【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(dāng)前校園網(wǎng)的現(xiàn)狀，給出了一種基于GEPON技術(shù)進(jìn)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(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

【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(duì)國(guó)家的信息化的進(jìn)程起著舉足輕重的作用。“三網(wǎng)融合”已被納入“十二五規(guī)劃”，并明確寫入《國(guó)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(qiáng)將給通信網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)歷史性的機(jī)遇，對(duì)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(yùn)營(yíng)商再定位都將起到很大的影響，同時(shí)也給我們的生活帶來(lái)便捷和實(shí)惠。

GEPON（Gigabit Ethernet Passive Optical Network，千兆無(wú)源光纖以太網(wǎng)）技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“三網(wǎng)融合”的最新技術(shù)之一，有效地實(shí)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(jiǎn)化，標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(wèn)題，推動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)建議），2009年9月發(fā)布了10G EPON的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3av，規(guī)定了下行10Gbit/s、上行1Gbit/s非對(duì)稱模式和下行10Gbit/s、上行10Gbit/s對(duì)稱模式兩種工作模式，與現(xiàn)有的EPON兼容，具有同時(shí)傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力等優(yōu)點(diǎn)，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(gè)部分：局端光線路終端（OLT）、無(wú)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(jiǎn)單，無(wú)需遠(yuǎn)端供電，采用點(diǎn)到多點(diǎn)的通信結(jié)構(gòu)，支持多種拓?fù)浣Y(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(zhǎng)為1577nm，上行方向通道的中心波長(zhǎng)為1270nm，可以與EPON支持的波長(zhǎng)在一個(gè)PON口下通過(guò)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(gè)用戶的來(lái)去方向的信號(hào)，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(lái)標(biāo)識(shí)；ONU在OLT統(tǒng)一分配的時(shí)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(lái)區(qū)分是哪個(gè)的ONU送出數(shù)據(jù)。OLT通過(guò)MPCP協(xié)議來(lái)分配時(shí)隙，補(bǔ)償各個(gè)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(gè)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(xué)、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(gè)信息交流和資源共享的平臺(tái)，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(jìn)行重新規(guī)劃建設(shè)；語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)是校園網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)獨(dú)立的子網(wǎng)，隨著手機(jī)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(hù)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(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控點(diǎn)的視頻、煙霧等信息采集、傳輸、存儲(chǔ)和顯示，有效加強(qiáng)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(shí)時(shí)傳輸。

此外，學(xué)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(dú)立的，設(shè)備資源浪費(fèi)較重，維護(hù)成本相對(duì)較高。隨著數(shù)字信息化的高速發(fā)展，對(duì)于跨網(wǎng)絡(luò)的資源需求越來(lái)越高，現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)很難實(shí)現(xiàn)真正意義上的資源共享，迫切需要進(jìn)行改進(jìn)。

四、基于GEPON的校園網(wǎng)絡(luò)實(shí)施方案

基于GEPON的校園網(wǎng)絡(luò)采用全光纖接入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語(yǔ)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(bǔ)圖如圖2所示，局端設(shè)備OLT位于網(wǎng)絡(luò)中心，通過(guò)ODN光纖網(wǎng)絡(luò)連接到MDU，MDU通過(guò)HGW與網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行交換信息，對(duì)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(duì)不同種類的、不同終端的業(yè)務(wù)的帶寬要求可以對(duì)OLT上對(duì)各端口進(jìn)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。基于GEPON技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案因獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，很好的解決當(dāng)前校園網(wǎng)面臨的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了資源共享，大幅度地提高了帶寬，簡(jiǎn)化了校園網(wǎng)絡(luò)，便于維護(hù)管理。

五、結(jié)論

“三網(wǎng)融合”的推進(jìn)為通信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了歷史性的機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的兼容性正逐漸被重視。針對(duì)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(jì)，可以很好的解決校園網(wǎng)中多種業(yè)務(wù)共存的狀況，實(shí)現(xiàn)資源的共享，維護(hù)管理方便，為高校的科研與教學(xué)提供了可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

[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(jì)[J].光通信技術(shù)，2011，3：16-18.

[3]王少龍.運(yùn)用GEPON技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化樓宇的純光纖接入[D].山東：山東大學(xué).

[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.