基于GEPON技術(shù)的校園網(wǎng)設(shè)計

【摘要】GEPON技術(shù)是下一代EPON技術(shù)。文章介紹了GEPON的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，分析了當前校園網(wǎng)的現(xiàn)狀，給出了一種基于GEPON技術(shù)進行建設(shè)高校校園網(wǎng)絡(luò)的方案。該方案具有投資成本低、帶寬高、維護方便等優(yōu)點。

【關(guān)鍵詞】三網(wǎng)融合GEPON校園網(wǎng)

一、引言

隨著通信和信息技術(shù)的高速發(fā)展，以“三網(wǎng)融合”為代表的網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)逐漸被推廣應(yīng)用，對國家的信息化的進程起著舉足輕重的作用?！叭W(wǎng)融合”已被納入“十二五規(guī)劃”，并明確寫入《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》。政策的加強將給通信網(wǎng)的發(fā)展帶來歷史性的機遇，對各種業(yè)務(wù)的融合與創(chuàng)新、通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與整合、運營商再定位都將起到很大的影響，同時也給我們的生活帶來便捷和實惠。

GEPON（Gigabit Ethernet Passive Optical Network，千兆無源光纖以太網(wǎng)）技術(shù)是實現(xiàn)“三網(wǎng)融合”的最新技術(shù)之一，有效地實現(xiàn)了基于IP的數(shù)據(jù)流業(yè)務(wù)在光網(wǎng)絡(luò)中傳輸，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡化，標準寬松，成本更低[1]。本文給出了一種基于GEPON技術(shù)的校園網(wǎng)設(shè)計方案，有效地解決了校園網(wǎng)的業(yè)務(wù)多、網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)、線路復(fù)雜等問題，推動了校園的數(shù)字化建設(shè)。

二、GEPON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

GEPON是EPON的下一代技術(shù)，2003年3月ITU-T頒布G.984（GPON標準建議），2009年9月發(fā)布了10G EPON的國際標準IEEE 802.3av，規(guī)定了下行10Gbit/s、上行1Gbit/s非對稱模式和下行10Gbit/s、上行10Gbit/s對稱模式兩種工作模式，與現(xiàn)有的EPON兼容，具有同時傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力等優(yōu)點，可提供一定的QoS保證。GEPON系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包含三個部分：局端光線路終端（OLT）、無源光分配網(wǎng)（ODN）和用戶端光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）[2]。系統(tǒng)設(shè)備安裝簡單，無需遠端供電，采用點到多點的通信結(jié)構(gòu)，支持多種拓撲結(jié)構(gòu)。

10GEPON系統(tǒng)采用波分復(fù)用技術(shù)，下行方向通道的中心波長為1577nm，上行方向通道的中心波長為1270nm，可以與EPON支持的波長在一個PON口下通過波分復(fù)用和TDMA技術(shù)共存使用。為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，應(yīng)用兩種復(fù)用技術(shù)：下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)，上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)[3]。OLT采用廣播方式發(fā)送下行包，ONU根據(jù)接收數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼中的LLID來標識；ONU在OLT統(tǒng)一分配的時隙片中發(fā)送上行數(shù)據(jù)包，OLT根據(jù)接收的數(shù)據(jù)幀前導(dǎo)碼中的LLID來區(qū)分是哪個的ONU送出數(shù)據(jù)。OLT通過MPCP協(xié)議來分配時隙，補償各個ONU距離的差距，協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收，避免了各個ONU之間的碰撞。

三、校園網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

為滿足辦公教學、科研以及日常生活的需要，高校一般都建立了比較完整校園網(wǎng)絡(luò)，主要包括Internet網(wǎng)絡(luò)、電話網(wǎng)、視頻監(jiān)控網(wǎng)等[4]。

Internet網(wǎng)絡(luò)是校園網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分，為師生提供了一個信息交流和資源共享的平臺，由專用出口通道與城域網(wǎng)互聯(lián)，隨著流媒體等新業(yè)務(wù)的涌現(xiàn)，現(xiàn)有的校內(nèi)internet網(wǎng)絡(luò)已不能滿足要求，需要進行重新規(guī)劃建設(shè)；語音網(wǎng)絡(luò)是校園網(wǎng)絡(luò)中一個獨立的子網(wǎng)，隨著手機等通信方式的增加，電話的使用量逐漸降低，但是日常的維護工作量較大，必須要做相應(yīng)的調(diào)整；監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要實現(xiàn)對監(jiān)控點的視頻、煙霧等信息采集、傳輸、存儲和顯示，有效加強了校園安全，第三代基于IP的視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可以直接接入校內(nèi)Internet，但是現(xiàn)行校內(nèi)網(wǎng)的帶寬不能滿足視頻數(shù)據(jù)流的實時傳輸。

此外，學校還有校園廣播網(wǎng)、一卡通系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等，這些網(wǎng)絡(luò)之間基本都是獨立的，設(shè)備資源浪費較重，維護成本相對較高。隨著數(shù)字信息化的高速發(fā)展，對于跨網(wǎng)絡(luò)的資源需求越來越高，現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)很難實現(xiàn)真正意義上的資源共享，迫切需要進行改進。

四、基于GEPON的校園網(wǎng)絡(luò)實施方案

基于GEPON的校園網(wǎng)絡(luò)采用全光纖接入技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù)融合。校園網(wǎng)建設(shè)方案拓補圖如圖2所示，局端設(shè)備OLT位于網(wǎng)絡(luò)中心，通過ODN光纖網(wǎng)絡(luò)連接到MDU，MDU通過HGW與網(wǎng)絡(luò)終端進行交換信息，對于帶寬要求較高的業(yè)務(wù)，例如關(guān)鍵地段的高清視頻可以直接與MDU相連，確保服務(wù)質(zhì)量。針對不同種類的、不同終端的業(yè)務(wù)的帶寬要求可以對OLT上對各端口進行設(shè)置，使能滿足不同終端業(yè)務(wù)的需求，且能最大的利用帶寬資源?；贕EPON技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案因獨有的優(yōu)勢，很好的解決當前校園網(wǎng)面臨的問題，真正實現(xiàn)了資源共享，大幅度地提高了帶寬，簡化了校園網(wǎng)絡(luò)，便于維護管理。

五、結(jié)論

“三網(wǎng)融合”的推進為通信網(wǎng)絡(luò)帶來了歷史性的機遇，是數(shù)字校園的迫切需求?；贕EPON的技術(shù)以其優(yōu)良的性能、標準的兼容性正逐漸被重視。針對校園網(wǎng)的發(fā)展需求，本文給出了基于GEPON的技術(shù)的校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，可以很好的解決校園網(wǎng)中多種業(yè)務(wù)共存的狀況，實現(xiàn)資源的共享，維護管理方便，為高校的科研與教學提供了可靠的保障。

參考文獻

[1]張傲，程淑玲，楊柳.三網(wǎng)融合下的FTTx網(wǎng)絡(luò)[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[2]蔡翠翠，張騰，姚善化.一種基于GEPON的礦用全光通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J].光通信技術(shù)，2011，3：16-18.

[3]王少龍.運用GEPON技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)代化樓宇的純光纖接入[D].山東：山東大學.

[4]宋曉輝.三網(wǎng)融合的高校網(wǎng)絡(luò)模式分析[J].通信技術(shù)，2011，12（44）：74-76.