基于GEPON技術的校園網設計

【摘要】GEPON技術是下一代EPON技術。文章介紹了GEPON的網絡架構和關鍵技術，分析了當前校園網的現狀，給出了一種基于GEPON技術進行建設高校校園網絡的方案。該方案具有投資成本低、帶寬高、維護方便等優點。

【關鍵詞】三網融合GEPON校園網

一、引言

隨著通信和信息技術的高速發展，以“三網融合”為代表的網絡融合技術逐漸被推廣應用，對國家的信息化的進程起著舉足輕重的作用。“三網融合”已被納入“十二五規劃”，并明確寫入《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》。政策的加強將給通信網的發展帶來歷史性的機遇，對各種業務的融合與創新、通信網絡的建設與整合、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）技術是實現“三網融合”的最新技術之一，有效地實現了基于IP的數據流業務在光網絡中傳輸，系統結構更簡化，標準寬松，成本更低[1]。本文給出了一種基于GEPON技術的校園網設計方案，有效地解決了校園網的業務多、網絡重復建設、線路復雜等問題，推動了校園的數字化建設。

二、GEPON網絡架構及關鍵技術

GEPON是EPON的下一代技術，2003年3月ITU-T頒布G.984（GPON標準建議），2009年9月發布了10G EPON的國際標準IEEE 802.3av，規定了下行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，與現有的EPON兼容，具有同時傳輸TDM、IP數據和視頻廣播的能力等優點，可提供一定的QoS保證。GEPON系統網絡結構如圖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（ODN）和用戶端光網絡單元（ONU）[2]。系統設備安裝簡單，無需遠端供電，采用點到多點的通信結構，支持多種拓撲結構。

10GEPON系統采用波分復用技術，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口下通過波分復用和TDMA技術共存使用。為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，應用兩種復用技術：下行數據流采用廣播技術，上行數據流采用TDMA技術[3]。OLT采用廣播方式發送下行包，ONU根據接收數據幀前導碼中的LLID來標識；ONU在OLT統一分配的時隙片中發送上行數據包，OLT根據接收的數據幀前導碼中的LLID來區分是哪個的ONU送出數據。OLT通過MPCP協議來分配時隙，補償各個ONU距離的差距，協調數據的有效發送和接收，避免了各個ONU之間的碰撞。

三、校園網絡現狀分析

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絡，主要包括Internet網絡、電話網、視頻監控網等[4]。

Internet網絡是校園網絡的主要組成部分，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互聯，隨著流媒體等新業務的涌現，現有的校內internet網絡已不能滿足要求，需要進行重新規劃建設；語音網絡是校園網絡中一個獨立的子網，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，必須要做相應的調整；監控網絡主要實現對監控點的視頻、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的視頻網絡監控可以直接接入校內Internet，但是現行校內網的帶寬不能滿足視頻數據流的實時傳輸。

此外，學校還有校園廣播網、一卡通系統、門禁系統等，這些網絡之間基本都是獨立的，設備資源浪費較重，維護成本相對較高。隨著數字信息化的高速發展，對于跨網絡的資源需求越來越高，現行的網絡很難實現真正意義上的資源共享，迫切需要進行改進。

四、基于GEPON的校園網絡實施方案

基于GEPON的校園網絡采用全光纖接入技術，實現數據業務、語音業務、視頻業務等多種業務融合。校園網建設方案拓補圖如圖2所示，局端設備OLT位于網絡中心，通過ODN光纖網絡連接到MDU，MDU通過HGW與網絡終端進行交換信息，對于帶寬要求較高的業務，例如關鍵地段的高清視頻可以直接與MDU相連，確保服務質量。針對不同種類的、不同終端的業務的帶寬要求可以對OLT上對各端口進行設置，使能滿足不同終端業務的需求，且能最大的利用帶寬資源。基于GEPON技術的網絡建設方案因獨有的優勢，很好的解決當前校園網面臨的問題，真正實現了資源共享，大幅度地提高了帶寬，簡化了校園網絡，便于維護管理。

五、結論

“三網融合”的推進為通信網絡帶來了歷史性的機遇，是數字校園的迫切需求。基于GEPON的技術以其優良的性能、標準的兼容性正逐漸被重視。針對校園網的發展需求，本文給出了基于GEPON的技術的校園網絡設計，可以很好的解決校園網中多種業務共存的狀況，實現資源的共享，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.三網融合下的FTTx網絡[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的礦用全光通信網絡設計[J].光通信技術，2011，3：16-18.

[3]王少龍.運用GEPON技術實現現代化樓宇的純光纖接入[D].山東：山東大學.

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