【導(dǎo)讀】目前隨著光纖通信技術(shù)的成熟及其應(yīng)用及普及，光進(jìn)銅退是未來(lái)發(fā)展的大趨勢(shì)，要求也越來(lái)越高。因此隨著骨干網(wǎng)的能力越發(fā)增強(qiáng)，而與此同時(shí)接入網(wǎng)并沒(méi)有太大。入網(wǎng)已經(jīng)到了十分關(guān)鍵的時(shí)候。區(qū)小區(qū)EPON光纖接入網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。本著實(shí)用的原則，綜合考慮設(shè)備選型，ONU位。置，IP地址分配，實(shí)現(xiàn)其可運(yùn)營(yíng)性。達(dá)到學(xué)有所用的目的?；谖孱惥€的以太網(wǎng)接入技術(shù).................錯(cuò)誤!3天通苑西三區(qū)小區(qū)本地網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行數(shù)據(jù).........錯(cuò)誤!

　　

【正文】 址分成不同類別，稱之為“類”。 為類分配 IP 地址稱為有類編址，在早期 inter 中類是有互聯(lián)網(wǎng)編號(hào)指派機(jī)構(gòu)（ IANA）確定的，每個(gè) IP 地址都分為網(wǎng)絡(luò) ID和主機(jī) ID。此外，每個(gè)地址起始處的位或位序列可確定地址的類。 圖 58 IP 地址的分類 A、 B、 C 類地址研究 A 類地址只是用 32 位數(shù)的第一個(gè)二進(jìn)制八位數(shù)來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)地址，而其余三個(gè)二進(jìn) 制八位數(shù)用來(lái)表示主機(jī)地址的。 A 類地址的第一位始終為“ 0”，所 XXVIII 以可表示的最小數(shù)是十進(jìn)制的 0（ 00000000），可表示的最大網(wǎng)絡(luò)位數(shù)為十進(jìn)制 127（ 01111111）。然而，需要保留網(wǎng)絡(luò)號(hào)得全 0（ 00000000）和全 1（ 11111111），他們不能用作網(wǎng)絡(luò)地址。如果 32 位地址的第一個(gè)二進(jìn)制八位數(shù)以 1 和 126 之間的值開(kāi)頭，則它為 A 類地址。 B 類地址是以 32為數(shù)的前兩個(gè)二進(jìn)制八位數(shù)用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)地址，其余兩個(gè)二進(jìn)制八位數(shù)用來(lái)表示主機(jī)地址。對(duì)于 B 類地址的分配第一個(gè)二進(jìn)制八位數(shù)以二進(jìn)制數(shù) 10 開(kāi)頭可保證 B 類空間與 A 類空 間的上限分開(kāi)。第一個(gè)二進(jìn)制八位數(shù)的其余 6為可以填入 1 和 0。因此， B 類地址可表示的最小數(shù)是 1000000（十進(jìn)制 128），可表示的最大數(shù)是 10111111（十進(jìn)制 191）。如果地址的第一個(gè)二進(jìn)制八位數(shù)以 128 到 191 之間的值開(kāi)頭，則它為 B 類地址。 IP 地址范圍如圖 510 所示 對(duì)于 C 類的 IP 地址分配，我們采用 A、 B 類 IP地址的分配方法，因此得到第一個(gè)二進(jìn)制八位數(shù)中包含 192 到 223 之間的數(shù)，則它是為 C 類地址。 圖 59 IP 地址范圍 公有和私有 IP 地址 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)是通過(guò) Inter 彼此連接的，而另一些網(wǎng)絡(luò)則是私有的。如在學(xué)校寢室內(nèi)用傻瓜式搭建的 TPlink 路由器網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)部主機(jī)獲取的 XXIX IP地址就是私有 IP地址，而私有 IP地址是不能被路由到公網(wǎng)中的，下面我們來(lái)介紹公有和私有 IP地址。 公有 IP 地址 Inter 的穩(wěn)定性直接取決于公用網(wǎng)絡(luò)地址的唯一性。因此，需要采用某種機(jī)制來(lái)確保地址的唯一性。這一機(jī)制最初是由 InterNIC（ Inter 網(wǎng)絡(luò)信息中心）的組織來(lái)負(fù)責(zé)，后來(lái)這一機(jī)構(gòu)演變成為 IANA 仔細(xì)管理 IP 地址的剩余供應(yīng)，以確保不會(huì)出現(xiàn)公用地址重復(fù)的情況。