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1、EPON在光进铜退建设中的应用研究一、 设计题目：EPON在光进铜退建设中的应用研究二、设计（论文）要求：查阅计算机网络组建及相关资料和有关布局布线的方案手册，分析电子阅览室的组网思路和接入方式，绘制电子阅览室布局规划图，进行布局布线再调试。主要研究要求：明确电子阅览室软硬件的配置，服务器的搭建，电脑软件安装参数设置，路由器交换机的连接方式和设置，分析了接入Internet的方式，绘制布局布线的方案图，解决电子阅览室的共享上网问题，实现每台电脑间相互通信资源共享，能够熟练阅读相关英文资料。三、设计（论文）的主要内容：根据计算机网络构成特点，设计能正常工作的电子阅览室。主要包括：需求分析、设备选
2、型、预算、布线、组网、调试、总结。四、主要参考资料：1 刘晓辉. 局域网组网技术大全. 人民邮电出版社，2007年12月.2马亮. 局域网组网技术与维护管理（第2版）. 电子工业出版社, 2009-9-1.3向隅. 计算机网络基础(21世纪高职高专规划教材) .清华大学出版社, 2009年04月.4周跃东.计算机网络工程.西安电子科技大学出版社,2009年02月.5 黎连业. 计算机网络与工程实践教程.科学出版社，2007-12-1. 6 陈明编. 网络设备教程. 清华大学出版社，2004-03.7 罗子波.网络设备配置.科学出版社，2002-06.8宁章.计算机外部设备及网络设备.北京航空航
3、天大学出版社，2001-06.9郭庚麒.计算机组网技术.机械工业出版社，2008年09月.10杜方冬.局域网组建与应用百例.中国铁道出版社，2003-5.11影印.TCP/IP协议族.清华大学出版社，2009年3月.12崔岩.网络技术.西安电子科技大学出版社，2003-0601.13 杨尚森.计算机网络实用技术.人民邮电出版社，20.08-5-1.14 胡庆龙.网络管理与维护.清华大学出版社, 2007年09月.15 永生 .网络互联技术.高等教育出版社，2006-5-1. 本科毕业设计（论文）开题报告 论文题目EPON在光进铜退建设中的应用研究课题调查与文献阅读1、选题背景：随着计算机网络技
4、术的飞速发展，网络越来越贴近人们的生活、学习、工作，因此，电子阅览室（网吧）成了许多人接收信息和娱乐的场所。但是，许多人没有能力或条件购置上网所需的微机与线路，比如学生、流动人口和收入较低者。为了满足这些人群的上网需求，就需要在一个比较好的位置组建电子阅览室。随着电子技术和通信技术的快速发展使得购买设备的成本和网络通信费用大大降低，不仅降低了投资的成本还提高了性能深受人们的喜爱，因此投资组建电子阅览室很合理涉及的技术很受人们欢迎，有必要来探讨组建电子阅览室的策略分析与设计，让更多的人知道电子阅览室的组建过程和涉及的相关技术。2、技术现状：组建电子阅览室需组建网络，涉及的计算机网络技术很多，包括
5、组建局域网，布局布线，ip地址的划分，路由器的配置，网络调试等。另外，还涉及了计算机其他方面的技术比如计算机硬件的配置，系统安装，各种软件的安装等。虽然这些技术很简单而且已经很成熟的在使用了，但是很多人还不会运用这些技术，比如家里有三台电脑需要上网，可是只有一个上网账号，那么会用到共享上网涉及需要的设备以及网络的组建方法。3、未来发展未来计算机网络发展的主要方向应该是向着以下几个方向发展：1、网络无处不在，任何东西都要连入互联网，未来没有太多的网络终端，只需要几种集成的网络终端即可，将各种功能集成到同一台网络终端上面，我们可以随时随地的无缝的接入互联网。 2、带宽成本大大降低，上网费用将会是非
6、常便宜的，而且网速也非常的快。3、安全问题一直是网络的非常值得重视的问题，未来网络安全性会更好。 未来网络的发展还是以无线网络为重点，各种可移动终端将会在未来几年，甚至十几年内红极一时。各种更方便，更可靠的服务也会应运而生。在无线上网方面，带宽逐渐增宽，第三代网络(3G)开始高速发展，以后还会有4G、5G.NG。未来的IPV6技术成熟了，我们使用任何接入互联网的终端设备都可以分配到一个IP地址，访问更方便。总之我是对未来网络发展充满了期待，我相信明天的网络会更好。 4、选题研究的方法文献研究法：查阅相关专业书籍，搜集相关文献，同时进行网络检索；在此基础上整理、分析组建电子阅览室的相关理论知识与
7、实践过程，总结需要运用的相关技术，分析其技术重点。实践研究法： 通过参观调研学校的电子阅览室和机房的计算机配置和网络配置。从它的网络拓扑结构、接入方式、组网的模式等方面进行全面分析与总结。以此为参考，为电子阅览室的组建提供好的硬件配置与组网的方案。理论分析与实验方法理论分析：1、 1、计算机网络系统构架的熟悉。2、 2、LAN构架的理解。3、 3、硬件与软件的选择与配置。4、 4、系统安装、测试与维护。实验方法：1、 1、对电子阅览室的系统构建。2、 2、iP的设置与网络的测试。3、 3、运行测试与分析。注：此页不够可增加。工作进度计划1、第一、二周根据任务书要求，对相关资料进行收集、整理，撰
