学校光纤到户设计方案
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目 录
第一章绪论............................................................................................................................ 3
第二章发展与应用................................................................................................................ 4
2.1PON技术现状........................................................................................................... 4
2.2 PON技术标准的发展.............................................................................................. 4
第三章方案设计.................................................................................................................... 5
3.1网络体系结构设计.................................................................................................... 5
3.2校园光纤分布图........................................................................................................ 6
3.3拓扑结构.................................................................................................................... 6
3.4 设备选型.................................................................................................................. 7
3.4.1交换机............................................................................................................. 7
3.4.2路由器............................................................................................................. 8
3.4.3服务器............................................................................................................. 8
结论.......................................................................................................................................... 9
参考文献................................................................................................................................ 10
2018年03月21日 09点03分 1
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第一章 绪论
光纤到户是一种光纤通信的传输方法。 是直接把光纤接到用户的家中(用户所需的地方)。
概述这种光纤通信方式及策略与FTTN、FTTC、HFC(Hybrid Fiber Coaxial)等也不同,它们都是需要依赖传统的金属电线,包括双绞线及同轴电缆等,作"最后一公里"我们说到FTTH,首先就必须谈到光纤接入。光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入。光纤用户网的主要技术是光波传输技术。目前光纤传输的复用技术发展相当快,多数已处于实用化。根据光纤深入用户的程度,可分为FTTC、FTTZ、FTTO、FTTF、FTTH等。
光纤到户(Fiber To The Home,FTTH,也称Fiber To The Premises)是一种光纤通讯的传输方法。是直接把光纤接到用户的家中(用户所需的地方)。具体说,FTTH是指将光网络单元(ONU)安装在住家用户或学校用户处,是光接入系列中除FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网应用类型。FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽,而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性,放宽了对环境条件和供电等要求,简化了维护和安装的信息传输。
被动式光纤网络(Passive optical network):电信网络节点的元件可分为〝主动式(Active)〞与〝被动式(Passive)〞 两种。〝被动式〞元件不用电源就可以完成信号处理,就像家里的镜子,不需要电就能反射影像。 PON (Passive OpticalNetwork) 为被动式光网络,即光纤网络除了终 端设备需要用到电以外,其中间的节点则以精致小巧的光纤元件构成。以新一代网络(New Generation Network)通信观念,电信网络可以粗分为核心网络(Core Network)与接取网络(Access Network)两部份。核心 网络相当于传统的中继及长途线路。接取网络则有光缆环。核心网络与接取 网络的功能不同,其传输型态也不同,因此PON的应用又可分为核心网络的PON及接取网络PON两大类型。前者以分波多工(WOM)为主,后者光分歧 器与分波多工元件均用到。
