基于EPON技术的FTTH应用浅析

毕业设计(论文)报告

题目名称： 基于EPON技术的FTTH应用浅析 学生姓名： 苏来飞 学 号： 109F313108 二级学院（系）/专业： 国际教育学院/电气与自动化系 班 级： 电气1015 指导教师： 郝翠霞

2013 年 5 月 20 日

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摘 要

FTTH（光纤到户）是光纤直接接入用户通过运营商提供光网络单元（ONU）,为用户提供全面的业务解决方案的用户家庭。近年来，为商业客户的要求越来越高要求的带宽和稳定性，数字电视的普及，促进FTTH在接入网络成为运营商的最佳选择。本文首先概述了接入网络工程，并给实现FTTH的EPON技术，与EPON，GPON的比较。其次，本文着重分析和阐述EPON系统架构的原则。第三，讨论针对不同客户的EPON网络建设和原则的含义，在此基础上实施的FTTH解决方案。最后，在南苑小区的EPON工程作为一个例子，并验证了EPON FTTH的实施，EPON网络运营商在运营商的建设模式进行了讨论。

关键字：FTTH EPON 解决方案

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Abstract

FTTH ( fiber to the home ) refers to the direct fiber access user family and by the operator to provide an optical network unit ( ONU ) for users to provide comprehensive business solutions. In recent years, commercial customer demand for bandwidth and stability of the increasingly high demand, the popularization of digital TV have prompted FTTH to become operators in the access network is the best choice. This paper first gives an overview of the access network working principle, and introduces the implementation of FTTH EPON technology, and make EPON, GPON compared. Secondly, this paper analyzes and expounds the EPON principle, system architecture. Third, this paper discusses the significance and principle of EPON network is introduced in this paper, on the basis of customers of different FTTH solutions. Finally, in sunshine home district EPON project as an example, and puts forward the implementation scheme of EPON FTTH, and EPON in carrier networks operating in the different construction mode is discussed.

Keywords: FTTH EPON solution

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目录

1 绪论与概述 ................................................................ 5 1.1 FTTH在国外发展状况 ................................................... 6 1.2 FTTH在国内发展现状 ................................................... 6 2接入网工作原理 ............................................................ 8 2.1FTTH系统结构 .......................................................... 8 2.1.1 点到点（P2P）光接入技术 ........................................... 8 2.1.2点到多点 (P2MP)光接入技术 ......................................... 8 2.2 PON 技术的发展和介绍 .................................................. 9 2.2.1 EPON 技术 ......................................................... 9 2.2.2 GPON 技术 ........................................................ 10 2.3 EPON 和 GPON 的技术比较 .............................................. 10 2.3.1技术对比分析 ..................................................... 10 2.3.2 产品比较 ......................................................... 10 3 EPON技术原理及系统架构 .................................................. 12 3.1 EPON 技术的原理及系统架构 ............................................ 12 3.2 EPON 的关键技术 ...................................................... 13 3.2.1 系统时间同步 ..................................................... 13 3.2.2 ONU 的自动发现 ................................................... 13 3.2.3 EPON 中信息安全的考虑 ............................................ 13 3.2.4多点控制协议(MPCP) ............................................... 14 3.2.5动态带宽分配(DBA) ................................................ 14 3.3 EPON 的特点和应用 ................................................... 14 4 基于EPON技术的网络建设 .................................................. 16 4.1 EPON 网络建设意义 .................................................... 16 4.2 EPON 网络建设原则 .................................................... 16 4.2.1 EPON 网络建设的应用模式 .......................................... 16 4.2.2 EPON 在城市中的应用 .............................................. 16 4.2.3 EPON 在农村中的应用 .............................................. 18 5 南苑小区EPON工程实例 .................................................... 19 5.1 项目方案 ............................................................. 19 5.2设备介绍 ............................................................. 19 5.2.1华为OLT：MA5680T设备 ............................................ 19 5.2.2 华为ONU：HG8245R设备 ............................................ 21 5.3组网方案 ............................................................. 22 5.4 性能测试 ............................................................. 23 5.4.1语音指标测试 ..................................................... 23 5.4.2 百兆端口拨号上网测试 ............................................. 23

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5.5项目验收 ............................................................. 23 6 结论 ..................................................................... 24 致 谢 ...................................................................... 25 参考文献 ................................................................... 26

