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全光網(wǎng)
指使用光纖取代銅纜作為入戶網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式，包括：GPON（吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)）、EPON（以太無源光網(wǎng)絡(luò)）及光纖以太網(wǎng)，而可以實(shí)現(xiàn)光交換功能的“all optical network”，短期內(nèi)難以在高校普及。
全光網(wǎng)作為新的組網(wǎng)模式，自2011年初中國電信啟動(dòng)“寬帶中國·光網(wǎng)城市”工程以來，已經(jīng)在運(yùn)營商行業(yè)使用十年，相關(guān)技術(shù)、設(shè)備、建設(shè)方案、運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)成熟。
但是高校校園網(wǎng)當(dāng)前主流模式還是光纖主干、銅纜入戶的以太網(wǎng)架構(gòu)，全光網(wǎng)組網(wǎng)模式還處于探索階段。
北京城市學(xué)院順義校區(qū)（圖源學(xué)校官網(wǎng)）
2016年北京城市學(xué)院順義校區(qū)二期建設(shè)采用GPON網(wǎng)絡(luò)覆蓋三個(gè)宿舍樓兩千二百余間宿舍，拉開高校自建自管全光網(wǎng)的帷幕，并在隨后五年不斷摸索校園全光網(wǎng)建設(shè)、管理、運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，取得較好效果。
可以肯定，全光網(wǎng)必將成為校園網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，未來校園網(wǎng)必將是以太網(wǎng)、全光網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊網(wǎng)等多種組網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的成果。
校園全光網(wǎng)建設(shè)的必然性
2016年，北京城市學(xué)院開始建設(shè)GPON網(wǎng)絡(luò)時(shí)，從決策角度看略顯激進(jìn)，從實(shí)施角度看具有一定風(fēng)險(xiǎn)，從運(yùn)維角度看缺乏經(jīng)驗(yàn)。
但是到2021年，校園全光網(wǎng)已經(jīng)成為可以與傳統(tǒng)以太網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)的組網(wǎng)模式。相信到2025年，全光網(wǎng)應(yīng)該會(huì)成為一種重要的校園有線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式。
全光網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)
作為新型組網(wǎng)模式，全光網(wǎng)入戶網(wǎng)絡(luò)傳輸線路采用滿足G.657標(biāo)準(zhǔn)的彎曲衰減不敏感單模光纖光纜，替代當(dāng)前主流的六類非屏蔽雙絞線，并在戶內(nèi)采用相應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)有線、無線接入，甚至語音信號(hào)和閉路信號(hào)的接入。
光纖入戶最大的優(yōu)勢(shì)在于帶寬，六類非屏蔽雙絞線目前最大帶寬為1G，而全光網(wǎng)采用G.657標(biāo)準(zhǔn)單模光纖目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)2.5G、10G帶寬，根據(jù)香濃定理測(cè)算的潛在帶寬在Tb量級(jí)，為六類非屏蔽雙絞線的千倍以上， 可以充分滿足未來可預(yù)期的單戶帶寬需求。
其次，G.657標(biāo)準(zhǔn)光纖目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)千米級(jí)的傳輸距離，最高可達(dá)10KM級(jí)傳輸距離，而六類線以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離在100米以內(nèi)，因此全光網(wǎng)更適合大型、超大型樓宇和樓宇群的覆蓋， 整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集中安裝更容易。
第三，全光網(wǎng)采用光纖作為傳輸媒介，激光作為信號(hào)載體，沒有電磁泄漏，不容易被竊聽；不受電磁干擾，信號(hào)更穩(wěn)定；在雷雨多發(fā)的地域不容易遭受雷擊， 因此全光網(wǎng)更安全可靠。
