基于GPON的光纖接入網設計

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摘要

吉比特無源光網絡（Gigabit-CapablePassiveOpticalNetwork，GPON）技術是基于ITU-TG.984.x標準的新一代寬帶無源光網絡接入標準，是實現(xiàn)FTTx的熱門技術之一。相對于現(xiàn)有的接入網技術，GPON具有高帶寬、高效率、高分光比、長距離傳輸、覆蓋范圍廣、用戶接口豐富等特點，并且能大量節(jié)省運營商在接入層饋線段的光纖資源，為各種業(yè)務類型提供相應的QoS保證。GPON還規(guī)定了在接入網層面上的保護機制和完整的OAM功能，使光纖自動倒換時間小于50ms。由于這些優(yōu)點，GPON被大多數(shù)運營商視為實現(xiàn)接入網業(yè)務寬帶化、綜合化改造的理想技術。

本論文首先從寬帶接入技術的發(fā)展出發(fā)，介紹了目前幾種主流的FTTx技術以及PON技術的發(fā)展和種類，分析了FTTx網絡的各個組成部分的作用，指出了GPON技術的優(yōu)勢。其次介紹了GPON的結構原理，重點研究了GPON的關鍵技術、應用模式，組網方式及設備類型，分析了GPON的上下行幀結構、業(yè)務承載能力以及QoS技術等。最終以一個小區(qū)用戶業(yè)務需求為案例，提出了基于GPON的小區(qū)FTTH解決方案，通過FTTH組網設計、小區(qū)GPONFTTH總體設計、ODN建設方案、光分路比的選取，成本、設備選取、傳輸損耗和業(yè)務帶寬提供等方面，表達小區(qū)GPON接入的可行性,指出GPON是目前三網融合、光纖到戶的最正確解決方案。

FTTx技術吉比特無源光網絡關鍵技術設備光纖到家解決方案

II

ABSTRACT

GPON(GigabitPassiveOpticalNetwork)technology,whichbasedontheITU-TG.984.xstandard,isanewgenerationbroadbandpassiveopticalaccessstandards.ItisoneofthehottechnologiesforFTTximplementation.Comparedwiththeexistingtechnologyofaccessnetwork,GPONoffersthefollowingfeatures:highbandwidth,hightransmissionefficiency,highextinctionratio,longtransmissiondistance,widecoverageandrichuserinterfaces.AndGPONcansavealargeamountoffiberresourcesintheaccesslayerfeedersectionforISPs,providingQoSguaranteesonvariousbusinesstypes.GPONalsoprovidesprotectionmechanismsontheaccesslevelandcompleteOAMfunction,whichensuresopticalfiberautomaticswitchingtimelessthan50ms.Accordingtotheseadvantages,GPONisconsideredasanidealtechnologytoimplementbroadbandaccessnetworkservicesandintegratedtransformationbymostISPs.

Thispaperstartsfromthedevelopmentofbroadbandaccesstechnology.SeveralmainstreamFTTxtechnology,thedevelopmentandcategoriesofPONtechnologyareintroduced.ThefunctionsofeverypartofFTTxnetworkareanalyzed.TheadvantagesofGPONarepresented.Then,GPON’sstructureprincipleisintroduced,andkeytechnology,applicationmode,networkwayanddevicetypearedetailedstudied.TheframestructureoftheuplinkanddownlinkofGPON,businesscarryingandQoStechnologyareanalyzed.Finally,aFTTHsolutionsbasedontheGPONforaresidentialisproposed.ThroughtheFTTHnetworkdesign,residentialGPONFTTHgeneraldesign,ODNbuildingprogram,selection,cost,equipmentselectionandbusinessbandwidthprovision,reflectsthefeasibilityofresidentialGPONisreflected.GPONispointedtobethebestprogramfortriple-playandFTTH.

FTTxGPONKeytechnologiesEquipmentFTTHsolutions

III

目錄

前言-1-第一章寬帶接入技術-3-第一節(jié)寬帶接入技術的概述-3-一、xDSL-3-二、CableModem-3-三、吉比特以太網-4-四、無線接入-4-五、光纖接入-4-其次節(jié)光纖在接入網中的延伸——FTTX-5-一、FTTx的系統(tǒng)結構-5-二、FTTx技術分類-6-三、FTTx技術的應用類型-6-第三節(jié)無源光網絡——PON-8-一、無源光網絡的概念及結構-8-二、PON的種類-9-其次章下一代寬帶光接入網——GPON-11-第一節(jié)其次節(jié)第三節(jié)

GPON的簡介-11-GPON的系統(tǒng)結構-11-GPON的關鍵技術-12-

一、GPON的傳輸復用方式及幀結構-12-二、GEM封裝技術-17-三、動態(tài)帶寬分派（DBA）-18-四、層次化QoS技術-18-五、TDMoGEM技術-19-六、GPON安全技術-19-

IV

第四節(jié)GPON在FTTX中的應用模式-21-

一、FTTB應用模式-21-二、FTTH應用模式-21-第五節(jié)GPON組網方案-22-一、星型方式-22-二、樹型方式-22-三、總線方式-23-第六節(jié)GPON設備類型-23-一、OLT-23-二、ONU-23-三、ONU的PoE功能-25-第三章小區(qū)GPON接入設計方案-27-