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1绪论

FTTH (fiber to the home)，亦称为“光纤到户”，是指光纤向用户的进一步延伸，

光纤直接接入用户住宅或办公室内，接入网内的分支段光纤只连接一个用户的一个端口或几个端口。狭义的FTTH也可以称为FTTO/FTTD (fiber to the office/ desk)。广义的FTTH还可以是FTTP (fiber to the premise)，光纤到用户所在地，它包括FTTB (fiber to the building)、FTTC (fiber to the curb)以及狭义的FTTH。总体来说，目前应用于FTTH的系统技术主要有三种，它们分别是基于SDH的多业务传送技术(MSTP)、多业务的无源光网络技术和多业务点对点光端机(MC)。

FTTH发展初期，在FTTH用户较为分散、用户密度较低的地区，P2P/MC技术有一定的市场空间。PON的树状网络拓扑与环形骨干网络配合较为有利，是光纤进入用户驻地最有效的网络解决方案，节省了大量骨干光纤资源；从长远发展来看光纤接入是一种理想的选择，适合大多数用户的普遍接入，市场潜力巨大。当然，用于FTTH的PON技术在业界也存在着EPON和GPON技术之争，EPON技术不完美、标准不完善，但成本低、产业链相对完整，而GPON技术完美，标准完善，但成本高、产业链不完整，就目前而言，EPON技术因为支持的厂家多，成本相对便宜，占据了市场主导，但长期来看，一旦技术难点攻克，GPON成本优势凸显后将极具发展潜力。

目前，我国具有巨大的宽带用户群体，市场发展潜力非常大，被认为是FTTx发展建设的新热点地区。2007年中国网民总人数达到2.1亿，位居世界第二，其中宽带网民数达到1.63亿。但互联网普及率偏低，只有16%(全球平均水平为19.1%)。因此从潜在的用户数量上来说，我国的FTTx市场发展潜力巨大。

工信部同时提出，我国2012年宽带普及提速工程的主要目标包括：增强宽带接入能力，新增光纤到户(FTTH)覆盖家庭超过3500万户；总体提升我国固定宽带用户的接入速率，使用4M及以上宽带接入产品的用户超过50%，降低单位带宽价格；提高固定宽带家庭普及率，新增固定宽带接入互联网家庭超过2000万户；扩大公共热点区域无线局域网覆盖规模；宽带应用进一步推广和普及。

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概述

我国家庭宽带用户大部分仍以 ADSL宽带接入为主，但这种方式已经无法满足用户对高带宽的需求，目前运营商已经开始采用FTTH，采用FTTH可以进一步开展数字网络电视等多媒体综合业务。FTTH是指光纤到家，是指运营商与用户家庭之间完全以光纤作为传输媒体的光纤接入方式，通过这种方式，可以为用户提供上网冲浪和电视服务。实际上，FTTH 是一个光纤接入的解决方案，而不是技术。 1.1 FTTH在国外发展状况

（1）全球FTTH用户数

根据相关机构研究数据显示，到2010年底，全球FTTX用户为7500万，新增用户1800万。其中亚洲占80%。据预测，到2015年，全球FTTH用户可达2亿。全球最大FTTH运营商为日本的NTT、中国电信、中国联通。 （2）日本FTTH的发展

日本式全世界较早开展FTTH的国家，其FTTH发展是较为成熟的。根据日本总务省发布的信息，日本光纤(FTTH)用户数2010 年底约达1,977万户。季度增长数约65万户 (3.0%)。其中，NTT East 和 West占74.5% ，日本电力占9.1% ，KDDI占8.5% 。 （3）韩国FTTH的发展

根据韩国的IT839战略规划，开始采用FTTX取代原有的DSL网络，2004年，韩国启动BCN(BroadbandConvergenceNetwork)计划，将接入网最后一公里全面走向FTTH。2010年底，韩国FTTX实现普及率超过一半达到53.5%，排名世界第一。其FTTX用户数到达980万，排名第三。 （4）北美FTTH的发展

在北美，到2010年约有2000万家庭实现了光纤接入，占北美家庭总数的20%。其中约有800万家庭实现了光纤接入互联网、IPTV等业务。 1.2 FTTH在国内发展现状