全光網(wǎng)資源消耗優(yōu)勢(shì)
大量采用光纖替代銅線，能夠顯著節(jié)約銅資源，對(duì)于我國銅資源缺乏的現(xiàn)狀，更符合國家戰(zhàn)略層面的資源分配需求。
光纖信號(hào)傳輸所需功率更小，線路衰減更小，幾乎沒有熱量損失，因此耗能更低，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以更小更簡(jiǎn)單，在環(huán)保節(jié)能方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。
目前常用的室內(nèi)接入光纖為蝶形引入光纜（俗稱皮線光纜），具有體積小，重量輕的優(yōu)點(diǎn)。同傳統(tǒng)六類線相比，其橫截面不到四分之一，體積不到三分之一，重量約四分之一，對(duì)布線橋架容積，弱電間施工安裝空間等環(huán)境要求較低，不僅適合新建樓宇布線，對(duì)老舊樓宇網(wǎng)絡(luò)改造也更容易。
皮線光纖價(jià)格僅為銅線的四分之一到二分之一，如果采用無源光網(wǎng)（PON）架構(gòu)，采用分光器代替?zhèn)鹘y(tǒng)接入交換機(jī)，在同等網(wǎng)絡(luò)性能要求下，全光網(wǎng)造價(jià)不會(huì)超過銅網(wǎng)的三分之二。 因此全光網(wǎng)能夠顯著減低建設(shè)成本、減輕維護(hù)工作量、減少供電安全隱患。
校園全光網(wǎng)組網(wǎng)模式分析
全光網(wǎng)最終一定會(huì)發(fā)展到基于光交換技術(shù)的完全的光通信網(wǎng)絡(luò)，但是目前對(duì)高校而言，校園全光網(wǎng)應(yīng)當(dāng)是以光纖入戶為特征的網(wǎng)絡(luò)。
從物理層看，傳統(tǒng)的樓層弱電間銅纜入戶的布線模式，替換為采用皮線光纖入戶。
從數(shù)據(jù)鏈路層看，接入層到匯聚層數(shù)據(jù)通訊協(xié)議除了以太網(wǎng)，還可以考慮GPON和EPON。
從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備看，對(duì)于GPON、EPON兩種架構(gòu)，采用OLT（光線路終端）替代樓宇群核心交換機(jī)或區(qū)域大匯聚交換機(jī)，采用分光器替代樓層接入交換機(jī)，室內(nèi)增加ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）為用戶終端提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。
當(dāng)前校園全光網(wǎng)可以有四種組網(wǎng)模式選擇：
傳統(tǒng)以太網(wǎng)光纖入戶
第一種是傳統(tǒng)以太網(wǎng)光纖入戶方案。該方案完全采用目前以太網(wǎng)設(shè)備，使用普通室內(nèi)多芯光纜連接上級(jí)交換機(jī)到戶內(nèi)交換機(jī)，戶內(nèi)設(shè)備包括盒式ODF（光纖配線架），光纖跳線，SFP雙芯光纖模塊，帶SFP接口的網(wǎng)管交換機(jī)（或光電轉(zhuǎn)換器）。
該方案主要問題在于光纖熔接需要專用設(shè)備，熔接工藝需要操作人員具有一定經(jīng)驗(yàn)，整個(gè)室內(nèi)系統(tǒng)成本較高。該方案適合目前所有主流網(wǎng)絡(luò)廠家設(shè)備，兼容性高。
單芯光纖模塊的以太網(wǎng)入戶
第二種是基于WDM（波分復(fù)用）的單芯光纖模塊的以太網(wǎng)入戶方案。該方案采用單芯光纖（如G.657光纖）入戶，光纖末端采用冷接頭或熱熔尾纖方式進(jìn)行接口適配，模塊可選用SFP單芯光纖模塊，并配備帶SFP接口的網(wǎng)管交換機(jī)（或光電轉(zhuǎn)換器）完成戶內(nèi)終端接入。
該方案優(yōu)點(diǎn)：光纖配線簡(jiǎn)單，接頭制作成本低。樓宇網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用樓宇（樓群）設(shè)備端口直接入戶或樓層進(jìn)行光纖復(fù)用，前者對(duì)樓宇垂直光纜和樓間水平光纜資源需求量大，后者需要在樓層放置交換機(jī)。
缺點(diǎn)在于，光模塊兩端需要不同波長模塊配對(duì)使用，對(duì)運(yùn)維工作有一定影響，同時(shí)單芯光纖模塊最好由廠家提供。
10GEPON光纖入戶
第三種是10GEPON（萬兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）光纖入戶方案。EPON標(biāo)準(zhǔn)出身于IEEE，保持了對(duì)以太網(wǎng)協(xié)議的兼容，支持基于用戶側(cè)設(shè)備ID的QoS能力。
