采用EPON技术构建校园局域网
第四节 无源光网络介绍
随着Internet的迅猛发展，网络用户对网络带宽的需求日渐增长。为了满足市场的需要，通信网的主干部分已经发生了巨大的变化，而一直变化较少的传统接入网部分已经成为整个网络中的瓶颈，各种新的宽带接入技术成为研究的热点。
EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构（点到多点）实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。
（传送距离有10公里和20公里之分，与我们平常使用的单模光纤60公里和80公里的差别） 接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几公里，因而被形象地称为\最后一公里\。由于骨干网一般采用光纤结构，传输速度快，因此，接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。接入网的接入方式包括铜线（普通电话线）接入、光纤接入、光纤同轴电缆（有线电视电缆）混合接入、无线接入和以太网接入等几种方式。
光纤接入网采用光纤做为主要的传输媒体来取代传统的双绞线。由于光纤上传送的是光信号，因而需要在交换局将电信号进行电光转换变成光信号后再在光纤上进行传输。在用户端则要利用光网路单元（ONU）再进行光电转换恢复成电信号后送至用户设备。
根据光纤向用户延伸的距离，也就是ONU所设置的位置，光线接入网又有多种应用形式，其中最主要的三种形式是光纤到大楼（FTTB）、光纤到路边（FTTC）、光纤到户（FTTH）。
光纤接入网，特别是FTTH光纤接入网，具有频带宽、容量大、信号质量好、可靠性高、可以提供多种业务乃至未来宽带交互型业务、是实现B-ISDN(宽带综合业务数字网)最佳方案等优点，因而被认为是接入网的发展方向。
近几年来，随着技术的进步，光电器件成本下降，FTTH与FTTC之间的成本差距正在逐步缩小。尽管FTTH初期投资高于FTTC，但由于FTTH无外部有
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源设备，因而可靠性高、供电容易且成本低、运营维护费低、规划费用低等，综合考虑系统寿命成本，FTTH与FTTC已不再存在巨大的成本差距，这将促进FTTC向FTTH的演化。
2. EPON网络结构
一套典型的EPON系统由局端设备(OLT)、远端设备(ONU)/ONT和无源分光器（POS）组成。OLT位于根节点，通过光分配网(ODN)与各个ONU相连，在下行方向，OLT提供面向无源光纤网络的光纤接口；在上行方向，OLT将提供千兆以太网(GE)连接。下图为典型的EPON网络结构。
OLT既可以是一个交换机或路由器，也可以是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口（PON接口）。根据以太网向城域和广域发展的趋势，OLT上将提供多个1 Gbps和10Gbps的以太接口。
在下行方向，IP数据、语音、视频等多种业务由位于中心局的OLT，采用广播方式，通过ODN中的1：N无源分光器分配到PON上的所有ONU单元。在上行方向，来自各个ONU的多种业务信息互不干扰地通过POS中的1：N无源分光器耦合到同一根光纤，最终送到位于局端OLT接收端
3.多业务能力和安全性
目前对EPON多业务能力质疑最多的就是它传输传统TDM业务的能力。且不说目前EPON设备厂商采用的各种TDM over Ethernet的专利技术提供了EPON单一网段的TDM业务传输通道，从测试结果来看，其性能完全满足1.5ms时延等指标要求，完全符合传统TDM业务的应用标准。就是在普通的以太网设
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备上，现在也可以使用各种标准的PWE3(pseudowire emulation edge to edge)设备提供跨网段、端到端的、透明的传统点对点TDM通道。而且，随着传统TDM业务量所占比例的日趋减少，使用分组交换技术，把TDM业务收容到日益扩大的分组网络中来，无疑将是一种更为经济的手段。即使是现在部署的G/EPON系统，也会更看重其对各种以太网数据业务的支持能力。
对于IPTV、VoIP等IP/以太网基础上的多业务，EPON更是可以很好地承载。
对模拟的CATV业务，EPON也可以采用和GPON一样的方式承载:增加一个波长。(其实这属于WDM技术，跟EPON和GPON本身无关)。
在安全性方面，EPON也使用标准的基于AES的加密技术。
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第二章 校园网需求分析
第一节 学校建筑分析图：
图书馆 教学楼 学校网络 中心机房 学生宿舍楼 食堂 办公楼 教工宿舍楼
图2-1 学校建筑图
如图所示学校分教学楼，图书馆，学生宿舍楼，食堂，办公楼和教工宿舍楼。
第二节 信息点分布需求分析 对学校信息点的分析，如表2-1所示： 表2-1 学校信息点的分析表
大楼 教学楼 图书馆 学生宿舍楼 食堂 办公楼 教工宿舍楼 信息点 42 30 44 20 30 30 距中心机房的距离 200m 150m 200m 50m 50m 200m 7
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第三节 学校子网需求划分
为了提高IP地址的使用效率，引入了子网的概念。将一个网络划分为子网：采用借位的方式，从主机位最高位开始借位变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。这使得IP地址的结构分为三级地址结构：网络位、子网位和主机位。这种层次结构便于IP地址分配和管理。它的使用关键在于选择合适的层次结构--如何既能适应各种现实的物理网络规模，又能充分地利用IP地址空间。子网的划分主要是根据子网掩码来区分的，掩码的作用就是用来告诉电脑把“大网”划分为多少个“小网”，以及每个子网中的主机数目。如表2-2所示，学校子网的划分。
表2-2 学校子网的划分表 序号 1 2 3 4 5 6 第四节 学校VLAN需求划分
VLAN（Virtual Local Area Network）称为虚拟局域网，是指在逻辑上将物理的LAN分成不同小的逻辑子网，每一个逻辑子网就是一个单独的广播域。简单地说，就是将一个大的物理的局域网（LAN）在交换机上通过软件划分成若干个小的虚拟的局域网（VLAN）。因为交换机通信的原理就是要通过“广播”来发现通往的目的MAC地址，以便在交换机内部的MAC数据库建立MAC地址表，而广播不能跨越不同网段。
VLAN技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个 VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物
子网名称 教学楼子网 图书馆子网 学生宿舍楼子网 食堂子网 办公楼子网 教工宿舍楼子网 包含的信息点 教学楼所有的计算机 图书馆所有的计算机 学生宿舍楼所有的计算机 食堂所有的计算机 办公楼所有的计算机 教工宿舍楼所有的计算机 8