电 子 科 技 大 学 工程硕士学位论文开题报告
学位论文题目 紫园小区EPON光纤接入网设计与
实现
工程领域名称： 软件工程 学 号： 201092030616 姓 名： 马 俊 校内导师姓名： 王 卓 企业方导师姓名： 所 在 学 院： 微电子与固体电子学院
电子科技大学研究生院制表 填表日期：2013年08月25日
填 表 说 明
1、 2、 3、
研究生须认真填写本表相关内容。
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4、 本表采取双面印制，且保持原格式不变，纸张限用 A4（页边距为上、下：2.5cm, 左为2.6cm,右为2.1cm；字体为宋体小四，行间距为18磅），整齐装订。 5、
开题报告完成，经相关人员签字后，须交学院研究生教务秘书保存。
1、选题来源、依据及国内外研究动态 选题来源、依据 经济全球化的发展，网络已经成为必不可少的工具。进入21世纪以来,全球宽带接入网进入了大发展阶段。我国宽带接入网在近两年发展也十分迅速,当前主要应用的宽带接入技术有ADSL、LAN、MSTP以及传统专线接入等。以ADSL为代表的宽带接入技术虽然基本解决了数据接入的问题。以ADSL为基础的宽带已经不能满足人们多样化的要求。EPON在原有光纤网的基础上又有自己独特的优势。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，并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。（TDMA）共享带宽，高速宽带，充分满足接入网客的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽。但是仍需要EPON的本地光纤接入网的设计技术的改进以满足人们的需要。 EPON（以太无源光网络）是一种新型的光线接入网技术，它采用点到多点的结构，无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务，在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太的接入，因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高宽带；扩展性强，灵活快速服务重组；与现有以太网的兼容性方便的管理等。现如今我国经济的高速发展,各地城市的迅猛建设,使光纤到户（FTTH）为越来越多的人所青睐，在这样的背景下，研究这样的课题的意义也就不言而喻了。 本人在运营企业从事接入网规划设计相关方面工作，因工作的原因，需要透彻地认识到EPoN系统的各种优缺点和关键技术的特点，以便于更好的监督接入网项目的实施，因此选定此课题作为研究方向。 国内外研究动态 国外动态： 国外对FTTH的研究较早，光纤通信在经历了2000年的高峰期和之后大约三年的萧条期之后，因FTTH的发展，迎来了行业的第二个春天。光纤通信网分骨干网、城域网和接入网三级，FTTH隶属其中的接入网部分，在面对终端用户的“最后一公里”解决方案中，FTTH被认为是最好的解决方案，可以全面融合传统语音、数据、CATV、高清IPTV等几乎所有接入业务。基于PON技术的FTTH已经被提出十年，并于2004年首先在日本进入快速发展阶段，随后在韩国和北美开始大规模的部署，欧洲的部分国家也已启动FTTH建设。 IEEE在1998年发布了吉比特以太网标准之后，从2000年开始通过成立802．3ah(即第一英里以太网(Ethernet for the first Mile，EFM)工作组)的方式开始了EPON的标准化工作。EFM指出了以Ethernet技术为核心的EPON的许多优点，包括协议成熟、技术简单、易于扩展、面向用户等，并坚信Ethernet PON可以消除WAN几AN连接中ATM和IP之间的协议转换。为了加速EPON的标准化工作，EFM计划将其工作重点放在EPON和MAC协议上，其余将主要参照ITU—T G．983建议，因此G．983并不排除非ATM协议，并留有较大余地，因此G．983的大部分现有内1
容都可以被有效引用。EFM制定EPON标准的基本原则是尽量在802．3体系结构内进行EPON的标准化工作，最小程度地扩充以太网MAC协议。为了支持PON这一新应用和新介质，EFM在研究点到点P2P(Point toPoint)光纤以太网，速率最低1000Mbit／s，距离至少IOKM的基础上，定义了新的网络拓扑和相应的物理层：点到多点(Point to Multi Point，P2MP)光纤以太网，速率最低1000Mbit／s，距离至少IOKM。 国内动态： 国内的FTTH试点在2005年开始，烽火通信与武汉电信合作建设了中国第一个FTTH商用工程―武汉紫菘花园小区FTTH工程，到目前为止，FTTH试点工程已经在全国遍地开花。 现如今，中国电信的EPON企业所使用的标准已经成为国内部署EPON接入的主要参照标准。