无源光网络PON技术在宽带通信中的应论文.docx
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无源光网络PON技术在宽带通信中的应论文
无源光网络PON技术在宽带通信中的应用
摘要
随着网络技术的不断发展,一些大型的在线游戏、网络高清电视、视频点播、语音通话业务、双向视频电话、高速上网等各种网络新业务的出现,成为用户对为了网络发展的主要需求之一,网络宽带化已经成为下一代接入网的必然要求,新的数字业务的发展成为网络技术发展的必然。
在网络接入方面,传统的xDSL宽带接入方式不能满足上述网络接入的需要,以光纤为传输介质的PON技术成为网络接入技术发展的重要趋势。
推动了PON相关的EPON、GPON技术快速发展,并且己成为电信领域的热点技术,网络宽带的速率从155Mb/S及622Mb/s的BPON(APON)到支持1.25Gb/s的EPON线路速率,成为未来宽带通信网络发展的重要趋势。
本论文首先对PON技术的起源、现状、未来进行了详细的论述,并对PON技术的原理与关键技术进行详细的阐述,其次,对EPON与GPON技术的带宽、技术方式进行全面的分析与阐述,并对二者的技术做了详细的分析与讨论。
并在此基础上介绍了针对XXX市的别墅区、写字楼、农村市场宽带网络的架构进行了分析,采用PON技术实现网络宽带接入的解决方案,对城市局域网的宽带接入网络规划建设中的组网模式进行分析,并对网络的带宽预算OLT、ONU的设备规划进行详细的分析。
同时以秀水南湾世家居住小区的GPON工程和金建新阳小区的EPON工程为实例,进行了网络架构的设计与分析,提出并验证了两种主流PON技术的FTTH实现方案,并对FTTH及FTTB+LAN的优缺点进行详细的论证。
关键词:
宽带接入网;PON网络;GPON;EPON;光纤到户
ABSTRACT
Withthecontinuousdevelopmentofnetworktechnology,anumberoflarge-scaleonlinegames,onlineHDTV,videoondemand,voicecallservice,two-wayvideocalling,high-speedInternetandothernetworkemergenceofnewbusiness,asauseronthemaindemandforthedevelopmentofthenetworkFirst,thenetworkhasbecomethenextgenerationofbroadbandaccessnetworksnecessaryrequirementforthedevelopmentofnewdigitalservicesbecomeinevitabledevelopmentofnetworktechnology.Inthenetworkaccess,traditionalxDSLbroadbandaccesscannotmeettheneedsofthenetworkaccesstoopticalfiberasthetransmissionmediumPONnetworkaccesstechnologytobecomeanimportanttrendoftechnologicaldevelopment.PromotethePONrelatedEPON,GPONtechnologyrapiddevelopmentandhasbecomeahotfieldoftelecommunicationstechnology,networkbroadbandspeedfrom155Mb/Sand622Mb/sofBPON(APON)tosupport1.25Gb/slinerateofEPONbecomefuturebroadbandcommunicationnetworksimportanttrend.
Inthisthesis,theoriginofthePONtechnology,present,futurearediscussedindetail,andtheprincipleofPONtechnologyandkeytechnologyindetail,secondly,onthebandwidthofEPONandGPONtechnology,technicalmeanstoconductacomprehensiveanalysisandelaborated,andboththetechnologytodoadetailedanalysisanddiscussion.Andonthisbasis,introducedfortheXXX'svilladistrict,offices,ruralmarketbroadbandnetworkarchitecturewasanalyzedusingPONtechnologybroadbandaccessnetworksolutionsforurbanLANbroadbandaccessnetworkplanningandconstructionnetworkingmodeanalysis,andnetworkbandwidthbudgetOLT,ONUequipmentplanningdetailedanalysis.BothXiushuiSouthBayfamily'sGPONresidentialdistrictbuildanewengineeringandKimYangdistrictEPONprojectasanexampleforthedesignandanalysisofnetworkarchitectureisproposedandvalidatedtwomainstreamFTTHPONtechnologyimplementations,andFTTHandFTTB+LANadvantagesanddisadvantagesofadetailedargument.
