【摘要】? ? 高校校園網(wǎng)主要目標是為學校師生進行教學、科研、管理、服務等提供高效、安全的信息化環(huán)境。現(xiàn)在多數(shù)高校網(wǎng)絡架構還是采用傳統(tǒng)核心、匯聚、接入的三層校園網(wǎng)架構，存在一定的弊端，在“光進銅退”的趨勢下，為滿足數(shù)字化校園建設所需的網(wǎng)絡環(huán)境，探討以千兆無源光網(wǎng)絡技術為基礎的校園全光網(wǎng)建設。介紹廣西自然資源職業(yè)技術學院全光網(wǎng)設計方案，結合廣西自然資源職業(yè)技術學院扶綏校區(qū)的GPON組網(wǎng)案例，進行基于GPON的校園全光網(wǎng)實際建設過程的相關問題探討。

【關鍵詞】? ? 光纖通信技術? ? 全光網(wǎng)? ? 千兆無源光網(wǎng)絡

一、全光網(wǎng)技術

全光網(wǎng)技術是一種光通信技術，端到端是完全的光路，指從源節(jié)點到目的節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸與交換的整個過程均在光域內(nèi)進行，中間沒有電信號的介入。

（一）全光通信技術

和傳統(tǒng)通信網(wǎng)比較，現(xiàn)在全光通信網(wǎng)有如下優(yōu)點：1.靈活組網(wǎng)，可擴展性強。可根據(jù)通信業(yè)務量的需求，在任何節(jié)點可以抽出或加入某個波長，動態(tài)地改變網(wǎng)絡結構，具有網(wǎng)絡的可重組性。加入新的網(wǎng)絡節(jié)點時不影響原有網(wǎng)絡設備和結構，可降低網(wǎng)絡成本。2.網(wǎng)絡結構簡單，可靠性高。由于途中沒有光電轉(zhuǎn)換和存儲，網(wǎng)中許多光設備都是無源的，因而可靠性高。3.網(wǎng)中光信號的傳輸不再有光電轉(zhuǎn)換，減少電子器件，繞過電子器件處理信號速率慢的缺點，提高了傳輸速率。4.可以與現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡兼容，提供多種協(xié)議的業(yè)務。全光網(wǎng)采用波分復用技術，通過波長選擇器來實現(xiàn)路由選擇，可以支持未來的寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)以及網(wǎng)絡的升級。

（二 ）千兆無源光網(wǎng)絡

GPON（gigabit-capable passive optical networks，GPON）是千兆無源光網(wǎng)絡（或稱為吉比特無源光網(wǎng)絡）的英文縮寫，是最新一代基于ITU-TG. 984.x標準的寬帶無源光綜合接入技術，被國內(nèi)中國移動、中國電信、中國聯(lián)通等運營商視為實現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務寬帶化，綜合化改造的理想技術，具有用戶接口豐富，帶寬高、效率高、覆蓋范圍大等優(yōu)點。

二、廣西自然資源職業(yè)技術學院基于GPON的校園全光網(wǎng)設計方案

（一）設計原則

按照“總體規(guī)劃，分布實施，逐步完善”的建設思路，努力構建一云承載、一網(wǎng)通達、一池共享、一事通辦、一體安全的“五個一”學院信息化建設新模式。

（二）設計方案

基于GPON的校園全光網(wǎng)是數(shù)字化校園的通訊基礎，可提供網(wǎng)絡設備、語音設備、多媒體設備、智能樓宇設備及信息管理系統(tǒng)的內(nèi)部互連，同時也提供這些系統(tǒng)設備與互聯(lián)網(wǎng)相連，進而在此基礎上進行數(shù)據(jù)傳輸、語音通信、視頻會議、物聯(lián)網(wǎng)等功能，支持萬兆主干、末端支持千兆以太網(wǎng)標準。同時，本項目的高清網(wǎng)絡視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)及其他應用系統(tǒng)也基于該布線系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)/信號傳輸，為校園提供“高擴展、多業(yè)務、高安全”的精品網(wǎng)絡。

根據(jù)現(xiàn)行設計規(guī)范，結合學校的實際需求，本項目布線系統(tǒng)采用全光纖布線系統(tǒng)（PON），分別為校園網(wǎng)系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡覆蓋系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、公共廣播等系統(tǒng)提供通信光纖鏈路。全光纖布線系統(tǒng)（PON）代替?zhèn)鹘y(tǒng)綜合布線系統(tǒng)架構，采用 FTTX 等光纖無源交換方式。PON主要由無源光分配網(wǎng)、OLT（Optical Line Terminal）和ONU（OpticalNetwork Unit）組成。OLT設備是重要的局端設備，為接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡側與核心網(wǎng)之間的接口，通過ODN（Optical Distribution Network）與各ONU 連接。OLT作為PON系統(tǒng)的核心功能設備，具有控制各ONU、集中帶寬分配、實時監(jiān)控、運行維護管理PON系統(tǒng)的功能。ONU受 OLT 集中控制，為接入網(wǎng)提供用戶側的接口，提供數(shù)據(jù)、語音、視頻等多業(yè)務流與ODN的接入。校園網(wǎng)網(wǎng)絡規(guī)劃標準模型如圖1。

