| 标题 | FTTH在校园网中的应用 |
| 范文 | 李训耀 宋宇辉 摘要：校园网在学生学习生活中具有重要的作用，传统三层架构的以太网技术已经不能很好地满足新形势下学生对高带宽，大流量，高稳定性的网络要求。使用FTTH技术可以解决传统校园网中存在的各种问题。该文实现了GPON在校园网中的应用，并与传统的校园网进行对比阐述了FTTH在校园网络中的可行性及各种优点。 关键词：FTTH；GPON；校园网 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2019）12-0028-02 1引言 近年来随着互联网技术的快速发展，传统的ADSL和小区宽带（FTTB）技术已不能很好地满足人民大众对大流量和高宽带的需求，由此国务院提出了提速降费的要求，三大电信运营商积极响应进行了光进铜退的工作。目前南方地区已基本普及了FTTH技术，极大地提高了网络的带宽、稳定性和上网的体验。反观大部分院校的校园网络还使用FTTX+LAN传统的三层构造以太网技术，在运营过程中普遍存在网络宽带小，故障率高，维护成本高，手机无法方便地访问校园网等问题，对此本文提出了在校园网使用FTTH技术以解决这些问题。 2校园网传统组网技术及存在的问题 2.1 校园网传统组网技术 目前多数学校的校园网基本使用FTTX+LAN的传统三层架构的以太网技术，一般分为三层：接入层，汇聚层，核心层，如图1。 2.2 校园网使用传统组网方式的缺点 1）楼道交换机故障率高，网络不稳定。传统组网方式由于在接入层使用了传统LAN技术，需要大量的接入层交换机。学校的弱电间机房普遍存在环境差，夏天高温，冬天寒冷，灰尘多，供电不稳定，甚至还存在漏水的情况，放置于其中的接入层交换机故障率高，经常损坏。同时从各个宿舍到弱电间要布较长的双绞线，存在距离长，信号衰耗大的问题，用户上网带宽不达标，网络不稳定情况时有发生，已严重不适用于现在学生对大流量的需求。 2）带宽升级扩容不易，学生用户的终端网络的趋势是使用百兆以上的宽带，而使用双绞线长距离布线的话就可能存在速率不达标，同时还要使用价格比较高的全千兆口的楼道交换机，这样使得网络的升级成本较高。 3）手机无法方便地访问校园网。相较于PC，现在学生越来越依赖于手机使用互联网，虽然运营商目前有达量降速的套餐，但学生宿舍区域用户多，4G网络速度普通不快且不稳定，学生还是习惯于在宿舍使用WLAN进行上网且学生也有在手机上访问校园资源的需求。而在校园网传统组网方式下，学生使用手机访问互联网较为困难。 4）不利于智慧校园各种应用及安全策略的部署实施。因为传统的网络使用了三层体系，有大量的接入层交换机及楼道汇聚交换机，新业务或安全策略的部署要更改大量机器的配置，工作量大，容易出错。 3采用FTTH技术的校园网 3.1 FTTH及PON技术的选择 FTTH是光纤到户的简称，FTTH主要采用PON（无源光网络）技术，PON技术最早是20世纪80年代由英国电信公司的科研人员提出，它主要包含三种技术：APON/BPON，EPON和GPON，目前亚洲常用的有EPON和GPON技术。由于GPON可以实现2.488Gb/s的下行带宽，优于EPON的1.244Gb/s的带宽，且GPON信道的有效利用率也远高于EPON，而且GPON有完善的QOS机制及多业务承载的能力，因此在校园网中使用FTTH技术，GPON应该是首选。 3.2 校园网GPON组网 校园网中GPON网络的组网比较简单，它和所有的无源光网络一样是由OLT（光线路终端），ONU/ONT（光网络单元/光网络终端），ODN（光分配网）三大部分组成。 OLT是接入网的汇聚设备，安装于网络中心的机房中。