﹙1﹚我国FTTH的发展现状主要为：

2010年，我国三家运营商开始持续加大对FTTH的投入，除了电信和联通的EPON采集外，中国移动也开始推行FTTH，实现全网光纤化。在“十一五”期间提出的光进铜退规划中，中国电信共实现6500万线的光纤替代铜缆。使最后一公里光纤化。光纤入户家庭数约为1000万，中国电信的光纤在城市小区基本实现全覆盖；乡镇已经基本实现光缆全覆盖；根据业内有关人士估计，2012我国FTTx 用户超过3300万户， PON用户超过1亿线，跃居世界第一。

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﹙2﹚电信“宽带中国.光网城市”工程

中国电信推出“宽带中国.光网城市”工程，计划用三年时间实现城市接入网光纤化。2011年，中国电信新增FTTH用户3000万家庭，南方城市全部实现8M带宽接入，其中对部分地区实现20M带宽接入。对于中东部沿海地区实现80%以上的20M宽带覆盖。按电信规划要求，2013年底要求南方城市所有家庭用户均可提供20M宽带接入。 ﹙3﹚联通FTTH

中国联通目前拥有PON设备端口数已经超过3500万线， 2011年联通宽带及数据网络投资187.5亿元，占全部投资的25%。 ﹙4﹚移动的FTTH

虽说中国之前的网络运营商为两家：中国电信和中国网通，但自从联通与网通合并后，中国移动租用铁通的运营牌照开始推广自己的FTTH，并成功的抢占了部分市场份额。2010年，中国移动EPON建设量为600万线，2011年仍在持续增加。

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2接入网工作原理

2.1FTTH系统结构

在 FTTH 解决方案中主要分为 2 种模型:点到点(P2P)和点到多点 (P2MP)。 2.1.1 点到点（P2P）光接入技术

FTTH 网络中的点到点光接入技术是从局端到每个用户家庭均使用一对(或一根)光纤(如图 1)，上下行速率都为千兆。点到点（P2P）光接入技术具有产品成熟、技术简单、安全性高的特点。但这种技术需要大量的不放光收发器和光纤，在大规模应用情况下导致设备成本上升，施工量大，维护麻烦问题。因此被认为是实现 FTTH 的中间过渡技术，在早期的少量用户阶段比较适合。

2.1.2点到多点 (P2MP)光接入技术

P2MP 的连接方式通常采用 PON 的形式来实现，即分光器(l:8，1:32，1: 1:128等)，在局端OLT下行方向将局端光信号分配给每一个 ONU，在上行方向将每个 ONU 的信号进行复接(采用时分多址等方式)。采用这种组网模式，可以大量节省局端设备的光口和光模块的数量，并且可以减少布放光纤的施工量，便于维护，适合于用户数量较多，光纤资源紧张的场合，但需求的技术相比点到点就高的多了。

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2.2 PON 技术的发展和介绍

历经十多年的发展和创新，FTTH已经取得了巨大的进步，从原始的点到点模型到点到多点模型。PON（无缘光网络）在传输网络协议时是透明的，并能够解决光纤资源，因此在光接入网中有着举足轻重的地位。在过去的二十年中，以太网已经成功的统治了局域网，其成熟的技术已经充分的证实了它在承载IP业务的的可靠性。随着业务承载的IP化，以太网也不断的改进其传输速率和可靠性向骨干城域网渗透。EPON(以太网无源光网络)便是有PON和以太网结合形成的。EPON集成了以太网对IP传输的可靠性，同时又具有PON技术的特点。PON 系统组成包括：光线路终端OLT、光网络单元ONU、光分配网ODN。所谓“无源”，是指 光分配网中全部是由无源的器件组成， PON为点到多点拓扑模型，OLT 业务板的PON口向下发送的光信号由单根光纤经分光器分配给下挂的ONU。数据链路层采用的技术不同和PON技术结合起来形成的PON技术也是不同的，其中ATM+PON形成了APON，Ethernet+PON 形成了EPON， GEM+PON 则形成了GPON，这是各种 PON 技术之间的最大区别。