8、写开题报告。2、第三、四周根据整理后的资料写出文章大纲，并提交指导老师检查、讨论。3、第五、六、七周根据大纲撰写论文的初稿，并提交指导老师审阅、修改。4、第八、九周根据指导老师给的修改意见完成论文的中稿。5、第十周修正论文内容及格式，定稿。6、第十一、十二周熟悉论文并打印论文，做好答辩课件，准备答辩。学生签字： 年 月 日指导教师意见 签字： 年 月 日 部门意见 负责人签字： 年 月 日说明：1. 开题报告工作是毕业设计的重要环节，务必高度重视。2. 开题报告在毕业设计的第三周内完成，并由导师和导师所在部门负责人签字。摘 要近年来，骨干网的能力进一步增强，与此同时接入网方面却没有大的改进。接
9、入网的能力的增长远远落后于Internet流量的快速增长，因而接入网成为高效的LAN和骨干网发展的瓶颈，又被称为“最后一公里”。EPON由于集中了以太网设备价格低廉和光纤能够提供高带宽的优点，成为下一代接入网的最佳选择。本论文 首先从接入网的基本概念出发，对目前流行的几种宽带接入技术进行介绍，引出光进铜退的概念，并对其产生背景，发展趋势等做简要介绍。而后引出EPON接入技术，并对EPON技术的技术基础、技术发展和概念简要介绍。第二章从PON的标准发展、EPON的技术原理、关键技术以及其所支持的业务对EPON作进一步的深入了解。第三章从EPON的应用角度，阐述EPON的组网技术、带宽计算方法、网
10、元以及ODN的网络规划、所能支持的业务类型。并结合典型小区宽带接入方案，对EPON的FTTH技术进行分析。论文的最后结合实际情况，设计出基于EPON的重庆邮电大学校园网接入方案。【关键词】光进铜退 以太无源光网络 光纤到户 光网络单元ABSTRACT In recent years,the capability of Backbone Network has been more increased,the access network has not much improvement in the meantime.The rate of increase of capability of t
11、he access network is far behind the flow of Internet,so the access network has become the bottleneck of the development of the high efficiency LAN and Backbone Network,and it goes the name of “the last one kilometer”.Due to EPON is a technology with the advantages of the low-price Ethernet equipment
12、s and fiber which can provide high bandwidth,it becomes the best choice of the next access network.In this thesis,from the basic concept of the access network,several current popular broadband access technology introduction,leads to the concept of “copper back into the light” and its background,deve
13、lopment trends are introduced briefly.Then leads to EPON access technology,and technical basis of EPON technology,technology development and concepts introduced.The second chapter from PON standard development,EPON technical principles,key technology and its support of the business to have a further
14、 in-depth understanding of EPON.In the third chapter, from the application angle of EPON,expatiate the perspective of the network,bandwidth calculation,network elements and network planning ODN,and the type of business.Then combined with typical residential broadband access solutions,to analyse the