該方案由于使用無源分光器完成入戶光纖到樓層骨干光纖的復(fù)用，光傳輸線路兩端設(shè)備必須要遵循EPON標(biāo)準(zhǔn)，上下行通信協(xié)議完全不同于以太網(wǎng)協(xié)議，但是數(shù)據(jù)幀依然與以太幀一致。
因此，可以在以太網(wǎng)交換機(jī)上安裝業(yè)務(wù)板塊實(shí)現(xiàn)向10GEPON的擴(kuò)展。
10GEPON是EPON的升級(jí)，具備單業(yè)務(wù)口萬兆下行能力，同時(shí)支持10GEPON、EPON業(yè)務(wù)端口混用，具有一定的利舊優(yōu)勢(shì)，是某廠商主推的全光網(wǎng)方案。
該方案優(yōu)點(diǎn)：入戶設(shè)備至上端接口之間無源，運(yùn)維壓力小，核心設(shè)備擴(kuò)容至10GEPON方便。
缺點(diǎn)在于，由于DBA（動(dòng)態(tài)帶寬分配）機(jī)制，無源光網(wǎng)絡(luò)不適合突發(fā)上傳時(shí)延要求短的場(chǎng)景，如服務(wù)器區(qū)域。目前支持該標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備規(guī)格較少，需要戶內(nèi)進(jìn)行傳統(tǒng)以太網(wǎng)布線。EPON由于帶寬低已經(jīng)不適合目前建設(shè)，10GEPON可能成本較高。
GPON光纖入戶
第四種是GPON光纖入戶方案。GPON標(biāo)準(zhǔn)出生于ITU-T，同EPON相比，GPON通過GEM（GPON封裝方式）實(shí)現(xiàn)不同二層協(xié)議的支持，使用T-CONT加強(qiáng)二層傳輸?shù)腝oS保證。 GPON帶寬可達(dá)下行2.5G，上行1.25G，單業(yè)務(wù)端口具有帶寬優(yōu)勢(shì)。
但是，必須要看到，GPON本身是通信標(biāo)準(zhǔn)而不是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，GPON網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備只能作為校內(nèi)的區(qū)域核心，而不能是校園網(wǎng)核心。
作為無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，GPON依然不適合服務(wù)器區(qū)域接入。作為GPON的升級(jí)版，10GPON提供單業(yè)務(wù)端口萬兆傳輸能力，目前成本較高，而且業(yè)務(wù)板不能兼容GPON端口，利舊能力弱。GPON目前是某些廠商的主推技術(shù)，經(jīng)測(cè)試這些廠商的OLT和ONU兼容性尚可，可以混用。
全光宿舍網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐
2017年，北京城市學(xué)院順義校區(qū)二期建設(shè)順利完工，建成宿舍樓三棟共兩千二百余個(gè)房間，入住師生超過一萬人。
由于施工任務(wù)緊，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，樓宇規(guī)模大，房間密集等原因，決定采用GPON技術(shù)進(jìn)行宿舍樓組網(wǎng)。具體實(shí)踐過程如下：
1.網(wǎng)絡(luò)需求
每間宿舍容納4～6人，各宿舍采用一根皮線光纖入戶，23～28個(gè)房間共用一個(gè)PON口，室內(nèi)安裝ONT（光網(wǎng)絡(luò)終端）設(shè)備一臺(tái)提供有線、無線接入。宿舍上網(wǎng)與認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)對(duì)接，室內(nèi)接入設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程管理。
2.設(shè)備選型
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求及當(dāng)時(shí)GPON技術(shù)發(fā)展情況，選擇某廠商OLT一臺(tái)作為這三棟宿舍樓的網(wǎng)絡(luò)匯聚點(diǎn)，通過萬兆光纖上聯(lián)校園網(wǎng)核心交換機(jī)。
采用1:32分光器，下聯(lián)各個(gè)宿舍ONT，每間宿舍安裝ONT一臺(tái)，提供802.11n標(biāo)準(zhǔn)無線接入能力及100M或1000M以太網(wǎng)接口四個(gè)。
3.網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
根據(jù)樓宇結(jié)構(gòu)，每樓層規(guī)劃用戶VLAN（虛擬局域網(wǎng)）一個(gè)，用于宿舍用戶終端接入業(yè)務(wù)，子網(wǎng)掩碼21位，IP容量超過兩千，采用認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)完成動(dòng)態(tài)IP地址分配。
