GPON 技術及其在高校校園網(wǎng)中的應用研究

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關鍵字：GPON FTTH 高校校園網(wǎng) 應用研究

1 GPON 技術

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

1.1 GPON 系統(tǒng)參考結構

圖2 GPON 系統(tǒng)結構

GPON 系統(tǒng)參考結構如圖所示，主要由光線路終端OLT，光網(wǎng)絡單元ONU、光分配網(wǎng)絡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)平面兩個片面組成?？刂乒芾砥矫嬷饕δ苁蔷W(wǎng)絡操作維護管理，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)絡的規(guī)劃與部署

2.1 網(wǎng)絡組網(wǎng)原則

在PON 網(wǎng)絡規(guī)劃過程中應遵循的基本原則：（1）市場驅動原則；(2）投資有效性原則；(3）可靠性原則；(4）易擴展原則；(5）標準支持原則；(6）PON 網(wǎng)絡應實現(xiàn)所有網(wǎng)元由統(tǒng)一的網(wǎng)絡系統(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”的時代轉入了一個全新的“光”的時代。

圖4 GPON 接入模式

2.3 拓撲結構選擇

光纖接入網(wǎng)的由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡單元（ONU）、以及光配線網(wǎng)（ODN）所構成。GPON 網(wǎng)絡的拓撲結構就是由OLT、ONU、ODN構成的拓撲結構：包括點到點、星形、樹形、總線和環(huán)形五種拓撲結構。

2.4 網(wǎng)元規(guī)劃與部署

GPON 網(wǎng)絡的網(wǎng)元包括：光線路終端（OLT）、分光器（Spliter）和光網(wǎng)絡單元（ONU），OLT 放置在接入網(wǎng)中心機房，主要功能是實時監(jiān)控、控制各ONU，分配和控制信道的連接，并管理整個光網(wǎng)絡。ONU 放置在用戶側，為用戶提供各種業(yè)務接口。ONU 終結ODN 光纖，處理光信號。OLT 與ONU 之間通過無源設備ODN 連接，ODN 主要完成光信號和功率的分配任務。

2.5 光配線網(wǎng)ODN 網(wǎng)絡規(guī)劃與部署

典型的光分路器設置方式（分光方式）有兩種：一級分光與二級分光，.分光器設置的地點不一樣也會構成不同的ODN 結構，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），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，就稱之為分散集中放置。分光器的位置設置原則為應盡量將分光器的位置靠近用戶接入點，但是要保證一定的 PON 口使用效率。

3 GPON 網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計實例

下面以某大學為具體實例，進行實例設計。

3.1 項目需求分析

(1）項目情況介紹

某大學GPON 網(wǎng)絡采用FTTH 方式建設，局點情況如下：

表1 項目情況

（2）業(yè)務需求分析

此次項目將根據(jù)學校情況用GPON 做FTTH 接入，提供全套業(yè)務解決方案，包括寬帶、語音、IPTV、視頻監(jiān)控等等。本期GPON 項目共2001 個用戶點，其中學生用戶1035 個，辦公用戶966 個。對高速寬帶接入、VoIP，及IPTV 業(yè)務需求情況分析如下：

表2 需求分析

3.2 項目GPON 網(wǎng)絡結構

圖5 某大學GPON 網(wǎng)絡結構圖

某大學GPON 網(wǎng)絡接入結構由局端OLT 設備、用戶端ONU 設備、光接入網(wǎng)ODN 系統(tǒng)以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成。OLT 設備上聯(lián)到電信BRAS、LSW 或Router 等寬帶IP 城域網(wǎng)設備上，將ONU 終端送上來的不同類型業(yè)務解調成以太網(wǎng)業(yè)務，送入不同網(wǎng)絡，為學院用戶提供高速上網(wǎng)、視頻監(jiān)控、IPTV 和VOIP 業(yè)務接入。

3.3 項目GPON 網(wǎng)絡出口路由方案設計與實施

學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 轉換，且提供內部接口供后期學校各種信息化應用系統(tǒng)的使用。地址轉換NAT,實現(xiàn)了學院內部GPON 網(wǎng)絡訪問外部網(wǎng)絡的功能，當內部網(wǎng)絡訪問外部網(wǎng)絡時轉換為外部公有網(wǎng)絡地址，解決了學院公有網(wǎng)絡地址短缺的問題。

4 結語

本文主要研究了GPON 技術及其在高校校園網(wǎng)的應用研究，首先介紹GPON 技術的相關知識，然后分析了GPON 網(wǎng)絡的規(guī)劃與部署，最后研究了某大學GPON 網(wǎng)絡系統(tǒng)的硬件設計與軟件實施，配置網(wǎng)絡設備，滿足高校用戶需求。