Keywords:
broadbandaccess;GPONEPON;FTTH;PONnetwork
第一章绪论
1.1课题的背景
随着电子技术、计算机网络技术的发展,我国电信行业正处在技术转型的过程中,国内的各大电信运营商在技术、运营理念上也发生了重大的变化,将技术与市场导向相结合,改变电信的运营方式,在新技术不断运用到电信网络中,传统的电话交换网络如何适应新的市场环境,成为电信运营商关注的焦点问题。
首先,市场的变化,影响企业的发展,随着通信服务向无线化、智能化、便捷化、网络化、宽带化以及个性化服务发展,传统的电话网络已经不能适应市场发展的变化。
其次,现有的电话网络是建立在19世纪90年代,除核心层可以进行升级外,大部分的接入网络设备长时间的工作,已经不能满足网络升级的需要。
1.1.1PON技术的诞生
国家信息化建设快速发展,改变了传统的网络结构,网络的带宽也以每年翻一番的速度发展,新的网络技术和信息控制技术也在不断的涌现,需要采用新的信息传输技术来满足市场的要求,PON技术就是适应新一代网络市场而出现的新技术,也是一种质优价廉的网络宽带接入技术。
从网络的整体结构来看,网络的信号传输,采用的是光纤传输,DWDM等相关技术在网络中的使用,使得网络的主干网起得了突破性的发展,局域网的网络带宽发展由10M、100M到1G甚至10G传输速率,成为电信运营商关注的焦点,目前,最需要解决的问题是连接网络主干、局域网以及家庭用户之间的网络,需要解决这个瓶颈,才能有效的解决家庭用户的网络带宽问题,这样采用有效的发展主干网络的高速传输速率。
但是,在实际工作的过程中,主干网与局域网的接入方式不同,接入网的情况也比较复杂,不同的网络需要的转换方式也不一样,由于宽带接入市场的发展刚刚起步,相关的接入技术还不是十分成熟,影响宽带网络的发展。
目前,在我国采用Tl/E1或SONET/SDH接入网络,能够满足用户快速上网的需要,但是,在使用的过程中,这种网络接入的价格比较贵,一般的用户不能接受,采用ADSL宽带接入技术,由于接入的距离和选线率的限制,造成用户的费用偏高,而且用户群也不容易扩展;采用CableModem方式上网,但是在网络的结构上和服务的提供上还限制着网络的发展,如何改造这种网络还存在问题,而且结构改造的费用也比较昂贵,还有受相关的政策与法规的影响;采用Ethernet接入,用户的安装率较低,导致相应的网络建设费用过高,也通过由于网络的安全与服务质量难以得到有效的保证,影响用户的正常使用。
采用LMDS无线网络连接的系统,是一种比较理想的技术,但是由于它对工作环境要求的比较严格,使它不能成为一种网络接入的理想技术。
通过上面的分析,如何有效的解决网络带宽的接入技术,成为目前网络建设中难以解决的问题,如何以更低的价格,给用户提供更宽的带宽和优质的网络服务质量,成为人们关注的主要问题之一,PON技术与传统的网络接入技术相比,具有更多的优势:
PON是无源光网络,能够减少网络建设的费用与网络运行时的维护费用,PON技术可以有效的实现网络用户的费用分摊,同时,PON协议采用的安全保护机制和宽带网络共享技术,能够有效的保证共用线路用户的网络安全,在性能比较上,对于提供相同数量的用户,PON设备暂占用的空间、体积比较小,PON技术也支持一个小区的住宅用户与商业用户共享相同的接入网,也能够共享网络的物理层与协议层,可以有效的减少分散接入网的数量,采用PON技术也能够支持语音传输业务和宽带上网的业务与功能,系统具有良好的拓展性能,可以平滑的向NGN网络过渡,实现通信网络的加载与各种增值业务,提高网络的经济效益。
采用新一代PON宽带接入技术,能够有效的解决网络带宽的问题。
目前,如何有效的提高网络带宽的通信方式,成为电信运营商关注的主要焦点,也是电信业务发展的主流方向,随着我国通信行业的改革和重组之后,如何有效的改进网络通信带宽,成为电信公司主要关注的问题,如何有效的利用宽带网络发展多媒体业务,成为电信运营企业急需要解决的问题之一,因此,研究宽带网络PON的接入技术和接入网络,推动FTTX通信技术的发展,是电信全业务发展的需要,也是应对市场竞争与企业自身发展的需要,也是实现网络增值业务发展的需要,也是实现企业的结构收入调整的需要,具有重要的理论与现实意义。
1.1.2国内外PON技术应用现状
PON(PassiveOpticalNetwork)的概念是由英国电信网络提出的,主要的目的是降低通信网络的建设成本和提高网络的传输速率,PON技术分为GPON(由ITU主推的技术)技术和EPON(由IEEE主推的技术)技术两种,二者的主要区别在于TC帧结构上,由于采用的技术内核不一样,GPON主要是通过ATM与GFP两种协议来承载和发送客户的不同类型的数据,它的上行、下行帧长都是125µs,上行技术主要采用的是时分多址(TDMA)技术进行数据传输,下行主要采用的是TDM方式。
EPON的帧格式与IEEE8023的以太网的数据帧格式相兼容,为方便数据的传输,在以太帧中加入时标及识别等信息,实现数据的管理,而EthernetPON数据是根据需要进行不同数据长度的数据包传输。
从目前国内外使用的PON技术的产业链分析看,从PON技术的芯片,到PON网络
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