各房間采用帶密碼保護(hù)的SSID（服務(wù)集標(biāo)識(shí)符），無線信道手動(dòng)分配。每層規(guī)劃管理VLAN一個(gè)，用于宿舍接入設(shè)備遠(yuǎn)程管理業(yè)務(wù)，子網(wǎng)掩碼21位，IP容量二百五十個(gè)，按房間號(hào)人工分配IP地址，遠(yuǎn)程管理通過WEB方式。
4.布線結(jié)構(gòu)
每間宿舍于門框上方預(yù)留信息箱一個(gè)用于安放ONT設(shè)備，箱內(nèi)預(yù)留皮線光纖引入管一根，以太網(wǎng)線引入管兩根，ONT設(shè)備電源線引入管一根。
每層規(guī)劃弱電間兩個(gè)，每弱電間安裝1:32分光器1～2個(gè)，12芯普通單模光纜一根。各層單模光纜匯聚至樓宇進(jìn)線間，每樓宇布放72芯主干單模光纜一根。樓宇主干光纜匯聚至樓宇群設(shè)備間。
5.主要優(yōu)點(diǎn)
采用全光網(wǎng)技術(shù)，省略了樓層接入交換機(jī)及樓宇匯聚交換機(jī)，大量減少需要管理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，節(jié)約日常運(yùn)行耗電。
采用ONT設(shè)備替代室內(nèi)ONU+AP的方案，大幅降低建設(shè)成本，后續(xù)可自由選擇符合GPON標(biāo)準(zhǔn)的不同廠家兼容設(shè)備。
所有信息箱設(shè)備供電線路獨(dú)立，不與室內(nèi)照明、插座、動(dòng)力共用空氣開關(guān)，有效保障設(shè)備供電可靠性。
6.主要問題
受當(dāng)時(shí)技術(shù)和設(shè)備限制，室內(nèi)ONT只能提供802.11n標(biāo)準(zhǔn)無線接入能力，在18年以后，學(xué)生無線網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲等需求提高后，難以完全保障上網(wǎng)體驗(yàn)質(zhì)量。
同時(shí)，作為家用級(jí)GPON接入設(shè)備，廠商當(dāng)時(shí)尚未開發(fā)統(tǒng)一集中管理平臺(tái)，用戶服務(wù)人員日常遠(yuǎn)程管理ONT設(shè)備不方便且無法批量下發(fā)配置。
整個(gè)GPON系統(tǒng)前期日常運(yùn)維工作缺乏經(jīng)驗(yàn)，OLT設(shè)備配置、DBA策略優(yōu)化、無線網(wǎng)絡(luò)整體規(guī)劃、光纖線路故障排查等方面歷經(jīng)一年半的摸索才相對(duì)成熟。
7.后續(xù)工作
隨著校園全光網(wǎng)建設(shè)需求的提升，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家推出了新的架構(gòu)、新的產(chǎn)品、新的方案，ONU設(shè)備功能、性能目前已經(jīng)能滿足一般上網(wǎng)需求，同時(shí)也出現(xiàn)了一些新型的專用ONU設(shè)備用于特定系統(tǒng)的全光網(wǎng)接入需求。
經(jīng)過多年運(yùn)維工作，對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求、設(shè)備功能性能需求、配置策略要點(diǎn)及優(yōu)化思路、日常線路檢測(cè)及故障排查等方面的功能已經(jīng)具備一定獨(dú)立處置能力，自建自管經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備有明顯提升。
因此，北京城市學(xué)院將在順義校區(qū)三期建設(shè)中對(duì)校園全光網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行更深入的調(diào)研和討論，建設(shè)更適合學(xué)校信息化工作需要的校園網(wǎng)。
全光網(wǎng)建設(shè)要點(diǎn)分析
全光網(wǎng)是一種新的校園網(wǎng)組網(wǎng)模式，可以采用多種技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)，這些技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)，不能簡(jiǎn)單地說哪個(gè)技術(shù)方案更好，必須要結(jié)合建設(shè)場(chǎng)景進(jìn)行綜合分析。