2.2.1 EPON 技术

ATM的逐渐没落，同时以太网的飞速发展，因此以太网和PON技术的结合逐渐成为运营商组网中的一个新亮点应引起业界的广泛关注。以太网与PON技术结合产生的EPON技术同时具有了以太网对IP承载能力和PON技术的特点。所谓 EPON 就是利用PON光纤传输以太网帧信号，实现在EPON系统中承载以太网综合业务。EPON系统采用无源光纤传输，同时利用点到多点的组网模型提供以太网的综合业务。由EPON在物理层采用PON技术，在链路层采用了以太网的技术，因此它成为接入网最后一公里最佳的通信解决方案。在一个 EPON系统中，可以轻松的实现管理用户家中的光网络单元，能够及时的为用户解决上网等问题。

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2.2.2 GPON 技术

GPON(Gigabit-Capable PON) 是由FSAN在2002年9月提出，并于2004年完成了GPON的标

准化工作。GPON是最新一代的无源光网络接入技术标准。其具有高带宽，高速率，能提供较多的业务接口等特点。GPON 组网模型与EPON相同，都是由局端设备OLT,用户侧设备ONU，分光网ODN组成。但其支持的最大分光比为1:128 远远高于EPON 的1:32。相对于其他的PON标准而言，GPON可以提供非对称的上下行速率，即上行下行速率可以不一样。因此它能够提供前所未有的高带宽。但由于是最新的技术，其标准化并不是很完善，而且其技术复杂度远远高于标准化较为成熟的EPON，所以在各大运营商中目前EPON还是占有绝大部分份额。但比起EPON而言，GPON可以提高更高的带宽，更灵活的组网，更丰富多样的业务类型，因此在未来的发展道路上会逐渐代替EPON而引领接入网的市场。 2.3 EPON 和 GPON 的技术比较

EPON技术和GPON技术存在较大的区别。 2.3.1技术对比分析

（1）GPON 支持多种速率，并能够支持非对称的上下行速率。相比之下，EPON要求对称的1Gbit上下行速率。因此GPON可以提供更高的带宽选择。

（2）EPON 只支持 Class A 和 B 的 ODN 等级，而 GPON 可支持 Class A、B 和 C，因此GPON选择的ODN可以支持达到最高1:128的分光比而EPON 一般情况为1:32。

（3）EPON是基于以太网802.3的架构，单从协议上讲，EPON的协议更为简单，实现方便，成本更为低廉。

（4）GPON加入了一个新的传输汇聚子层（TC），因此在一定程度上影响了借助以太网的理念，但其传输汇聚子层具有将任何格式的帧类型原封不动的放在PON中传输的功能，因此相比EPON来说，技术是负责了，但其支撑的业务就变得灵活多样了。

（5）在EPON系统中，为了能够承载TDM业务而增加的MAC机制，需要增加新的硬件来支撑这种机制，相比之下，由于GPON采用TC子层，因此能够很容易的支持TDM业务和语音业务。 2.3.2 产品比较

EPON的标准化已经相当成熟，而GPON的标准化尚为成熟，因此市场上大多数为支持1Gbit的EPON产品，而对于GPON产品还是为数不多，目前华为的MA5680T支持的业务板卡就有基于EPON的EPBC、EPBA板和基于GPON标准的GPBC、GPBA板卡，同时，华为的MA5626，MA5612，MA5626E，都是可以支持EPON和GPON的。EPON具有相对宽松的标准，因此设备商在生产具有自己特色产品的同时具有较大的灵活空间，同时，EPON系统的核心部分—光

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模块已经形成产业化，而GPON因遵循的标准尚未完全成熟，而且支持其TC子层的光模块也尚未形成产业化，因此在目前市场上，多见的还是EPON产品。