15、FTTH technology of EPON.Finally,with the actual situation of the paper,design of Chongqing University of Posts and EPON-based campus network access solutions.KEY WORDS：Copper back into the light EPON FTTH ONU目 录前 言1第一章 概述2第一节 宽带接入技术简介2一、铜线宽带接入技术2二、光纤接入技术3第二节 光进铜退的提出3一、背景3二、何谓“光进铜退”4三、发展趋势4第三节 EPON简介
16、5一、技术基础5二、技术的发展5三、概述6第四节 本章小结6第二章 基于Ethernet的无源光网络7第一节 PON标准发展现状7第二节 EPON技术原理8一、EPON系统的组成结构8二、EPON的基本原理9三、EPON的协议模型10四、EPON的技术优势12第三节 关键技术及实现13一、上行信道复用技术13二、测距和延时补偿技术14三、动态带宽分配15四、安全性16第四节 EPON系统支持的业务类型17第五节 本章小结17第三章 基于EPON的FTTH宽带业务19第一节 FTTH系统结构19一、点到点（P2P）19二、点到多点（P2MP）19第二节 组网模式与带宽计算20一、组网模式的选择2
17、0二、带宽规划原则20三、典型业务带宽需求21第三节 网元及ODN网络规划22一、OLT设备22二、ONU设备23三、ODN网络规划24第四节 小区宽带接入方案分析28第五节 本章小结29第四章 基于EPON的重庆邮电大学校园网30第一节基于EPON的宽带接入网方案设计原则30一、组网原则30二、ONU选址原则30三、ODN的选址原则31四、光缆网络结构31五、基于EPON的混合接入技术选用原则31第二节 重庆邮电大学校园网设计方案32一、需求分析32二、校园网接入的整体方案32三、校园网接入的管理方案设计33三、宿舍区接入方案设计35四、教学区接入方案设计36第三节设计方案总结38致 谢39
18、参考文献40 前 言在宽带接入领域，目前大多数家庭都是使用ADSL（非对称数字用户线路）技术来实现，用户的各种业务通过接入网进入核心网。随着互联网的持续快速发展，网上新业务层出不穷，特别是近年来开始风靡的网络游戏，MSN和QQ等实时网络通信工具，是的人们对网络接入带宽的需求增加。主流接入技术从拨号逐渐过渡到速度更快的ADSL和以太网，核心网上的可用带宽由于SDH的发展而持续增长，用户处业务量也由于Internet业务的迅猛增长而急剧增加，作为用户与核心网之间桥梁的接入网则由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展，成为用户与核心网之间的接入“瓶颈”。光纤接入网采用光纤作为传输媒质
19、，具有传输容量大、质量高、可靠性高、传输距离长、抗电磁干扰等优点，是未来宽带固定接入的发展方向。以光纤接入代替铜线接入已成为各个电信运营商的一个共识。EPON技术近几年得到了快速发展，设备研发和生产能力不断增强，在EPON研发方面出现了一些比较领先的公司，如Nokia Broadband、格林威尔、华中理工、武汉烽火等。EPON已经能在在以太网之上提供多种业务。在光进铜退的建设中，EPON为商业客户提供了基于语音、数据、宽带、视频等应用的解决方案。国内各个运营商积极推进光纤接入网络FTTx的实验和建设，对FTTH相关的技术标准、规划建设、业务应用、运行维护等方面进行研究和探索。在南方，中国电信
20、现有的接入网主要以ADSL/ADSL2+、LAN技术为主，采用大量的实线、铜缆作为接入网主要的传输媒质，建网时需要综合考虑建设成本、业务需求、技术成熟度、竞争形势等多方面的因素，适时采用“光进铜退”，最总实线FTTH。FTTH的发展对于光通信市场的带动有着不可低估的巨大作用，FTTH的出现导致的宽带生活升值深刻影响到我们基本生活方式。第一章 概述第一节 宽带接入技术简介随着信息科技的飞速发展以及人们对上网速度的要求，宽带接入网络技术成为现今通信发展的热点。目前，宽带接入网络技术分为有线宽带接入网技术和无线宽带接入网技术和无线宽带接入网技术。有线宽带接入网技术主要有铜线接入、光纤接入和基于有线电
21、视网的混合光纤同轴接入。宽带无线接入技术主要有：LMDS(Local Multipoint Distribute System，本地多点分配系统)、MMDS(Multipoint Multichannel Distribute System，多点多信道分配系统)、无线局域网等。这里主要介绍有线宽带接入技术。一、铜线宽带接入技术铜线宽带接入技术也就是xDSL技术，主要包括高比特率的用户数字环路（HDSL）、非对称用户数字环路（ADSL）和甚高比特率的用户数字环路（VDSL）。HDSL是利用两对或三对铜双绞线，为用户提供PDH一次群速率（T1或E1）的双工数字连接。ADSL是目前众多DSL技术中较
22、为成熟的一种，其优点是带宽较大、连接简单、投资较小。ADSL系统主要是针对住宅用户设计的，其下行速率高达69Mbit/s，传输距离可达35km，典型的下行速率有T1，E1，DS2(6.312Mbit/s)，E2(8.448Mbit/s)；上行速率低，具体数值随公司产品而不同，通常为16640kbit/s。ADSL在一对电话线上同时传送一路高速下行数据、一路较低速率下行数据、一路模拟电话。各种信号采用频分复用方式占用不同频段，低频段传送语音，中间窄频段传上行信道数据及控制信息，其余高频段传下行信道数据、图像或高速数据。VDSL是速率更高的ADSL，一般用于光纤接入网中的最后一段入户连接。这是一种