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第二章 发展与应用
2.1PON技术现状
传统的PON系统下行数据流采用广播技术、上行数据流采用TDMA技术,以解决多用户每个方向信号的复用问题。传统PON技术采用WDM技术,在光纤上实现单纤双向传输,解决2个方向信号的复用传输。PON一般由光线路终端(OLT)、分光器(ODU)、用户终端(ONU)3个部分构成。目前在现网中广泛应用的PON技术包括EPON和GPON 2种主流技术,EPON上下行带宽均为1.25 Gbit/s,GPON下行带宽为2.5 Gbit/s,上行带宽为1.25 Gbit/s.目前在实际的FTTx应用场景中,大多数EPON/GPON只配置了以太接口,可选配置POTS和2M接口。但从技术标准要求上,EPON/GPON均可实现IP业务和TDM业务等多业务接入,并可实现QoS分类。EPON/GPON均可传递时钟同步信号,可通过OLT的STM-1接口或GE接口,从外部线路中提取频率同步信号,此时OLT需要支持同步以太网;也可以在OLT设备上从外部BITS输入时钟信号,作为该PON的公共时钟源,ONU与该时钟源保持频率同步。
2.2 PON技术标准的发展
虽然10G EPON和PON尚未大规模商用,但10 Gbit/s以上速率的PON技术是近2年ITU-T和FSAN研究的重点和热点。XG-PON1的相关技术标准已经趋于成熟,XG-PON1之后的NG-PON2标准ITU-T关于GPON、XG-PON1和NGPON2相关标准框架也已基本完成。向多波长扩展是近期技术研究的重点,FSAN已经明确TWDM-PON是未来NG-PON2的技术选择,但在ITU-T SG15中规范多种技术的G.multi标准也已基本完成,这说明有关多波长扩展的多个技术流派之争远没有结束。
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第三章 方案设计3.1网络体系结构设计
网络体系结构是关于完整的计算机通信网络的一幅设计蓝图是设计、构造和管理通信网络的构架和技术基础。组建的学校网络将采用分层结构模式。分层格局是当今网络设计的基本原则,将通信任务划分为若干部分,每部分完成各自特殊的子任务,并通过明确的途径与其他部分相互作用。而且分层结构中通信各部分的设计和测试相对简单,因为各部分不涉及整个体系结构。网络体系结构的优劣将直接影响总线、接口和网络的性能,而网络体系结构的关键要素恰恰就是协议和拓扑。图3-1是组网过程中的分层网络体系结构的设计。
图3-1 网络体系结构图
网络拓扑结构设计是从空间角度来讨论网络体系结构的连接形式,在网络中各个节点相互连接的方法和形式称为网络拓扑。每一种网络组成的结构称为网络拓扑结构。网络拓扑图给出网络中各个设备相互间的连接,它的结构主要有星型结构、总线型结构、树形结构、网状结构和分布式结构。
本设计组网采用分层结构模式,各个网络层有其明确的定义和功能。所以学校网络的组建采用的拓扑结构为树形结构,网络中除最低层节点及其连线外,任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。所以在某些网络中采用冗余网络结构。
3.2校园光纤分布图
根据校园平面图和拓扑图情况来看,把汇聚层设备间放在图书馆大楼,东主教学2号楼和综合办公楼中,通过光纤连接网管中心到各个汇聚层设备间,然后再通过光纤连接到个接入层各设备间。
3.3拓扑结构
设计思路:因宿舍网具有统一管理的要求,故局部拓扑结构为星状,整个网络成树状结构,网络中心是网络树的树干,网络出口相当于树根。教学区,宿舍区,科技楼网管的汇聚
交换机为树干。整体设计遵照网络的三层结构:
核心主干网:对整个校宿舍网进行控制管理,以及控制与外网的连接。为网络的核心。
部门级网段:此网络方案中,包括宿舍A 宿舍B宿舍C 宿舍D通过千兆多模光纤与核心交换机进行连接,受核心交换机的管理,同时此网段对自己的区域具有独自管理控制权。根据自己负责区域的需求,为基层网段提供相关服务和管理。
基层网段:采用星型结构,以达到网络结构简单,建网容易,配置灵活,易于扩展的要求。同时,各站点只和中央节点相连接,便于集中控制和管理,易于汇集各终端的信息和进行用户间的信息交换。
3.4 设备选型3.4.1交换机
交换机分为两个级别:二层交换机和三层交换机。二层交换机用CISCO Catalyst 2960型号,它的传输速率为10/100Mbps,DRAM内存为64MB、FLASH内存为32MB端口数为26个非模块化端口结构。三层交换机使用的型号CISCOWS包转发率为6.5Mpps,传输速率为10/100Mbps,端口数26个,Flash内存为32MB,交换方式为存储-转发,支持全双工的传输模式,也是非模块化的端口结构。
3.4.2路由器
在组建网络时,要用到两个路由器,其中一个作为边界路由器,另一个做外部路由器,还要使用一个家庭PC连接用的无线路由器。边界路由器和外部路由器都将使用CISCO 2811型号,局域网端口2个,两个固定的USB1.1端口,传输速率10/100Mbps,最大DRAM760MB内置防火墙。
3.4.3服务器
对于服务器的选择我们主要从服务器的功用、稳定性。性价比三个因素来选择。对于学校来说,服务器主要是共享数据,提高核心业务的执行效率。不需要功能强大的服务器,只要满足工作所需即可,所以价格相对较低。综合起来,选择了IBM System x3650 M3服务器,它属于机架式,内存为4GB DDR3,CPU频率为2.13GHz。最大CPU数量2颗。
结论
在研究学校网络的过程中,有些技术在实现过程中遇到了某些问题有些得到了很好的解决,有些因为设备问题而没有得到最终的解决。例如小组成员在模拟器上无法实现路由热备份技术,在申请实验室,本小组很好的解决了这个问题。在配置ADSL时,部分地方也是无法再模拟器上实现,但是在机房实验时因为缺少DSLModem所以部分实现还是有点瑕疵。
本文主要是从学校的网络需求出发,通过对整个网络进行综合的分析对学校网络的组建在保证学校网络需求基础上,为学校提供高性价比的网络是致力于此次研究的主要目的,同时希望通过这次的研究能为今后学校网络的组建提供一个可参考的模型。
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