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3 EPON技术原理及系统架构

3.1 EPON 技术的原理及系统架构

EPON 系统由局端的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成（见图 3）。

原理：当 OLT 上电启动后，在OLT 使能PON口的自动发现功能，，使该PON口广播允许ONU接入时隙信息。 ONU 上电启动后，根据收到的广播信息向OLT发起注册请求。 OLT 通过相关机制验证后允许来自OLT PON口下的 ONU 接入，并分配一个LLID(逻辑链路标识符)，该标识符同时和OLT的PON和ONU的上行口绑定。同时在OLT上可以看见ONU的在线情况。在下行方向 （OLT 到 ONU），OLT 发送的数据通过 ODN 到达所有 ONU。在OLT侧，所有的数据均采用广播的方式通过PON口向下行方向发送，并通过ODN中的分光器将OLT过来的光根据分光比分成若干条光路分别送往下挂的ONU。此时，因为采用的广播方式，因此OLT发送过来的数据会同时发给该PON口下的所有ONU，但并不是所有ONU都需要接收数据，这时候，ONU就会根据注册的时候OLT分配的LLID做判断，数据包头文件中包含了LLID字段，ONU在收到数据包的时候会拆开头文件比较LLID，如果是自己的就接收，非自己的就直接丢弃。在上行方向 （ONU 到 OLT），ONU发送的数据只能够达到上层的OLT,并不会发给其他的ONU，虽然一个PON下的ONU同属于一个广播域，但可以通过vlan隔离的方法实现将每个ONU分配一个不同的vlan，这样，在同一个广播域内，ONU的数据就不会发送给其他的ONU，并能阻止广播风暴的产生。当ONU数据发送到ODN的时候，一个PON下的所有ONU的数据都会被耦合到一根光纤中，因此，为了避免数据在传送的时候产生冲突，上行方向采用一种TDMA（时分复用）技术，并同时多每个ONU发送数据进行仲裁。在同一PON 口下面，ONU发送的上行数据会根据OLT分配给每个ONU的数据传送时隙严格执行，这样就可以避免多台ONU在上行数据传输的过程中产生冲突的问题。ODN由光

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纤和多个无源器件组成，在 OLT 和 ONU 之间提供分光功能。EPON 扩展了光接入层的承载能力，一般分光器的分光比为1:32 或 1:。目前，EPON系统最高的传输距离为20KM。 3.2 EPON 的关键技术

EPON的几个主要关键技术为：系统时间同步，ONU自动发现，信息安全，MPCP和DBA 3.2.1 系统时间同步

在EPON系统中，为了避免ONU在上行方向发送数据的时候产生冲突，采用了时分方式的，所以为了保障OLT和ONU之间数据通信的正常进行，就必须要求OLT和ONU的系统时间要求绝对的同步，这样就必须有个可以作为参考的时钟，且该系统中的所有设备必须严格遵守这个系统时间。在运营商的接入网中可以通过网管来实现，即所有的设备都添加到网管上去，又网管统一规定系统时间。在EPON中还可以OLT时钟作为参考时钟，由OLT统一下放系统同步时钟，该台OLT下所有的ONU也必须遵守这个系统时钟。在EPON系统中，由于每个ONU到OLT的距离不同，所以信号的传输延迟也就不同了，要达到所有设备系统时间同步的要求，就必须对ONU时钟比OLT时钟有一个提前的时间量，这个提前的时间量就是传输过程中的延迟时间。 3.2.2 ONU 的自动发现

ONU 自动发现是指在OLT到ONU系统上电运行的过程中，OLT可以自动发现新上线的ONU并自动完成新上线ONU的注册。但某些情况下，会产生ONU注册冲突，为了解决这种冲突以下提供了两种解决方案：

（1）随机延迟时间

当发生ONU注册冲突时，该ONU会随机延迟一段时间之后再重新响应OLT发来的注册授权信令。这就和以太网中一个广播域中利用的CSMA/CD技术具有类似的效果。这个随机推迟的时间必须在开窗时间内，因此利用这种方式的注册开窗长度必须要比默认的大得多，虽然可以减少ONU注册的时间，但降低了系统带宽的利用率。

(2）随机跳过开窗

当发生ONU注册冲突时，该ONU会随机跳过若干个注册授权周期后再重新响应OLT的注册授权，但会花费更多的时间，因此采用这种方式不需要增大开窗长度不会占用系统带宽利用率，但会消耗更多的时间。 3.2.3 EPON 中信息安全的考虑

EPON系统成采用的是点到多点的系统模型，在这种模式下，EPON下行以广播报文的形式发送，这样就会产生一个安全隐患，任何一个ONU只要在该PON口下都可以接收到该PON口发送的数据,这样不仅使用户的信息紊乱，而且会占用大量的系统带宽。同时，对于

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一些视频点播业务就显得极为不安全，造成用户的损失。在EPON系统传输的数据包中，只会对原始数据进行加密，但根据数据报文封装格式可以看出，在原始数据上面是三层头部，在上面是二层头部，也就是说，其他ONU仍可以看到其他用户的MAC地址，通过一些黑客软件冒充对方的MAC造成非法入侵。EPON系统中还有一种加密方式，就是MAC层进行加密，解决方案是通过给合法的ONU分配一个密钥，通过密钥给MAC地址进行类似MD5或者哈希算法类似的加密，但这种方法会加重EPON系统的承载。