校園網(wǎng)的邏輯架構分為以下五個部分：

校園網(wǎng)系統(tǒng)：采用光纖到房間的模式為主，房間內(nèi)通過六類非屏蔽雙絞線部署到每個辦公座位。

無線網(wǎng)絡覆蓋系統(tǒng)：采用光纖到樓層的模式為主，樓道公共區(qū)域或房間內(nèi)通過六類非屏蔽雙絞線部署到每個無線 AP 接入點。無線網(wǎng)絡覆蓋與校園網(wǎng)系統(tǒng)共用無源分光器，不與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)共用無源分光器。

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)：采用光纖到樓層的模式為主，樓道公共區(qū)域或房間內(nèi)通過六類非屏蔽雙絞線部署到每個視頻安防監(jiān)控攝像機，與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、公共? 廣播系統(tǒng)共用無源分光器。

公共廣播系統(tǒng)：采用光纖到樓層的模式為主，樓道公共區(qū)域或房間內(nèi)通過六類非屏蔽雙絞線部署到每個公共廣播IP 網(wǎng)絡終端。

學院網(wǎng)絡拓撲圖如圖3。

三、基于GPON的校園全光網(wǎng)建設實踐思考

（一）基于GPON的校園全光網(wǎng)的優(yōu)點

1.穩(wěn)定性高，維護管理方便。學院全光網(wǎng)運行三年以來，幾乎零故障。扁平二層結構，大大節(jié)省了中間交換機的有源設備部署，采用全光網(wǎng)，數(shù)據(jù)配置只需在OLT上，直接下發(fā)數(shù)據(jù)給ONU，多種形態(tài)ONU，適應不同場景，一纖多業(yè)務，集中管理，方便維護。

2.采用光纖傳輸，接入層的覆蓋半徑可以達到二十公里，傳輸距離更遠。學校占地面積800余畝，東西和南北方向長度接近一千米，采用光纖布線不用擔心距離限制問題。

3.能夠提供更高的帶寬，對每用戶下行2.5G/上行1.25G（物理層），滿足每個信息點的寬帶需求。無干擾，光電轉(zhuǎn)換少，視頻流不會卡頓。

4.采用分光器，可以從弱電井單根光纖經(jīng)分光后引出多路光纖到學生宿舍，分光特性強，節(jié)省光纖資源。學生宿舍信息點密度高，更能體現(xiàn)GPON的優(yōu)點。學生宿舍由學校完成綜合布線后，通信運營商不再需要在宿舍區(qū)進行綜合布線，避免了以往網(wǎng)線滿天飛的情況。全程光纖化，不需要光轉(zhuǎn)電的操作，布線施工簡單，使用故障率低。

5.同時GPON標準完善，綜合業(yè)務支持好，技術要求高，在學校一網(wǎng)承載多種業(yè)務，目前學院互聯(lián)網(wǎng)接入、校園廣播、安防監(jiān)控、一卡通、語音通信均部署在GPON上，做到“一網(wǎng)通達”。

6.成本優(yōu)勢，符合國家“光進銅退”的政策，全光網(wǎng)組網(wǎng)簡單，設備成本、線路成本、人力成本低于傳統(tǒng)組網(wǎng)。

（二）基于GPON的校園全光網(wǎng)的待改進問題

1.加強技術人才培養(yǎng)。全光網(wǎng)以前主要在通信運營商使用，在校園網(wǎng)絡中較少使用，學校網(wǎng)絡中心現(xiàn)有技術人才對全光網(wǎng)設備不熟悉和技術儲備不充分，影響日常維護和網(wǎng)絡更新。2.ONU設備需要單獨供電，基于GPON的校園全光網(wǎng)必須在建筑初步設計階段開始介入，預留帶供電的多媒體箱。

三、結束語

隨著數(shù)字校園深化設計和建設，大二層架構的全光網(wǎng)組網(wǎng)架構將以其獨特優(yōu)點在高校校園網(wǎng)絡中應用日趨普遍。高校校園網(wǎng)以全光網(wǎng)作為底層支撐體系，對其的依賴程度必定越來越高，在實際建設過程中，根據(jù)整個校園各個場景接入點需求以及未來擴展的可能來部署設備，既滿足了當前需求，又為未來擴展預留空間;通過網(wǎng)管平臺對光鏈路進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)全光網(wǎng)的高效運維，更好滿足未來校園各種新型業(yè)務的需求，同時在網(wǎng)絡規(guī)劃設計上進行優(yōu)化，減少重復投資，降低維護難度從而減低維護成本，進一步推動高校校園向智慧校園發(fā)展。

作者單位：潘章斌? ? 廣西自然資源職業(yè)技術學院

參? 考? 文? 獻

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