23、传输距离很短的宽带接入技术，当ONU离终端用户很近时，可与FTTC、FTTB等结合用。总的说来，xDSL技术允许多种格式的数据、语音和视频信号通过铜线从局端传给远端用户，可以支持高速Internet/Intranet访问、在线业务、视频点播、电视信号传送、交互式娱乐等。但它们的覆盖面有限，并且一般高速传输数据是非对称的，仅仅能单向高速传输数据（通常是网络的下行方向）。 二、光纤接入技术光纤接入网又称光纤用户环路（FITL），它是在交换局中设有光线路终端（OLT），在用户侧有光网络单元（ONU），OLT和ONU之间用光纤连接。ONU可以用多种方式连接用户，一个ONU可以连接多个用户。根据与用户的
24、距离，光纤接入网FITL又有多种方式，有光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）、以及光纤到户（FTTH）等几种形式。从光纤接入网是否有电源，可分成有源光网络（AON）和无源光网络（PON）两大类。顾名思义，有源光网络的局端设备（CE）和远端设备（RE）通过有源光传输设备相连，传输技术是骨干网中已大量采用的SDH和PDH技术。远端设备主要完成业务的收集、接口适配、复用和传输功能。局端设备主要完成借口适配、复用和传输功能。此外，局端设备还向网元管理系统提供网管接口。在实际接入网建设中，有源光网络的拓扑结构通常是星型或环形。无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OL
25、T（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，而且可以灵活地组成树形、星型、总线型等拓扑结构（典型结构为树形结构）。所谓“无源”，是指ODN中不还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，因此其管理维护的成本较低。EPON（Ethernet Passive Optical Network）是PON技术中最新的一种，由IEEE802.3 EFM（Ethernet for the First Mile）提出。光接入网由于采用光纤作为传输介质，具有传输距离远，带宽大
26、，维护费用低等特点，是有线宽带接入技术的理想方案，代表了宽带接入网的发展方向。第二节 光进铜退的提出一、背景在宽带接入领域，目前大多数家庭都是使用ADSL（非对称数字用户线路）技术来实现，用户的各种业务通过接入网进入核心网。随着互联网的持续快速发展，网上新业务层出不穷，使得人们对网络接入带宽的需求持续增加。主流接入技术从拨号逐渐过渡到速度更快的ADSL和以太网，核心网上的可用带宽由于SDH的发展而迅速增长，用户侧的业务量也由于Internet业务的爆炸式增长而急剧增加，作为用户与核心网之间桥梁的接入网则由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展，成为用户与核心网之间的接入“瓶颈”
27、。由于普通的ADSL技术无法提供长距离及高速宽带等系列服务，渐渐已无法适应固网运营商在原有带宽基础上推出更多新的服务项目，满足用户需求。所以，可提供全业务、高速率的光纤到户（FTTH）光接入网就成为了宽带接入网的最有效的解决方案。从而出现了“光进铜退”这一概念。二、何谓“光进铜退”光进铜退是固网运营商对接入层网络部署的先进理念，主要是指实现以“窄带+铜缆”为主网络向以“宽带+光纤”的网络转变的具体实践。简单地说，光进铜退是指在宽带接入模式上以光纤取代铜缆，好处是加快传输速度和数据流量，同时又降低网络建设成本。实现方式多种多样，可以FTTx（光纤到某地）网络整体概括，经过近几年的网络建设实践，E
28、PON技术以其组网、管理和业务能力等优势，在光进铜退建设中得到了业内的广发认可和应用，当前全球EPON的应用模式超过1500万线，且正处于快速发展和规模应用阶段。三、发展趋势自2008年开始，中国电信、中国联通和中国移动陆续启动了光接入网的建设，目前在光进铜退方面已经取得了令人瞩目的进展。进入2009年，我国3G网络的规模建设进一步刺激了传统固网宽带的建设和发展。中国电信、中国联通纷纷将接入网光纤化纳为今年的工作重点。中国电信北京研究院王晓牧表示，接入网光纤化是中国电信的战略选择。同时，中国联通宽带业务应用国家工程实验室周光涛也表示，中国联通未来会将投资重心转向光接入网，严格控制铜缆投资和使用
29、。然而，在实现光进铜退的过程中，运营商也面临着一些问题需要解决，比如接入网原有区域的改造和PON的运营维护等。电信智能化网络的建设已经开始，要进行大规模的接入层建设，接入层建设成为电信网络转型的重点，宽带业务的增长对带宽的要求越来越高，传统的铜线接入方式已无法满足用户的需求。电信急需新的高带宽接入方式推动其业务的发展，接入光纤化带来的直接好处就是丰富的带宽资源；对于一些经济欠发达地区，接入层的光纤化能够有效解决一直困扰铜缆被盗问题。此外，铜价的不断上涨，使运营成本不断提升，而用户强烈的宽带需求使得IP网络空前发展。在以上众多因素的复合推动下，以EPON为主要建设模式的“光进铜退”方案浮出水面。
