小区宽带以太网接入设计方案
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1、兰州交通大学毕业设计（论文）1摘要摘要随着宽带网络应用的发展,宽带接入技术成为目前比较活跃的技术领域。一些接入技术已经开始应用,如ADSL 、HFC 等。但是,这些技术的成本较高,不易被广泛采用。本文主要讨论广泛应用且成本低廉的以太网技术,以及如何将其应用于宽带接入网络。最后提出解决方案并得出相应的结论。以太网是现在使用最广泛的局域网技术。由于其简单、成本低、可扩展性强、和IP网能够很好地结合等特点，以太网技术的应用正从企业内部网络向电信网领域迈进。以太网接入是指将以太网技术和综合布线相结合，作为电信网的接入网，直接向用户提供基于IP的多种业务的传送通道。以太网技术的实质是一种二层的媒质访问控
2、制技术，能够在五类线上传送，也能够和其他接入媒质相结合，形成多种宽带接入技术。以太网和无源光网络相结合，产生EPON技术。光纤传输无疑是目前最理想的传输手段。本文的设计方案就是利用光纤传输技术与以太网接入技术，将二者结合得到光以太网EPON并将其应用于城市小区的宽带接入。关键字：以太网，宽带，接入，EPON兰州交通大学毕业设计（论文）2目录目录1 以太网宽带接入的现状及走向以太网宽带接入的现状及走向.11.1 宽带以太网的发展现状 .11.1.1 宽带以太网接入的优势.11.1.2 宽带以太网接入存在的问题.21.2 新技术将推动以太网接入的发展 .41.3 宽带接入对以太网设备的要求 .61
3、.4 宽带接入对以太网管理的要求 .71.4.1 安全管理.71.4.2 用户管理.81.4.3 业务管理.81.5 宽带以太网接入的发展前景 .92 以太网宽带接入的原理以太网宽带接入的原理.112.1 概述 .112.2 宽带以太网的关键技术 .122.2.1 以太网新业务.122.2.2 以太网新业务的关键技术.132.3 宽带以太网的相关协议标准 .152.3.1 IEEE 802.3 协议介绍.152.3.2 IEEE 802.3ah 协议.163 光以太网光以太网 EPON .193.1 概述 .193.2 EPON 的系统结构.203.3 EPON 的协议模型.233.4 EPO
4、N 的技术难点.243.4.1 系统同步.243.4.2 ONU 的自动识别.243.4.3 EPON 中 TDM 业务的传输.253.4.4 EPON 中的信息安全的考虑.25兰州交通大学毕业设计（论文）33.4.5 EPON 中的以太网管理.253.5 EPON 的特点.254 小区宽带以太网接入设计方案小区宽带以太网接入设计方案.274.1 问题的提出及规划设计原则 .274.2 设备选型 .274.3 设计方案 .284.4 功能实现 .314.5 安全性研究 .32致谢致谢.37致谢致谢.37参考文献参考文献.38兰州交通大学毕业设计（论文）11 1 以太网宽带接入的现状及走向以太网
5、宽带接入的现状及走向1.11.1 宽带以太网的发展现状宽带以太网的发展现状1.1.1 宽带宽带以太网接入的优势以太网接入的优势以太网是现在使用最广泛的局域网技术。由于其简单、成本低、可扩展性强、和IP 网能够很好地结合等特点，以太网技术的应用正从企业内部网络向公用电信网领域迈进。以太网接入是指将以太网技术和综合布线相结合，作为公用电信网的接入网，直接向用户提供基于 IP 的多种业务的传送通道。以太网技术的实质是一种二层的媒质访问控制技术，能够在五类线上传送，也能够和其他接入媒质相结合，形成多种宽带接入技术。以太网和电话铜缆上的 VDSL 相结合，形成 EoVDSL 技术；和无源光网络相结合，产