相比傳統(tǒng)以太網(wǎng)，全光網(wǎng)并不需要特殊的場(chǎng)地要求和環(huán)境要求，甚至對(duì)場(chǎng)地和環(huán)境要求更低。一般情況下，能夠采用以太網(wǎng)組網(wǎng)就能采用全光網(wǎng)方式組網(wǎng)。但是對(duì)于數(shù)據(jù)機(jī)房、服務(wù)器機(jī)房、IDC這種場(chǎng)景，全光網(wǎng)組網(wǎng)就不合適了。
因此，全光網(wǎng)建設(shè)總體上還需先通過網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求分析、總體技術(shù)方案確定、邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型、布線及設(shè)備安裝調(diào)試、測(cè)試驗(yàn)收這些過程，然后進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理生命期。在整個(gè)過程中，有以下幾個(gè)方面需要著重考慮。
組網(wǎng)場(chǎng)景及網(wǎng)絡(luò)需求
校園網(wǎng)絡(luò)需求比較復(fù)雜，一方面要為師生提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)；另一方面還需要為學(xué)校網(wǎng)站、業(yè)務(wù)系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。
這兩種網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)在上下行帶寬、延遲等網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量需求上存在巨大差別；在以太網(wǎng)技術(shù)中沒有本質(zhì)區(qū)別。 因此，組網(wǎng)場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò)需求分析對(duì)選擇全光網(wǎng)技術(shù)路線至關(guān)重要。
從組網(wǎng)場(chǎng)景看，高校大體上可以劃分為辦公場(chǎng)景、多媒體教學(xué)場(chǎng)景、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景、宿舍場(chǎng)景、場(chǎng)館及公共區(qū)域場(chǎng)景、服務(wù)器和IDC場(chǎng)景、專網(wǎng)場(chǎng)景等。
不同場(chǎng)景下，上下行帶寬、延遲性、連接數(shù)、接入方式、穩(wěn)定用戶及終端數(shù)量、突發(fā)用戶及終端數(shù)量、用戶認(rèn)證及計(jì)費(fèi)、布線難度、取電方式、設(shè)備防盜防損保護(hù)各不相同。
因此在選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案、規(guī)劃組網(wǎng)方案、制定實(shí)施方案時(shí)需要對(duì)場(chǎng)景和需求進(jìn)行認(rèn)真分析，同時(shí)還要綜合考慮學(xué)校建設(shè)經(jīng)費(fèi)預(yù)算、后期運(yùn)維成本、建設(shè)項(xiàng)目主責(zé)部門、實(shí)際使用的現(xiàn)場(chǎng)管理部門等等非技術(shù)因素，才能制定更符合學(xué)校期望、更滿足師生需要的組網(wǎng)方案。
全光網(wǎng)物理拓?fù)湓O(shè)計(jì)要點(diǎn)
校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)包括邏輯拓?fù)湓O(shè)計(jì)和物理拓?fù)湓O(shè)計(jì)兩大方面。
邏輯拓?fù)湟?guī)劃主要涉及VLAN規(guī)劃、子網(wǎng)規(guī)劃、路由規(guī)劃、訪問控制規(guī)劃等要素。
物理拓?fù)湟?guī)劃主要是線路走向、線纜類型、線路匯聚點(diǎn)位置、線路配線和跳接方式等要素。
全光網(wǎng)作為一層、二層技術(shù)，對(duì)邏輯拓?fù)湟?guī)劃沒有根本性變革，但是對(duì)物理拓?fù)湟?guī)劃會(huì)產(chǎn)生很大影響。
傳統(tǒng)以太網(wǎng)物理拓?fù)涑Ｒ娔Ｊ绞切?nèi)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房存在一個(gè)或多個(gè)核心交換機(jī)，通過光纖級(jí)聯(lián)不同樓宇的匯聚交換機(jī)，各樓宇的匯聚交換機(jī)采用光纖或六類線級(jí)聯(lián)不同樓層的接入交換機(jī)，接入交換機(jī)采用六類線入戶連接用戶側(cè)設(shè)備（個(gè)人計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、路由器、無線AP）。