如 果重復(fù)了會(huì)造成Inter 的不穩(wěn)定，并損害其將數(shù)據(jù)報(bào)傳送到使用重復(fù)地址的網(wǎng)絡(luò)的能力。而要獲取 IP 地址或地址塊，必須聯(lián)系 Inter 服務(wù)提供商（ ISP）。 隨著 Inter的快速發(fā)展，公有地址幾乎用完，因此后來(lái)出現(xiàn)了一些技術(shù)來(lái)解決此類問(wèn)題，如網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（ Net）、 IPV6，如下圖 公有 IP 地址： 圖 公共 IP 地址 私有 IP 地址 雖說(shuō) Inter 主機(jī)需要全球唯一的 IP 地址，但未連接到 Inter 上的私有主機(jī)可使用任何有效地址，只要其在私有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)是 唯一的即可。但是由于許多私有網(wǎng)絡(luò)與公有網(wǎng)絡(luò)共存，因此是禁止占用“任意地址”。 在 RFC1918 文檔中，其中有提到建議將可用的 IP 地址空間快保留給私有網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于需要 IP 來(lái)支持應(yīng)用程序或主機(jī)的但無(wú)需連接到 Inter 的私 XXX 有網(wǎng)絡(luò)，可以簡(jiǎn)單地使用分配給私有用途的地址。 其中有三個(gè) IP 地址塊（一個(gè) A 類網(wǎng)絡(luò)、 16 個(gè) B 類網(wǎng)絡(luò)和 256 個(gè) C 類網(wǎng)絡(luò)）被指定為用于私有內(nèi)部用途，該范圍內(nèi)的地址不能在 Inerter 主干上路由。 Inter 路由器被配置成丟棄私有地址（即不被路由到公網(wǎng)中）。 對(duì)于 EPON 中的 IP 地址來(lái)說(shuō)，在 OLT 和 ONU 的接入端我們是采用公有 IP地址來(lái)給設(shè)備編號(hào)或配置 IP地址，或者是從 ONU 一端到用戶端我們是采用動(dòng)態(tài)的 IP 地址。使用私有地址的網(wǎng)絡(luò)必須連接到 Inter 上時(shí)，必須將私有地址轉(zhuǎn)換成公有地址，轉(zhuǎn)換程序可以是 NAT，而執(zhí)行 NAT 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通常是路由器（ router）。 圖 私有 IP 地址 小區(qū)用戶 IP 地址分配 對(duì)于 天通苑西三區(qū)小區(qū)用戶的 IP地址分配，我們將會(huì)使用在小區(qū)中心機(jī)房設(shè)置華為科技集團(tuán)的 MA5680TOLT， 其主要功能和支持的業(yè)務(wù)。因?yàn)榇诵^(qū)是作為實(shí)驗(yàn)的目的來(lái) 運(yùn)行 EPON 的，所以我們?yōu)樾^(qū)分配一個(gè) C 類的地址池。由于小區(qū)用戶為 1560，所以需要 C 類地址 7 個(gè)（一個(gè) C 類地址，就可以提供254個(gè)主機(jī) IP 地址）。分配如下 ： 寬帶用戶地址段： ，屬于 C 類地址； VoIP 地址段： ，屬于 A 類地址； IPTV 地址段： ，屬于 A 類地址； XXXI EPON 設(shè)備管理地址段： ，屬于 A 類地址 順便要提到： IP地址池的分配是城域網(wǎng)的 BAS 的功能。用戶的電腦 PPPOE撥號(hào) ， 經(jīng)過(guò) PON，到達(dá) BAS， BAS 在地址池中選取一個(gè) IP，分配給用戶電腦。就可以發(fā)送用戶名和密碼到認(rèn)證服務(wù)器 ， 認(rèn)證服務(wù)器通過(guò)認(rèn)證后，用戶就可以正常上網(wǎng)了，就是 PPPOE 撥號(hào)成功的全部過(guò)程 ， 這個(gè)過(guò)程中間， PON 只是一個(gè)傳輸通道，不參與的 IP 分配。 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式的選擇 對(duì)于一些重要的應(yīng)用場(chǎng)所，我們要求接入網(wǎng)具有快速的保護(hù)倒換功能。因此， PON 提供了多種不同線路備份、冗余。不同的接入網(wǎng)所應(yīng)用環(huán)境的需要而采用不同的保護(hù)倒換方案。