自从中国电信在2005年决定率先使用EPON之后，开始同中兴通讯、烽火通信等设备商探索EPON接入的建网道路。有了开放的行业使用标准作保证，国内EPON产业链的发展也变得有章可循。主流设备商，华为、烽火和中兴相继推出了适合中国建网的解决方案，这些公司的EPON出货量也达到几百万线。窄带发展以来，由欧美制造商控制的制造格局，在PON主导的宽带市场已经有所改变，烽火、华为、中兴等厂商就是这一改变的贡献者。 作为下一代PON技术，10G EPON具备与EPON兼容、宽带大、分光比大的特点，并与EPON网管统一现网可平滑升级，符合固网的未来发展趋势。它不但可以利用现有网络直接提速至10倍，并且能与我国电信运营商的宽带规划所结合，支撑国内电信运营商中远期规划目标实现，支撑运营商在IDC业务、家庭客户业务的持续拓展。因此，在下一代PON的激烈竞争中，10G EPON得到了充分的发展空间，并且由于其具备自主知识产权和良好的扩充性和兼容性，未来拥有广阔的市场前景。 2、选题在理论研究或实际应用方面的意义和价值 随着Internet的快速发展,我国已经进入了一个信息交流爆炸的网络型社会,我们的学习、工作及生活已经无法再离开网络,光纤在传输带宽方面具有极大的优势。经过多年的发展,传输网已经基本上实现了数字化和光纤化,交换网也已经基本实现了数字化和程控化,而接入网却发展缓慢。为了提高网络业务的容量、质量、速度以及对网络资源的开发利用,我们必须要突破这一瓶颈，最大程度的提高这“最后一公里”的传输效率。 目前，国内DSL接入提供的速率大概为1Mbit/s或者2Mbit/s，对于宽带上网，这个速率似乎足够了，但是对于传输电视节目则明显不够了。常规数字电视H.264编码的一路SDTV节目需要2Mbit/s,加上数据接入业务，接入带宽至少需要4Mbit/s。这就使得改善接入网的速率问题更加紧迫。 现如今我国经济的高速发展,各地城市的迅猛建设 ,使得光纤通信再一次被人们关注。为了全面提升国家信息基础架构的安全、层次、质量,研究接入网是关键,而最终的解决方案是FTTH。对于电信运营商而言,FTTH是关系到网络和业务转型的重要领域,采用EPON方式进行FTTH接入有其强大的优势。 2
3、完成研究工作拟采取的主要理论、技术路线和实施方案 论文拟采用EPON系统原理和系统的基本组成等相关的理论基础知识。其次从小区EPON光纤接入网系统部分软件设计方面入手，阐明了EPON接入网系统的结构和工作原理、上下行帧结构、并分析了EPON的技术特点和关键技术。详细分析了多点控制协议的定义、功能模块的操作流程，以及动态带宽分配技术研究和基于SNMP协议的EPON网管系统设计。 EPON是一种基于光纤传送网的长距离的以太网接入技术。EPON采用点对多点架构，一根光纤承载上下行数据信号，经过1：N分光器将光信号等分成N路，以光分支覆盖多个接入点或接入用户。一套典型的EPON 系统由OLT、ONU、ODN组成。 技术路线： 1. 通过研究小区EPON光纤接入的体系架构，提出基于QoS保证的DBA算法。此算法可以根据ONU突发业务的要求，在ONU之间动态调节带宽来提高PON上行带宽效率。 2. 设计实现在EPON系统上实现TDM业务取代IP业务。ONU设计时选用多LLID的模式，通过这种思路设计实现在EPON系统上实现TDM业务取代IP业务。 3. 提出基于SNMP和OAM的网络管理系统和安全实现策略。作为小区的宽带运营商关注网络管理方面的问题，在本文会提出基于SNMP和OAM的网络管理系统和安全实现策略。 4. 搭载试验网，进行测试表明EPON承载TDM业务是满足商用条件的。 5. 论述EPON作为新兴接入方案的可行性。论文会从软件角度提供在EPON系统中实现数据业务、语音和视频等实时业务实现的思路，并提出EPON加密方案的安全实现策略，来论述EPON作为新兴接入方案的可行性。 实施方案： 1. 对EPON宽带接入技术进行探讨，并主要论述了无源光网(PON)的起源、发展。以及EPON系统的网络结构模型、网络拓扑及关键的技术。 2. 分析研究小区EPON光纤接入网的特点和实际，提出软件设计需求。接着根据提出的需求进行EPON系统的软件设计，主要对EPON系统的关键协议如多点控制协议MPCP、以及实现带宽控制的动态带宽分配技术(DBA算法)、EPON的网管系统设计。 3. 对小区EPON接入网系统业务设计及实现思路进行阐述，主要论述了接入网系统业务能力及安全保证问题、如TDM over EPON业务的设计实现思路、实时业务的QoS保证设计思路、安全实现策略设计， 4. 通过搭建测试网络，对EPON承载TDM业务作了相关测试，以验证EPON实现业务的性能。 4、研究工作要实现的最终目标和研究成果形式 该论文和系统首先对小区的本地的网络结构和建设接入网的必要性和可行性3
紫园小区EPON光纤接入网设计与实现-修改--20130908-wz-修改意见20130909 - 图文