在EPON系统中，物理层传输的是标准的以太网帧格式，因此，OLT会为每个特定的连接分配一个LLID，每个ONU只能接受属于自己的LLID数据包，但这种LLID主要是为了区分不同的连接，并不能完全依靠LLID来完成安全性的保护。因此，IEEE 802.3ah工作组开始着手研究安全机制，目前采用的几种主要方法为：物理层LLID，AES加密算法加密，ONU认证。

3.2.4多点控制协议(MPCP)

在EPON系统中，采用的是点到多点的组网模型，其中采用MPCP（多点控制协议）实现一个点控制整个网络的配置。如，ONU的带宽分配，监控等等。 3.2.5动态带宽分配(DBA)

带宽分配分为两种：静态分配和动态分配。其中静态分配是指由连接打开的窗口大小决定，而动态带宽分配则是由OLT根据ONU的实际需要进行分配。DBA技术是二层的关键技术，其直接影响到上行带宽的利用率和延迟。由于EPON系统采用的是TDMA方式,此方式缺点在于其系统带宽利用率较低，因此采用DBA可以大大的提高上行带宽的利用率，在带宽相同的情况下可以接入更多的客户，从而节约运营商的再投入成本。从目前的应用来看，DBA已经开始普遍运用在接入网中。 3.3 EPON 的特点和应用 EPON 的特点和应用在于:

(1)运营商到家庭用户直接没有其他设备不需要租赁其他的机房和电源设备，节约投资成本。

(2)EPON 采用以太网帧的传输格式消除了因为不同网络类型带来的协议转换问题，提高了传输的稳定性。；

(3)一台OLT的一个PON口下可以通过分光器接入32个用户(在分光器的分光比1:32的情况)，同时传输距离高达20KM。可以减少OLT设备和主干光纤的投资成本。

(4)采用对称的千兆上下行，上行采用TDMA方式，下行采用广播方式，同时利用DBA解决上行利用率低的问题，提供高速带宽，满足用户的需求。

(5)采用点对多点的模型，只需增加OLT的 PON板的数量就可实现大面积扩容，充分保护

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运营商的投资；

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4 基于EPON技术的网络建设

4.1 EPON 网络建设意义

部署基于EPON技术的网络，从技术方面来说，EPON采用的传输媒介是光纤，光纤具有较强的抗干扰能力，相比双绞线可以提高传输的稳定性，减少因辐射产生的信号串扰。另外，EPON的传输距离高达20KM，而且最大的带宽可达1Gbit，能够提供丰富的多媒体业务，同时随着大批量的FTTH实现，越来越多的终端设备可以通过网管来实现，具有较强的管理能力，能够轻松的管理所有处于EPON系统中的设备，大大节约了维护的成本。从战略方面来说，以 EPON 为基础的FTTH为实现光网城市提供了有力的保障。从业务方面来说运营商部署EPON光接入网络，可以提供全新的多媒体业务，例如IPTV等多媒体业务，同时可以为用户提供更大的带宽。 4.2 EPON 网络建设原则

EPON 网络建设原则应该遵循以下原则：

(1) OLT地理位置的规划。EPON 各设备所在的位置直接影响光缆的不放以及投资成本。例如，OLT 布放在局端会占用部分城域网主干光缆，布放在小区内会受到局房资源和配套费用的。就目前情况来看建议放在小区的机房内。

(2) 建议同一个地级市区域最好使用同一家设备上的产品，避免不用厂家产品的混用导致产生一些网络抖动问题。

(3) OLT到ONU之间的距离最大不超过20KM,最小距离不低于5KM，过远会导致收光过弱产生设备不在线，或发光过强设备无法正常注册产生掉线的情况。 (4) 分光器一般采用一级分光，对于EPON来说最佳的分光比为1:32

