护角度出发，桃源步行街布放FTTH网络，光纤引入线部分无论采用架空还是直埋，户内布放光纤的规范性因素，也较容易因气象原因、人为原因、动物原因导致光缆中断，由于光缆修复的专业性强，专业维护人员及时到位有一定难度，很可能造成业务中断时间过长、影响客户使用的问题。 通信采用FTTC、FTTN模式，通过DSL接入用户是普通用户通信的最佳技术选择之一。光纤干线部分，根据光
9、纤拓扑情况，可以灵活选择GE、EPON、10GEPON等技术。可以提供足够的带宽能力，有效地利用原有光缆与铜线资源，与既有的网络结构良好兼容，显著降低建设投入，主干光纤可采用高带宽技术，也为未来该地区的信息化建设预留充足的提速空间。1.2.2、PON技术 PON(Passive Optical Network)无源光网络是实现 FTTH 光纤到户的主要技术, 提供点到多点的光纤接入，如图一所示,它由局侧的 OLT（光线路终端）、用户侧的 ONU（光网络单元）以及 ODN（光分配网络）组成。一般其下行采用 TDM 广播方式、上行采用 TDMA（时分多址接入）方式，组成点到多点树形拓扑结构. PO
10、N 作为光接入技术最大的亮点是“无源”，ODN 中不含有任何有源电子器件及电子 电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，管理维护运营成本较低。图2、PON拓扑结构1.2.3、GPON技术 随着信息传输向全数字化过度,光接入方式必然成为宽带接入网的最终解决方法。目前,利用光纤和光接入传输系统将传统电话网和有线电视网进行优化改造是主要的两种趋势。 在业界,FSAN组织进行IGb/S以上速率PON的标准研究,该组织希望能提出一种方案,除了能运行更高的速率外,还要在多业务适应、OAM&P、可扩缩性等方面较之其它的PON效率更高。这样的研究使得GPON出现。GPON最早由FSAN组织于2
11、002年9月提出,ITU-T在此基础上于2003年1月批准确立了 GPON标准G984.1、G984.2和G984.3;于2003年3月完成了G984.1和G984.2的制定,于2004年2月和6月完成了 G984.3的标准化,最终形成了 GPON的标准族。 GPON的系统结构如下：图3、GPON的系统结构GPON传输系统作为本地传输网的第二平面,是一个完整、独立的承载平台。根据移动运营商业务接入点数量庞大,节点分布较广,业务落地点较为集中的特点,GPON传输系统的网络架构也应采用分层的形式。1.2.4、EPON技术 在传统以太网协议栈中,原有的各种功能已无法满足现有系统的需求,通过对撇C控制
12、层功能的扩展,EPON系统中的多点撇C控制协议(MPCP)得到了扩展和提升,不仅增加了对点到多点(PZMP)网络中多个MAC客户层实体的支持,并且还提供对额外的MAC控制功能的支持。图3-13描述了 EPON协议参考模型及多点MAC控制协议的位置。 EPON系统采用WDM技术实现单纤双向传输(强制)。其工作原理如下图所示：图4、EPON的工作原理1.2.5、GPON技术与EPON技术比较 EPON 和 GPON 作为光网络接入的两个主力成员,各有千秋,互有竞争,互有补充,互有借鉴,下面在各个方面对它们作个比较:1、速率 EPON 提供固定上下行 1.25 Gbps,采用 8b/10b 线路编码
13、,实际速率为 1Gbps。GPON 支持多种速率等级，可以支持上下行不对称速率，下行 2.5Gbps 或1.25Gbps，上行 1.25Gbps 或 622 Mbps，根据实际需求来决定上下行速率，选择相对应光模块,提高光器件速率价格比。 本项结论：GPON 优于EPON。2、分路比 分路比即一个 OLT 端口(局端)带多少个 ONU(用户端) 。 EPON 标准定义分路比 1：32。GPON 标准定义分路比下列几种 1:32； 1:64；1:128其实，技术上 EPON 系统也可以做到更高的分路比,如 1：64，1:128，EPON 的控制协议可以支持更多的 ONU。分路比主要是受光模块性能
14、指标的限制,大的分路比会造成光模块成本大幅度上升; 另外,PON 插入损失 1518dB，大的分路比会 降低传输距离; 过多的用户分享带宽也是大分路比的代价。 本项结论：GPON 提供多选择性,但是成本上考虑优势并不明显 最大传送距离GPON 系统可支持的最大物理距离，当光分路比为 1:16 时，应支持 20km 的最大物理距离；当光分路比为 1:32 时，应支持 10km 的最大物理距离。 EPON 与此相同，本项结论：相等。3、QOS (Quality of Service) EPON 在 MAC 层 Ethernet 包头增加了 64 字节的 MPCP 多点控制协议（multipoint
15、controlprotocol），MPCP 通过消息、状态机和定时器来控制访问 P2MP 点到多点的拓扑结构,实现 DBA 动态带宽分配。MPCP 涉及的内容包括 ONU 发送时隙的分配、ONU 的自动发现和加入、向高层报告拥塞情况以便动态分配带 宽。MPCP 提供了对 P2MP 拓扑架构的基本支持,但是协议中并没有对业务的优先级进行分类处理,所有的业务随机的竞争着带宽，GPON 则拥有更加完善的 DBA,具有优秀 QoS 服务能力。 GPON 将业务带宽分配方 式分成 4 种类型，优先级从高到低分别是固定带宽（Fixed）、保证带宽（Assured）、非保证带宽（Non-Assured）和尽
16、力而为带宽（BestEffort）. DBA 又定义了业务容器（traffic container, T-CONT）作为上行流量调度单位, 每个 T-CONT由 Alloc-ID 标识。每个 T-CONT 可包含一个或多个 GEM Port-ID. T-CONT 分为 5 种业务类型，不同类型的 T-CONT 具有不同的带宽分配方式，可以满足不同业务流对时延、抖动、丢包率等不同的 QoS 要求。T-CONT 类型 1 的特点是固定带宽固定时隙，对应固定带宽（Fixed）分配,适合对时延敏感的业务，如话音业务； 类型 2 的特点是固定带宽但时隙不确定，对应保证带宽（Assured）分配,适合对抖动要求不高的固定带宽业务，如视频点播业务；类型 3 的特点是有最小带宽保 证又能够动态共享富余带宽，并有
