《GPON技术下FTTH解决方案分析》
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摘要：光纤通信是一种带宽较大、延迟较低、功能较为丰富的通信方式,因此要成为家庭和机构单位的网络建设首选.而本文以某大学的小区接入光纤通信为例,对基于GPON技术的光纤FTTH通信的解决方案进行了研究,通过分析业务需求设计了工程建设方案,并计算了ODN光通道的传输损耗.
关键词：GPON技术;FTTH通信方式;光纤通信
GPON是新一代的宽带传输标准,具有高带宽、低延迟、接口丰富等优点,同EPON相比,GPON不仅下行带宽更大,也具备更强的非对称性能,使其更加适应光纤通信的业务市场.因此GPON技术也被广泛应用在各种大型建筑物内的光纤通信中,如高层建筑、商业建筑和工业生产区等.
一、GPON的构成
GPON由OLT（光纤终端）设备、ONU（光网络单元）设备和ODN（无源光分配网）设备构成.其中OLT设备起到交换机的作用,一般放在网络环境的中心机房中,是整个网络结构的中心.OLT设备具有控制ONU的功能,而ONU安装在用户端中,提供用户连接光纤网络的接口,实现多种数据的传输,ONU通过ODN,将数据发送到OLT,而OLT根据数据的特征,将其发送到广域网中,并接收来自广域网的信息,将其传输到对应的ONU中,进而传输到对应的用户设备中,完成信息的传输.
1.大学校区GPON接入方案
大学小区中学生和教师的数量众多,学生使用网络和学校中的多媒体教学以及视频会议等都需要使用大量的网络带宽,因此大学校区的网络对带宽和QoS的需求更高.
（1）需求分析
该大学校区拥有2栋多媒体教学楼,22栋学生公寓,32栋教师家属楼以及分布在校区中的大量商铺等,同时校区中的图书馆也是该校区中的信息化中心,其中包括书库和大量的电子阅览室.目前需要一套网络搭建方案将所有的设施中的网络进行连接,满足所有人的使用网络的需求,且不能出现明显的延迟和断线等问题.
（2）设计方案
本方案采用FTTH网络,基于GPON技术,以实现大量人员和设施的网络需求,方案的具体结构如图1所示.该方案的OLT设备放置在学校机房中,型号为MA5680T,拥有128 PON口,通过路由器和上行网络连接,实现视频、音频等的传输,下行连接到ODN网络,最后层层连接到具体的上网设备.
通过图1可知,学生公寓和教师家属楼以及校区的商铺中使用的是1：32的分光器,而图书馆以及多媒体教学楼等使用的是性能和稳定性更强的1：64分光器,这主要考虑到学校网络应用的环境以及节省施工的成本,因此优先保障和教学相关的建筑的网络供应.在ONU接入方面,学生公寓中使用的ONU是每两层一组,学生公寓共计6层,因此每个公寓中有三组ONU.学生公寓中的每间宿舍中各放置一个8口的ONU,提供POS以及FE接口以连接网络.
教师家属楼中由于人员密度较小且建筑数量较多,因此在每户中放置一个2口的ONU,32栋建筑共计使用ONU 768个.
1#多媒体教学楼则采取1-4层一个分光器,5-6层一个分光器的方式,因为学校的主机房在1#多媒体教学楼的5层,因此应当在5层处再专门设置一个分光器保证网络传输的稳定性,而2#多媒体教学楼中没有机房等网络中继结构,因此依旧使用一栋楼一个分光器的方式.由于多媒体教学楼为学校的教学设施,因此采用的分光器规格为1：64,每间教室和机房等都安装2个ONU,机房安装30个ONU,共计422个ONU,ONU的型号为2口多业务型.
图书馆共计六层,由于图书馆也是电子阅览室和资料存储服务器的所在地,因此采用每层一个分光器的方式.其中第三层和第六层安装一个分光器,除此之外的楼层均配备两个分光器,分光器采用1：64,ONU的规格为2口多业务型.
学校的商铺采用1：32的分光器,供全校區所有的商铺使用,该校区中所有商铺共同使用3个1：32分光器,共计70个ONU,ONU的规格为2口多业务型.
二、传输损耗计算
光纤通道中的传输损耗定义为在SR和RS两个参考点之间传播中造成的损耗,并采用最坏值进行核算.ODN光通道的损耗计算方式为：分光器的插入损耗+连接器的插入损耗×连接器的数量+光纤线缆的衰减系数×传输距离+光纤线缆的富余程度.其中：
分光器的插入损耗采用实际选用的分光器的损耗定义,本文中使用的分光器的损耗情况为：1：32型分光器的最大损耗值为17.4dB,1：64的分光器的最大损耗值为19.5dB;每个连接器的最大损耗值为0.7dB;常用的光纤的衰减系数为0.22dB/km;光纤线缆的富余程度本文中采取使用1：64分光器时的数值,为1.5dB.
该校区的占地面积约为500亩,占地的形状接近圆形,且拥有机房的1#多媒体教学楼大体上位于场地的中心处,而场地的边缘则有学生公寓楼和教师家属楼,因此光纤传播的最远距离为8km.本文采用的FTTH方案中,由于皮带光纤入户距离较短,因此可以不考虑连接器的插入损耗值,以皮带光纤的单根最大长度为2.5km计算,将光纤从机房连接到最远的用户端至少需要5个接头（光纤在机房端和用户端连接需要两个,光纤之间的连接接头3个）,此时的最大的ODN光通道损耗值为：19.5+0.7×5+0.22×8+1.5等于26.26<行业标准28dB,因此本方案中的光纤传输损耗值满足实际需求.
三、结论
本文以某大学校区为例,对基于GPON技术的FHHT方案进行了分析,构建了适用于该大学校区的光纤网络系统,可以满足学生和教职人员的上网需求,在教学楼和图书馆中提供了更加稳定的网络,以满足学生和教师的学习和工作需求.光纤网络具有传输速度快、用户接口多、功能拓展性好等优势,因此也是未来搭建网络的主要技术.本文绍的GPON技术则具备丰富的功能和管理能力,可以适应未来更加复杂的网络环境,也期待这种技术能够在未来的网络建设中占据重要地位.
参考文献：
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解决方案和ftth引用文献:
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