(5) 由于在EPON系统中，ONU所占的数量巨大，其对成本的影响较大，所以对每个小区要做好实际考察并制定出合理的覆盖率。

(6) 对于光纤的不放，要根据用户的实际接入量分批次进行布放。 4.2.1 EPON 网络建设的应用模式

基于EPON技术的FTTH已经得到业界的认可，并成功的得以大范围实施部署。但在现阶段 ，由于实施最后一公里的问题遇到重重阻挠，以ADSL的接入方式仍占用较大的市场，并且，经测算采用 EPON 接入技术后 FTTH均造价仍然远高于FTTB（光纤到楼）， 约为 3~5 倍左右。 同时，原有的铜缆网络并不可能在短期内全部被光纤所取代，因此，对于EPON网络建设模型本文分别给出了以城市为主的应用场景和以农村的应用场景。 4.2.2 EPON 在城市中的应用

在城市中，对于一些高档的住宅楼和高档小区可以采用EPON直接实现FTTH。对于普

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通的住宅小区家庭用户，可依据小区住户的需求和竞争对手的接入类型和提供的宽带业务类型采用EPON实现FTTB的接入模式。 (1) FTTH 应用

ONU作为 A类终端直接安装在用户家里，用户接入方式可以采取两种方式（如图 4）。

方式一，用户直接通过ONU提供的百兆网口，电话接口，视频接口直接接入。 方式二，用户通过接入家庭网关，然后由家庭网关直接接到ONU的百兆网口上。 (2) FTTB应用

对于FTTB，可以讲ONU安装在每栋楼房的底层楼梯道内。

如图，用户直接通过ONU的网口，电话口，视频接口直接连接。

(3) 对于企业用户来说，可以根据不同企业不同的规模采取不同的接入方式。建议采取FTTO(光纤到办公室)。可供选择的三种接入方式如下： 方式一，用户直接通过百兆网口可直接实施 FTTO 模式。 方式二，通过ONU 直接下挂路由器，提供专线接入。

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方式三，通过ONU直接下挂太网交换机，通过交换机实现综合业务接入， 4.2.3 EPON 在农村中的应用

在农村中一般通过乡镇中的运营商模块局来负责周围各个村的宽带接入业务，但由于使用的是铜缆，而且距离过长，导致在传输的过程中信号衰减过大，可能存在部分距离乡镇较远的村子无法开通宽带业务。虽然可以通过在村中新建网点可以解决光纤进村（FTTV）的问题，但成本也就随之升高，而且光缆资源短缺的地方也是无法接入宽带。采用 EPON 方式不但可以提高乡镇中的主干光缆的利用率，同时促进全网IP化的发展。具体规划可以把OLT放在乡镇的模块局内，OLT的接入最大距离为20KM，这样可以最大的提高OLT的利用率同时也可以减少运营商的投资成本。分光器放在乡镇模块局和村子中间，总分光比为1:32,这样可以提高每个PON口的利用率。

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5 南苑小区EPON工程实例

随着 EPON 技术和设备的不断成熟，加上 EPON 组网对比传统接入网组网方案的诸 多优势。EPON 在广州电信白云区分公司的接入网建设中得到了广泛应用。南苑小区拥有50栋楼房运用 EPON 技术，采取 FTTH 的接入方式，是一个很好的接入方案。下面我们就看看南苑小区的 FTTH 方案。 5．1 项目方案

本期工程在南苑小区建设FTTH。该小区拥有三十栋住宅楼，终期用户为700户。主要是基于EPON技术的FTTH接入试商用，向用户提供上网，语音，网络电视等业务。本期工程在局侧南苑小区小区机房内安装一台华为MA5680T OLT 设备，配备六个EPBA PON 板，其中每个PON板拥有8个PON口，另外配置两块GE口上行板，其中个上行板的第一口做聚合保护。 5.2设备介绍

该接入点的 OLT 和 ONU 设备均使用华为设备。 5.2.1华为OLT：MA5680T设备

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SmartAX MA5680T系列光接入设备是华为技术有限公司推出的EPON/GPON一体化接入产品，提供大容量、高速率和高带宽的数据、语音和视频业务接入。支持EPON/GPON一体化接入业务。 可以作为EPON/GPON系统中OLT（Optical Line Terminal）设备，和终端ONU（Optical Network Unit）/ONT (Optical Network Terminal)设备配合使用。 满足FTTH（Fiber To The Home）光纤到户、FTTB（Fiber To The Building）光纤到楼、基站传输、IP专线互联、批发等组网需求。 支持光接入和以太网级联等宽带接入业务，通过与光接入终端配合，为用户提供点对点的FTTH接入。 1.设备市场定位：