30、第三节 EPON简介EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，采用PON的拓扑结果实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：成本低；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。一、技术基础无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时，以太网（Ethernet）技术经过二十年的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上
31、被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进，逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。它同时具备了以太网和PON的优点，正成为光接入网领域中的热门技术。二、技术的发展2000年11月，IEEE成立了802.3EFM（Ethernet in the First Mile）研究组，业界有21个网络设备制造商发起成立了EFMA，实现Gb/s以太网点到多点的光传送方案，所以又称GEPONhernet PON）。EFM标准IEEE908.3ah。EPON就是一种新兴
32、的宽带接入技术，它通过一个单一的光纤接入系统，实现数据、语音及视频的综合业务接入，并具有良好的经济性。业内人士普遍认为，FTTH是宽带接入的最终方式，而EPON也将成为一种主流宽带接入技术。由于EPON网络结构的特点，宽带用户的特殊优越性，以及与计算机网络天然的有机结合，是的全世界的专家都一致认为，无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。 三、概述EPON IEEE802.3定义了以太网的两种基本操作模式。第一种模式采用载波侦听多址接入/冲突检测（CSMA/CD）协议而应用在共享媒体上；第二种模式为各个站点采用全双工的点到点的链路通过交换机连接到一起。相应的
33、，以太网MAC可以工作于这两种模式之一：CSMA/CD模式或全双工模式。EPON媒质的性质是共享媒质和点到点网络的结合。在下行方向，拥有共享媒质的连接性，而在上行方向其行为特性就如同点到点网络。下行方向：OLT发出的以太网数据经过一个1：N的无源光分路器或几级分路器传送到每一个ONU。N的典型取值在464之间（由可用的光功率预算所限制）。这种行为特征与共享媒质网络相同。在下行方向，因为以太网具有广播特性，与EPON结构匹配：OLT广播数据包，目的ONU有选择的提取。上行方向：由于无源光合路器的方向特性，任何一个ONU发出的数据包只能到达OLT，而不能到达其他的ONU。EPON在上行方向上的行为
34、特点与点到点网络相同。但是，不同于一个真正的点到点网络，在EPON中，所有的ONU都属于同一个冲突域-来自不同的ONU的数据包如果同时传输依然可以能会冲突。因此在上行方向，EPON需要采用某种仲裁机制来避免数据冲突。采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力。目前，EPON技术已经成熟，产业链也在进一步成熟，形成了良性的市场竞争格局，设备成本进一步下降，已达到规模商用水平。参考文献1郭梯云，邬国扬，李建东移动通信M西安：西安电子科技大学出版社
35、，20012胡保民，刘德明，黄德修。EPON：下一代宽带光接入网。光通信研究。3朱祥华。现代通信基础与技术。北京：人民邮电出版社，2004:107108。4陶智勇，周芳，胡先志。综合宽带接入技术。北京：北京邮电大学出版社， 2002:1518。5 邓羽，孙曙和，陈雪，刘冬。光通信技术的发展趋势。6 中国电信“光进铜退”网络研究趋势研究。 http:/ 7 杨威。宽带接入技术与实践。人民邮电出版社。8 “宽带中国”2010中国FTTH发展高峰论坛。 http:/ 通信人家园论坛。http:/ 李洪，左建等。EPON的技术应用策略研究。广东通信技术，200611 吴静，马建国，周金治。EPON中的E1电路仿真。中国通信技术，200412 IEEE802.3EFM,IEEE Std 802.3ah-200513 ITU-T Recommendation G.983-1999.Optical line systems for local and access networksS.14 IEEE802.3 EFM Task Forse.EPON P2P Emulation and Dowmstream Broadcast Baseline ProposalS.15 阎德升。EPON-新一代宽带接入技术与应用。机械工业出版社，2006