冗余可以是整個(gè) PON 的冗余，也可以是某一部分的冗余，但是在通信的高要求、高成本的情況下，我們是采用低成 本高效率的冗余，而對(duì)于將整個(gè) PON 來(lái)進(jìn)行冗余，那么成本將是很昂貴的，下面將提到 4 種類型的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)拓?fù)浞绞絹?lái)做比較，比較那種方案最好如圖所示： 圖 512 主干冗余 圖 513 OLT PON 口冗余 XXXII 圖 514 分支冗余 圖 515 樹(shù)冗余 在計(jì)算中我們采用 Uc 表示器件 c 的不可用性， Ug 為一組關(guān)聯(lián)器件的不可用性。 Uc 和 Ug 分別對(duì)應(yīng)器件或器件組的不可用時(shí)間。定義由主干光纖、OLT發(fā)送機(jī)和接收機(jī)組成為主干組，由分支光纖、 ONU 發(fā)送機(jī)和接收機(jī)組成為分支組，光分路器為獨(dú)立的一組。主干組的不可用性 可計(jì)算為： 式 (5－ 4) 這里 uolt_Tx 表示為 OLT 發(fā)射機(jī)的不可用性， uoltT_Rx 表示為 OLT 接收機(jī)的不可用性， utrunk 為主干光纖的不可用性。 類似的我們可以得出分支組的不可用性為： 式 (5－ 5) 這里的 uonu_Tx 為 ONU 發(fā)射機(jī)的不可用性， uonu_Rx 為 ONU 接收機(jī)的不可用性， ubranch 為分支光纖的不可用性。由于因?yàn)閿?shù)據(jù)時(shí)雙向傳輸，所以把發(fā)送和接受歸到一組里。 Utrunk=1（ 1uolt_Tx）（ 1uolt_Rx） (1utrunk) Ubranch=1（ 1uonu_Tx）（ 1uonu_Rx）（ 1ubranch) XXXIII 樹(shù)保護(hù) PON 所示，它具有整個(gè)“樹(shù)”型光纖網(wǎng)的冗余。這種結(jié)構(gòu)不想分支保護(hù)、主干保護(hù)和分支均保護(hù)方案那樣 受增加分支樹(shù)的影響。這種保護(hù)方案的重要優(yōu)點(diǎn)是：在正常情況下，主用和備用部分均可用來(lái)傳送業(yè)務(wù)，也就是 PON 具有兩倍的容量。樹(shù)保護(hù)方案需要的光纖和收發(fā)器數(shù)量與主干保護(hù)和分支保護(hù)方案相同，但是，它的不可用性要高于主干和分支均保護(hù)，其不可用性為： 式 (5－ 6) 在 EPON 系統(tǒng)所處在不同的環(huán)境中，我們應(yīng)依據(jù)不同的環(huán)境而采用不同的保護(hù)倒換方案，以致網(wǎng)絡(luò)的安全、網(wǎng)絡(luò)的低成本。 網(wǎng)同步的設(shè)計(jì) OLT 與 ONU 的時(shí)鐘同步與 MPCP 時(shí)鐘同步 在網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行中，我們都要面對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)同步和業(yè)務(wù)同 步；如果數(shù)據(jù)的不同步或者業(yè)務(wù)的不同步，那么就會(huì)造成用戶對(duì)業(yè)務(wù)的需求和數(shù)據(jù)的到達(dá)產(chǎn)生時(shí)延，對(duì)于 IP 寬度上網(wǎng)的業(yè)務(wù)時(shí)延是可以容許有的，但是當(dāng) EPON中運(yùn)行 CATV 或者 POTS 業(yè)務(wù) (語(yǔ)音 )的時(shí)候，那么時(shí)延是不能容許有的，或者是在很小的范圍內(nèi)。 對(duì)于當(dāng)今社會(huì)上運(yùn)行的三網(wǎng)合一都是采用或者大多數(shù)采用 EPON 這一載體技術(shù)，所以 EPON 技術(shù)的同步、 OLT 與 ONU 的時(shí)鐘同步是光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心；因此，下面我們來(lái)討論 OLT 與 ONU 的時(shí)鐘同步設(shè)計(jì)與研究。 圖 517 時(shí)間標(biāo)簽系統(tǒng)同步 U=【 1（ 1Utrunk）（ 1Usplit）（ 1Ubranch）】 *【 1（ 1Utrunk）（ 1Usplit）（ 1Ubranch）】 XXXIV 由于 EPON 的上行線路是一個(gè)多點(diǎn)到點(diǎn) 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并采用 TDMA 方式傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè) ONU 發(fā)送時(shí)隙與 OLT 分配的時(shí)隙一致是防止 ONU 上行數(shù)據(jù)發(fā)送碰撞的基礎(chǔ)，故 ONU 側(cè)的時(shí)鐘應(yīng)該與 OLT 的時(shí)鐘同步。 