GPON 技術(shù)及其在高校校園網(wǎng)中的應(yīng)用研究

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關(guān)鍵字：GPON FTTH 高校校園網(wǎng) 應(yīng)用研究

1 GPON 技術(shù)

GPON 技術(shù)是最新一代寬帶無(wú)源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，具有帶寬、效率高，覆蓋范圍大，用戶接口豐富等等優(yōu)點(diǎn)，可以為用戶提供優(yōu)質(zhì)、可靠和安全的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻三網(wǎng)合一的業(yè)務(wù)接入。

1.1 GPON 系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)

圖2 GPON 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

GPON 系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)如圖所示，主要由光線路終端OLT，光網(wǎng)絡(luò)單元ONU、光分配網(wǎng)絡(luò)ODN 和網(wǎng)管系統(tǒng)等部分組成。

1.2 GPON 系統(tǒng)協(xié)議分層模型

圖3 GPON 參考模型

GPON 系統(tǒng)由管理用戶數(shù)據(jù)流的控制/管理(C/M)平面和傳輸用戶數(shù)據(jù)用戶(U)平面兩個(gè)片面組成。控制管理平面主要功能是網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)管理，而用戶平面的主要功能完成用戶數(shù)據(jù)流的傳輸。

2 GPON 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與部署

2.1 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)原則

在PON 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過(guò)程中應(yīng)遵循的基本原則：（1）市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)原則；(2）投資有效性原則；(3）可靠性原則；(4）易擴(kuò)展原則；(5）標(biāo)準(zhǔn)支持原則；(6）PON 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)實(shí)現(xiàn)所有網(wǎng)元由統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理。

2.2 接入模式選擇

FTTX 可分成光纖到大樓（FTTB）、光纖到交接箱（FTTCab）、光纖到路邊（FTTC）、光纖到戶（FTTH）等，如圖所示。FTTx 將終端用戶從“電”的時(shí)代轉(zhuǎn)入了一個(gè)全新的“光”的時(shí)代。

圖4 GPON 接入模式

2.3 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇

光纖接入網(wǎng)的由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）、以及光配線網(wǎng)（ODN）所構(gòu)成。GPON 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是由OLT、ONU、ODN構(gòu)成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：包括點(diǎn)到點(diǎn)、星形、樹(shù)形、總線和環(huán)形五種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.4 網(wǎng)元規(guī)劃與部署

GPON 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元包括：光線路終端（OLT）、分光器（Spliter）和光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），OLT 放置在接入網(wǎng)中心機(jī)房，主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)控、控制各ONU，分配和控制信道的連接，并管理整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)。ONU 放置在用戶側(cè)，為用戶提供各種業(yè)務(wù)接口。ONU 終結(jié)ODN 光纖，處理光信號(hào)。OLT 與ONU 之間通過(guò)無(wú)源設(shè)備ODN 連接，ODN 主要完成光信號(hào)和功率的分配任務(wù)。

2.5 光配線網(wǎng)ODN 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與部署

典型的光分路器設(shè)置方式（分光方式）有兩種：一級(jí)分光與二級(jí)分光，.分光器設(shè)置的地點(diǎn)不一樣也會(huì)構(gòu)成不同的ODN 結(jié)構(gòu)，如果光分路器靠近OLT（局端）放置，就稱之為集中放置；如果光分路靠近ONU/ONT（接入點(diǎn)），就稱之為分散放置；如果光分路放置于OLT與ONU之間的分配點(diǎn)，就稱之為分散集中放置。分光器的位置設(shè)置原則為應(yīng)盡量將分光器的位置靠近用戶接入點(diǎn)，但是要保證一定的 PON 口使用效率。

3 GPON 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例

下面以某大學(xué)為具體實(shí)例，進(jìn)行實(shí)例設(shè)計(jì)。

3.1 項(xiàng)目需求分析

(1）項(xiàng)目情況介紹

某大學(xué)GPON 網(wǎng)絡(luò)采用FTTH 方式建設(shè)，局點(diǎn)情況如下：

表1 項(xiàng)目情況

（2）業(yè)務(wù)需求分析

此次項(xiàng)目將根據(jù)學(xué)校情況用GPON 做FTTH 接入，提供全套業(yè)務(wù)解決方案，包括寬帶、語(yǔ)音、IPTV、視頻監(jiān)控等等。本期GPON 項(xiàng)目共2001 個(gè)用戶點(diǎn)，其中學(xué)生用戶1035 個(gè)，辦公用戶966 個(gè)。對(duì)高速寬帶接入、VoIP，及IPTV 業(yè)務(wù)需求情況分析如下：

表2 需求分析

3.2 項(xiàng)目GPON 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖5 某大學(xué)GPON 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

某大學(xué)GPON 網(wǎng)絡(luò)接入結(jié)構(gòu)由局端OLT 設(shè)備、用戶端ONU 設(shè)備、光接入網(wǎng)ODN 系統(tǒng)以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成。OLT 設(shè)備上聯(lián)到電信BRAS、LSW 或Router 等寬帶IP 城域網(wǎng)設(shè)備上，將ONU 終端送上來(lái)的不同類型業(yè)務(wù)解調(diào)成以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，送入不同網(wǎng)絡(luò)，為學(xué)院用戶提供高速上網(wǎng)、視頻監(jiān)控、IPTV 和VOIP 業(yè)務(wù)接入。

3.3 項(xiàng)目GPON 網(wǎng)絡(luò)出口路由方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

學(xué)校出口路由器選型為NE20-4。外網(wǎng)IP 地址為電信提供，出口路由器做NAT 轉(zhuǎn)換，且提供內(nèi)部接口供后期學(xué)校各種信息化應(yīng)用系統(tǒng)的使用。地址轉(zhuǎn)換NAT,實(shí)現(xiàn)了學(xué)院內(nèi)部GPON 網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)的功能，當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)時(shí)轉(zhuǎn)換為外部公有網(wǎng)絡(luò)地址，解決了學(xué)院公有網(wǎng)絡(luò)地址短缺的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要研究了GPON 技術(shù)及其在高校校園網(wǎng)的應(yīng)用研究，首先介紹GPON 技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，然后分析了GPON 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與部署，最后研究了某大學(xué)GPON 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與軟件實(shí)施，配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，滿足高校用戶需求。