而在以光纖入戶為特征的全光網(wǎng)物理拓?fù)湓O(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮皮線光纖千米級(jí)傳輸距離的優(yōu)勢(shì)，綜合入戶帶寬需求、整體建設(shè)成本、二層網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量保障要求、弱電間環(huán)境、設(shè)備耗電及電路安全等要求，可以出現(xiàn)兩種設(shè)計(jì)方案：
第一種，采用樓層匯聚點(diǎn)方案，從匯聚設(shè)備到樓層匯聚點(diǎn)以普通多芯光纜作為主干，從樓層匯聚點(diǎn)到室內(nèi)采用皮線光纖入戶，匯聚點(diǎn)采用分光器或交換機(jī)進(jìn)行線路復(fù)用，一般房間密集的樓宇，如宿舍樓、辦公樓適合采用此方式。
第二種，匯聚交換機(jī)端口直接入戶，即充分利用皮線光纖傳輸距離優(yōu)勢(shì)，終端設(shè)備至匯聚交換機(jī)中間只有線路，不存在線路復(fù)用和帶寬共享，這種方式適合展館、體育館等空曠樓宇。由于校園全光網(wǎng)剛剛起步，線路匯聚點(diǎn)規(guī)劃方法目前還需要更多案例和經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)。
二層帶寬控制技術(shù)
校園全光網(wǎng)如果確定采用皮線光纖入戶，目前存在三種建設(shè)方式，即10GEPON、GPON，分別對(duì)應(yīng)三種不同的二層傳輸標(biāo)準(zhǔn)，都能不同程度實(shí)現(xiàn)二層帶寬控制。
標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)二層帶寬控制基于802.1q優(yōu)先級(jí)，從0（最低）到7（最高）共8個(gè)優(yōu)先級(jí)，作用對(duì)象為VLAN。
需要首先確定全光網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)存在哪些業(yè)務(wù)，然后對(duì)業(yè)務(wù)規(guī)劃VLAN，再通過對(duì)VLAN定義優(yōu)先級(jí)來保障重要業(yè)務(wù)的優(yōu)先處理，但是同一業(yè)務(wù)內(nèi)部不同用戶只能共享優(yōu)先級(jí)。
在10GEPON和GPON組網(wǎng)方案中，需要使用分光器代替標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的交換機(jī)入戶光纖到主干光纖的復(fù)用，而光信號(hào)目前無法保存和控制，不可能采用以太網(wǎng)交換機(jī)的“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”線路復(fù)用機(jī)制，因此這兩種方案中，需要采用動(dòng)態(tài)帶寬分配（DBA）的線路復(fù)用機(jī)制。
10GEPON方案中，DBA原理和處理過程較為復(fù)雜，但是DBA對(duì)帶寬控制的作用對(duì)象是ONU設(shè)備，能夠基于不同ONU實(shí)現(xiàn)固定帶寬、保證帶寬、盡力而為帶寬的服務(wù)質(zhì)量，控制和保證的用戶范圍相比標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)更精準(zhǔn)。
在GPON組網(wǎng)方案中，由于GPON繼承了ATM的一些技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其DBA機(jī)制通過采用GEMPort、T-COUT、Mapping等配置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定PON端口下的特定業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)五種不同帶寬控制能力，同時(shí)結(jié)合GPON本身的多業(yè)務(wù)承載能力，可以對(duì)IP、語音、閉路等業(yè)務(wù)進(jìn)行更強(qiáng)大的保障。如果采用10GEPON、GPON組網(wǎng)方案，DBA規(guī)劃應(yīng)當(dāng)作為前期網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。
全光網(wǎng)作為新的組網(wǎng)方式，在整體方案、配置規(guī)劃、布線設(shè)計(jì)方面相比傳統(tǒng)以太網(wǎng)組網(wǎng)有較大區(qū)別。除以上幾點(diǎn)外，同時(shí)還需要注意光纖不能供電，因此POE（有源以太網(wǎng)）設(shè)備的使用在全光網(wǎng)環(huán)境受到很大限制，可以考慮安裝本地供電插座供電，或者采用光電復(fù)合纜配合供電管控設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程供電。
