【正文】 圖510 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Internet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 Internet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（Internet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Internet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Internet服務(wù)提供商（ISP）。隨著Internet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)解決此類問題，如網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（Net）、IPV6，： 公共IP地址 私有IP地址 雖說(shuō)Internet主機(jī)需要全球唯一的IP地址，但未連接到Internet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Internet的私有網(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。Internet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Internet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）。 私有IP地址 小區(qū)用戶IP地址分配于對(duì)五芳園小區(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)置武漢烽火科技集團(tuán)的AN511602OLT設(shè)備，在上面我們已經(jīng)提到AN511602的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1728個(gè)，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）。 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)成功的全部過程, 這個(gè)過程中間，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513 主干冗余圖514 OLT PON口冗余圖515 分支冗余圖516 樹冗余 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：Utrunk=1（1uolt_Tx）（1uolt_Rx）(1utrunk) 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：Ubranch=1（1uonu_Tx）（1uonu_Rx）（1ubranch)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。樹保護(hù)PON所示，它具有整個(gè)“樹”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：U=【1（1Utrunk）（1Usplit）（1Ubranch）】*【1（1Utrunk）（1Usplit）（1Ubranch）】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 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。結(jié)論通過對(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。由于五芳園小區(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)。通過成熟的EPON技術(shù)接入，和詳細(xì)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。五芳園小區(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)可以為五芳園小區(qū)的接入改進(jìn)提供可靠理論與實(shí)踐依據(jù)。致謝畢業(yè)論文的寫作是枯燥和復(fù)雜的。通過這次畢設(shè)的寫作，我學(xué)習(xí)了很多大學(xué)生涯難以學(xué)到的實(shí)用知識(shí)和技能。EPON接入是通信行業(yè)的熱門技術(shù)，它的實(shí)用性是我的畢設(shè)研究更加有意義。雖然，對(duì)于EPON接入網(wǎng)有很一定的了解，但沒有我的老師和同學(xué)的幫助，也沒有今天我所取得的成績(jī)。在此感謝我的導(dǎo)師和同學(xué)們的耐心指點(diǎn)和無(wú)私幫助。參考文獻(xiàn)[1] 胡保民，劉德明，黃德修．EPON：下一代寬帶光接入網(wǎng)［J］．光通信研究，2002[2] (北京),2009[3] (光通信)，2007[4] 楊艷紅，2007[5] ，2005[6] ITUT Remendation line systems for local and access networks[S].[7] EFM Task P2P Emulation and Dowmstream Broadcast Baseline Proposal[S].[8] 左健，2006[9] 吳承治，1998[10] （美）格倫克雷默（Glen Kramer）.，2007附錄附錄I表51 AN511602單盤配置插卡方向槽 位卡 名代號(hào)數(shù)量描 述備 注前插10千兆核心交換卡GSWC12完成業(yè)務(wù)流量的匯聚、交換和處理最多2塊，互為熱備份18，1118EPON接口卡（10 Km）EC2116完成EPON系統(tǒng)的OLT部分功能，最多可連接128個(gè)ONU根據(jù)用戶需要選擇EPON接口卡（20 Km）TDM業(yè)務(wù)卡TDM04提供2路155 M的光接口120語(yǔ)音控制卡AC1612完成窄帶業(yè)務(wù)的控制，提供V5協(xié)議和軟交換處理根據(jù)用戶需要選擇一種（可做1：1保護(hù)），不可混插VoIP12提供軟交換上聯(lián)后插29千兆上聯(lián)卡GUP71為系統(tǒng)提供光/電可選的千兆上聯(lián)接口每框插1塊，二選一GUPE7139E1上聯(lián)卡16E101為窄帶語(yǔ)音提供16個(gè)2M上聯(lián)接口每框插1