提供高带宽长距离接入，解决大规模光纤接入问题。 利用单根光纤提供语音、数据、视频业务，适应电信用户个性化需求。 2.业务方面的主要特性：

(1)丰富的三层功能和特性。譬如VLAN接口、Super VLAN、路由功能、ARP/ARP Proxy、DHCP Relay、灵活的ACL功能、完善的QoS功能；

(2)丰富的线路安全特性。包括DHCP Option 60/82,PPPOE+,VBAS等，满足用户帐号和线路绑定的需求；

(3)强大的组播特性支持IPTV应用。支持IGMP V2/V3双栈，组播用户鉴权，组播日志和CDR等组播业务运营管理特性； 3.平台方面的主要特性：

(1)大容量、高密度。MA5680T背板容量达到1Tbps，系统交换容量达到400Gbps，系统最

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大支持个EPON端口；

(2)EPON/FE P2P三种光接入方式归一化共平台；

(3)高可靠性：支持主控板冗余备份、上行端口冗余备份、上行接口板冗余备份； 5.2.2 华为ONU：HG8245R设备

表1 HG8245R的背面板接口说明

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5.3组网方案

网络侧：电信的城域网承载网，分为一平面和二平面，其中一平面用于承载用户的PPPOE拨号上网，二平面用于承载用户的IPTV业务。BRAS（多业务接入网关）为华为的

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ME60，下面挂扩容的华为9306交换机用于汇聚接入层OLT的业务。

用户侧：用华为的A类终端HG8245R，用于接入用户的上网、语音电话、网络电视等业务。

其中OLT MA5680T 一个PON板的一个端口下挂一个分光器，由分光器下接一个A类终端。分光器一般用分光比为1:32，就是一个PON口下面理论最多下挂32台A类终端。 5.4 性能测试

包括上网测试和语音测试。 5.4.1语音指标测试

对语音进行二次回显，来电显示，空号显示，铃声测试，和语音质量测试，并验证振铃音，回铃音，忙音等信号的测试。测试结果正常。 5.4.2 百兆端口拨号上网测试

1:1条件情况下测试通透率：100M通透率为100% 1:1 条件情况下ping丢包测试：丢包率为0

用电信测试账号，进行拨号上网，测试网页正常打开。 5.5项目验收

完成最后的项目验收，并交付客户使用。

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6 结论

首先，通过对FTTH光纤到户技术的简要介绍，和对接入网技术原理和EPON关键技术、组网方案的深入学习和了解，我们知道目前PON技术在进行FTTH建设中让占用主导地位。在进行FTTH建设的过程中，要主导光进铜退的理念，同时结合用户的需求，和不通客户群体提供灵活多样的FTTX解决方案。

其次，通过比较EPON和GPON技术，我们学习了解到，EPON 主要追求简单方便，而GPON更追求的是QOS的保障，相比之下，GPON的标准更加完善。但从实际情况出发，由于GPON开发较晚，技术并不是完全成熟，想要在现有的基础上实现低成本标准化还有一定的距离。但在实际的应用中，GPON已经开始逐渐在运营商中普及。相比之下，EPON具有较宽松的标准和简单的技术，同时又具有了以太网的一些特性，在目前的状况下，在FTTH中还是以EPON技术部署小区用户较为合适。

第三，通过一个南苑小区小区的FTTH工程的实例讲解了一下FTTH的具体实施方案和组网方式。

总的来说，对于运营商来说，合理利用现有资源，并合理分析市场需求，为大范围的光接入做好准备，并从EPON过度到GPON。

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致 谢

首先通过这次几个月的工作和学习，我学到了很多专业方面的知识以及社会经验。我觉得毕业设计不只在于完成老师交代的任务，关键是我们在学习过程中锻炼了自己解决问题的能力，对整个项目的设计有一个整体的构架，我想这也是我们几年大学生涯所必须具备的能力；在今后的工作和生活中我们会遇到各种各样的问他，只要我们静下心来仔细去理清思路我想所有问题都会迎刃而解的。文中许多概念性的资料来自于参考文献，同时感谢所有老师这三年里对我的教育和指导特别感谢吴国中老师这几个月来对我的指导，谢谢各位老师！

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参考文献

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