全光網(wǎng)運(yùn)維工作，需要配備打光筆、光功率計(jì)作為巡線和線路故障排查工具，而線路維護(hù)工作人員要掌握光纖熔接等技能；宿舍區(qū)，由于房間密度大，用戶終端多，無線網(wǎng)管理必須加強(qiáng)，否則可能出現(xiàn)由于無線網(wǎng)不穩(wěn)定導(dǎo)致用戶對(duì)全光網(wǎng)質(zhì)量的誤解。
以上世紀(jì)九十年代初建成的我國第一個(gè)校園計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——清華大學(xué)校園網(wǎng)為標(biāo)志，回顧高校校園網(wǎng)建設(shè)歷程，約每十年會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的建設(shè)熱點(diǎn)。
1995年左右以高校校園網(wǎng)初建為熱點(diǎn)，2005年左右以快速以太網(wǎng)改造為熱點(diǎn)，2015年左右以無線校園網(wǎng)為熱點(diǎn)。就目前情況看，2025年左右，校園網(wǎng)建設(shè)熱點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是校園全光網(wǎng)。
但是必須要注意，校園網(wǎng)本身是基于IP協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)兼有ISP和ICP運(yùn)營特征。因此， 校園全光網(wǎng)建設(shè)不代表全光校園網(wǎng)建設(shè)，其它行業(yè)全光網(wǎng)場(chǎng)景，特別是運(yùn)營商家寬場(chǎng)景的解決方案和規(guī)劃目標(biāo)不一定適用于校園網(wǎng)場(chǎng)景。
為了更好地建設(shè)全光網(wǎng)，需要高校網(wǎng)絡(luò)管理同仁透徹理解國家政策導(dǎo)向，深入研究全光網(wǎng)技術(shù)要點(diǎn)，認(rèn)真分析校園網(wǎng)不同應(yīng)用場(chǎng)景，加強(qiáng)與廠商、系統(tǒng)集成商以及其他高校的技術(shù)交流，才能更好地利用全光網(wǎng)技術(shù)建設(shè)更高性能的校園基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)-3.傳輸介質(zhì)和設(shè)備
1.傳輸介質(zhì)
現(xiàn)代通信技術(shù)所使用的物理信號(hào)主要是電、光和電磁信號(hào)，主要傳輸介質(zhì)就是三大類：金屬導(dǎo)線、玻璃纖維和空間。
1.1金屬導(dǎo)線
a.同軸電纜
同軸電纜內(nèi)層導(dǎo)體（銅導(dǎo)線）才是用來傳輸電流電壓信號(hào)的，外層網(wǎng)狀導(dǎo)體的作用是屏蔽環(huán)境中的電磁輻射對(duì)所傳輸?shù)碾娏鳌㈦妷盒盘?hào)的干擾。有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)廣泛使用了同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。
b.雙絞線
雙絞線是一種綜合布線工程中最常用的傳輸介質(zhì)，是由兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線組成的。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射出來的電波會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消，有效降低信號(hào)干擾的程度。根據(jù)有無屏蔽層分為屏蔽雙絞線（STP）與非屏蔽雙絞線（UTP）。
根據(jù)材料和制作規(guī)格不同，又可分為不同類別，如三類（CAT3）雙絞線、五類（外皮會(huì)標(biāo)注“CAT5”字樣）雙絞線等，目前最常用的是超五類（CAT5e）雙絞線。五類線纜最高頻率帶寬為100MHz，最高傳輸率為100Mbps，用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸。超五類具有衰減小，串?dāng)_少，并且具有更高的衰減與串?dāng)_的比值（ACR）和信噪比（SNR）、更小的時(shí)延誤差，性能得到很大提高，超5類線主要用于千兆位以太網(wǎng)（），理論傳輸距離100米。
c.水晶頭