EPON 系統(tǒng)是采用時(shí)鐘標(biāo)簽來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)同步的。 OLT、 ONU 都有同頻系統(tǒng)時(shí)鐘， OLT 以一定的時(shí)間給每個(gè) ONU 發(fā)送當(dāng)前 OLT 的時(shí)鐘數(shù)值（時(shí)間標(biāo)簽值），ONU 收到該時(shí)間標(biāo)簽后，用此標(biāo)簽值來(lái)刷新 ONU 的當(dāng)前時(shí)間標(biāo)簽，這樣就保證了 ONU 以落后于 OLT 一定的時(shí)間同 OLT 在時(shí)間上時(shí)同步的。但是在這種定時(shí)計(jì)數(shù)器是有一定的誤差的，這是不影響系統(tǒng)的同步的。 OLT 在 T1 時(shí)刻發(fā)送時(shí)間標(biāo)簽 T1， ONU 收到后會(huì)將自己的時(shí)鐘計(jì)數(shù)器替換成 T1，在 T2 時(shí)刻發(fā)送時(shí)間標(biāo)簽 T2， ONU 收到后也會(huì)將自己的時(shí)鐘計(jì)數(shù)器替換成 T2。下行時(shí)間標(biāo)簽封裝在 OLT 發(fā)給 ONU 的包含 ONU發(fā)送開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間的 GATE MAC 控制中（ 下行 MPCP 幀有兩種， GATE、 REGISTER） ，并以此來(lái)控制 OLT 和 ONU 的系統(tǒng)時(shí)鐘同步。 XXXV 結(jié)論 通過(guò)對(duì)本小區(qū)的用戶數(shù)目和業(yè)務(wù)需要，進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查研究。由于天通苑西三區(qū)小區(qū)所需改進(jìn)的穩(wěn)定帶寬要求，和寬帶與電話業(yè)務(wù)的大量需求。本規(guī)劃采用了基于以太網(wǎng)的無(wú)源 光線接入技術(shù)。 通過(guò)成熟的 EPON 技術(shù)接入和詳細(xì)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。天通苑西三區(qū)小區(qū)已經(jīng)達(dá)到預(yù)期的接入目的，滿足了小區(qū)用戶的基本業(yè)務(wù)需求。合理的 IP 分配和良好的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)為 EPON 接入的正常運(yùn)營(yíng)與維護(hù)奠定了穩(wěn)定的運(yùn)行基礎(chǔ)。因此，本規(guī)劃設(shè)計(jì)可以為天通苑西三區(qū)小區(qū)的接入改進(jìn)提供可靠理論與實(shí)踐依據(jù)。 XXXVI 致謝 通過(guò)這一階段的努力，我的畢業(yè)論文終于完成了。在這階段里，我在學(xué)習(xí)和思想上都受益匪淺，這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是密不可分的。 在本論文的寫(xiě)作過(guò)程中，我的指導(dǎo) 老師傾注了大量的心血和寶貴的時(shí)間，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心的感謝和誠(chéng)摯的敬意，并祝老師培育出越來(lái)越多的人才，桃李滿天下。 XXXVII 參考文獻(xiàn) [1] 張喜云，強(qiáng)世錦 .寬帶接入網(wǎng)技術(shù) .北京：電子科技大學(xué)出版社， 2021. [2] 杜喆，沈成彬，陳文，蔣銘 .無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的光技術(shù)相關(guān)研究 .電信科學(xué) . [3] 馬鋼，雷雨 .基于 EPON 的寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè) .電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化 . [4] 胡蘭，劉學(xué)軍 .無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用市場(chǎng) .光通信技術(shù) .