它上连网络核心设备下接通过ODN和ONT相接的最终用户终端。网络设备主要是由核心交换机及BRAS组成。 视各层宿舍房间数在各自楼道弱电间中安装合适分光比的光分路器，使用皮线光缆连接到学生宿舍的各个房间。 学生宿舍中使用带WIFI功能全千兆端口的光猫。 3.3 校园网使用GPON组网的优点 1）降低了校园网络建设成本。PON局端设备和主干光纤为用户共享，从而缩短了单位距离上光纤长度，取消了接入网中众多的交换机设备，更换为便宜的光分路器，更是取消了大量的弱电间到宿舍之间的网线，大大地降低了校园网的建设成本。 2）极大地降低了接入网的故障率并使网络维护简单化。GPON是一种无源光网络，其光配线网上的器件全部由无源器件（光纤、无源光分路器、波分复用器等）组成，不包含任何有源节点，没有任何的电子元器件，因此它能抵抗高低温天气，南方潮湿气候，也不惧电源的不稳定，这大大地降低了接入网的故障率，更是解决了学校网络运维部门人员不足的问题，也节省了网络运维的开支。 3）解决了学生对网络高带宽，大流量及稳定性的需求。GPON技术的下行带宽为2.488Gb/s，上行带宽为1.244Gb/s，足够学生用户开通100M以上的带宽并承载大流量的视频点播，游戏，语音等业务。同时使用GPON技术只有在ONT后有极短的一段的双绞线，最大限度地减少了线路的衰耗，电磁的干扰，保证了网络的稳定性。 4）解决了手机使用校园网络的问题。由于校园网络的特殊性，在宿舍中一般不允许使用NAT技术进行网络共享，只能使用桥接的方式使用网络。在未使用FTTH技术之前，学生可以选择通过桥接一台无线路由器做AP，也可以选择使用运营商布置在走廊上的AP来使用校园网，但前者非计算机专业学生实现难度大，后者的问题在于关上宿舍的门信号将被屏蔽许多，网络差。而且这两种使用方式都造成了网络设备的重复投入，成本高。使用GPON技术后只要使用带有无线功能的光猫（ONT）且在OLT下发的配置中将光猫设为桥接模式即可以解决。这样使用最小成本（只需在建设时采购带无线模块的光猫）的方式解决了学生使用手机使用校园网的问题。 5）网络扩容方便。使用GPON网络可以随着接入用户数的增加而逐步扩容，扩容时只要增加相应的OLT业务接口板卡扩展GPON接口，并在弱电间机房增加光分路器即可实现用户量的增加。 6）实现校园网络的扁平化简化智慧校园各业务接入配置的复杂性。使用GPON技术后，校园网络的汇聚设备OLT数量大大减少，只需一两台就可实现全校网络的汇聚且它与核心设备都位于机房之中，各用户通过ONT，光分配网络直接接入OLT。在接入新业务进行配置只需在核心设备及OLT侧进行然后通过自动下发至ONT/ONU设备中，无须进行接入网络中各交换机的配置，降低了业务接入的复杂性。 4 结论 在校园网中使用GPON技术可以有效地解决传统校园网中存在的各种问题，提高网络带宽及稳定性，降低网络建设成本，降低网络运维的难度及成本。FTTH技术是校园网未来的发展的趋势。 参考文献： [1] 徐辰.GPON技术在职业学校基础網络建设中的应用[J].电脑知识与技术，2018，14（16）：46-48. [2] 左明慧.基于GPON的高校校园网扁平化架构设计研究[J].价值工程，2018，37（35）：251-253. [3] 方正鹏. GPON在小区宽带接入中的应用[D].兰州交通大学，2015. [4] 王伟林.基于GPON技术智慧校园接入网建设研究[J].镇江高专学报，2018，31（02）：46-48. [5] 朱长奎.GPON接入网组网设计及实现[D].吉林大学， 2014. 【通联编辑：代影】 |
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