網(wǎng)線的兩邊的插頭叫RJ45水晶頭，RJ45和雙絞線最常見，用得最多的是568B的接法，很少會(huì)需要用到568A線序的接法。兩頭都是568B是直通線，一頭568B一頭568A是叫做交叉線。交叉線是早期相同設(shè)備互聯(lián)的網(wǎng)線，比如兩臺(tái)路由器相連就需要交叉線。不過現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都比較智能化，可以識(shí)別直通線和交叉線，同種設(shè)備相連使用交叉線還是直通線并沒有區(qū)別，所以兩邊都做568B就行了。
1.2光纖
光網(wǎng)絡(luò)就是使用光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，光導(dǎo)纖維的材料就是玻璃纖維，傳遞的是波長在紅外波段的的紅外光。光纖外面加上若干保護(hù)層后，便是我們通常所說的光纜，光纜中可以包含一根光纖，可以包含多根光纖。根據(jù)組成的結(jié)構(gòu)差異，光纖可分為單模光纖和多模光纖。
a.單模光纖
單模光纖中心玻璃芯很細(xì)，芯徑一般為8-10μm，只能傳一種模式的光纖。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊，但還存在著材料色散和波導(dǎo)色散，這樣單模光纖對(duì)光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求。單模光纖運(yùn)行在100M/s或1 G/s的數(shù)據(jù)速率，傳輸距離都可以達(dá)到至少5公里。通常情況下，單模光纖用于遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸，如果沒有說明，單模光纖一般都是黃色。
b.多模光纖
在給定的工作波長上傳輸多種模式的光纖，通常的多模光纖是50和62.5μm的纖芯直徑。由于多模光纖中傳輸?shù)哪Ｊ蕉噙_(dá)數(shù)百個(gè)，各個(gè)模式的傳播常數(shù)和群速率不同，使光纖的帶寬窄，色散大，損耗也大，只適于中短距離和小容量的光纖通信系統(tǒng)，千兆系統(tǒng)傳輸距離最高2000米。沒有特殊說明，多模光纖一般都是橙色。
c.常見的光纖接口
和雙絞線一樣，光纖同樣需要接口來和設(shè)備相連。常見的接口有FC（圓頭螺口）、SC（方頭插拔）、ST（圓頭卡口）、LC（小型長方頭插拔）等。按插針端面分類：PC（球面狀物理接觸）、APC（8°角斜面形狀物理接觸）、 UPC（超拋光物理接觸）、EUPC（增強(qiáng)超拋光物理接觸），性能：APC>UPC>PC。
1.3無線介質(zhì)
傳輸線系統(tǒng)除同軸電纜、雙絞線、和光纖外，還有一種手段是根本不使用導(dǎo)線，這就是無線電通信，無線電通信利用電磁波或光波來傳輸信息，利用它不用敷設(shè)纜線就可以把網(wǎng)絡(luò)連接起來。無線電通信包括兩個(gè)獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的無線LAN網(wǎng)絡(luò)。利用LAN網(wǎng)，機(jī)器可以通過發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接起來；利用移動(dòng)網(wǎng)，機(jī)器可以通過蜂窩式通信系統(tǒng)連接起來，該通信系統(tǒng)由無線電通信部門提供。
2.數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備 2.1交換機(jī)
交換機(jī)（Switch）是一種用于電（光）信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路。最常見的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。其他常見的還有電話語音交換機(jī)、光纖交換機(jī)等。
2.2路由器
路由器（Router）是連接兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)間起網(wǎng)關(guān)的作用，是讀取每一個(gè)數(shù)據(jù)包中的地址然后決定如何傳送的專用智能性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。路由器和交換機(jī)是組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)最基本的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
2.3防火墻
防火墻技術(shù)是通過有機(jī)結(jié)合各類用于安全管理與篩選的軟件和硬件設(shè)備，幫助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)于其內(nèi)、外網(wǎng)之間構(gòu)建一道相對(duì)隔絕的保護(hù)屏障，以保護(hù)用戶資料與信息安全性的一種技術(shù)。
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