6、生 EPON 技术；在无线环境中，发展为 WLAN 技术。从接入成本来看，ADSL 利用铜制电话线传输数据，可以利用现有的铜线资源，但存在出线率的问题，网络总成本不低。利用 HFC 网络构建宽带 IP 接入网，可以利用原有的 HFC 线路和机房，但是需要对其进行双向改造，初期投资较大。另外由于 HFC 采用模拟频分复用的方式传输，光网部分需要超线性激光器和大量的解调器，因而其设备费用昂贵。以太网接入可以利用已有的光网部分和新建小区的五类线资源，或者重新布线，但是无论是用户终端设备还是用于接入的交换机设备，其价格都比 ADSL 和HFC 设备的价格便宜得多，网络建设和维护的费用也较低。总体而言，
7、以太网接入方式在网络成本上占有优势。从接入速率来看，ADSL 可以达到下行 8Mbit/s、上行 1Mbit/s 的传输速率，但是由于电话线线路质量参差不齐，实际应用中很难达到的这一传输速率。HFC 作为接入网，其下行速率可以达到 40Mbit/s，为光节点小区内用户共享，上行最高可达 2Mbit/s。由于每个光节点小区内的用户数在 1000 或 2000 以内，即使只有小部分用户使用 IP 接入服务，每个用户拥有的带宽依然很有限。以太网接入方式利用先进的路由器、交换机等设备将 10Mbit/s、100Mbit/s 甚至 1Gbit/s 的接口送到大楼、楼层和家庭，用户可以独享 10Mbit/
8、s 甚至 100Mbit/s 的带宽。另外，10Gbit/s 以太网产品也陆续投放市场，以太网接入方式在传输速率上具有很好的可扩展性。以太网接入可以充分利用以太网技术应用的优势，为用户提供灵活方便的宽带接入。全球企事业单位的以太网用户已达 1 亿多，目前以每年 3000 万的数目增长。对用户而言，特别是原来的企业网或者校园网用户而言，以太网是他们最为熟悉的组网技术，用户很容易接受以太网接入的方式。目前流行的操作系统与以太网都有很好的兼兰州交通大学毕业设计（论文）2容性，在这些操作系统上还有大量与以太网技术兼容的应用软件可供使用。以太网技术能够支持多种拓扑结构和结构化布线，有利于接入网的施工建设
9、。结构化布线有利于降低网络建设的成本和缩短建设时间，从而促进以太网接入方式的推广应用。以太网技术当初就是针对 IP 网络应用设计的，因此与 IP 有很好的适应性，有利于提高 IP 接入网的网络利用率和对多业务的承载能力。总之，在 IP 接入网中采用以太网技术，符合我国城市小区化聚居、人口密度高的特点，可以用较低的成本、较快的速度建设宽带 IP 接入网络，实现网络管理、用户服务选择及用户策略控制和网络安全等功能，实现真正的宽带接入。1.1.2 宽带宽带以太网接入存在的问题以太网接入存在的问题 作为宽带接入的一种重要方式以太网接入，前一段时间一直是宽带运营商关注的焦点，然而迄今为止，采用以太网接入
10、技术的宽带运营商却发展得并不顺利，基本都无法盈利，原因可能是多方面的，但大体可以归纳为以下几点：（1 1）用户开通率低）用户开通率低根据多家宽带运营商提供的数据，目前所有提供宽带服务的小区中，用户开通宽带接入上网的还不足 3%，但是，运营商已经在铺设线路、安装设备等方面投入了大量资金。（2 2）收费不合理）收费不合理目前基于以太网接入的服务基本上都是采用包月制收费，如目前一家著名的宽带运营商的收费标准就是：“包月制收费，70130 元/月不等，根据每个地区的消费状况和宽带的接受程度确定”。但这种方式很不合理，如有些用户每天仅仅是上网看看新闻，数据流量很小，而另外一些用户如美术设计人员等，每天使
11、用网络传送大量的图片数据，流量非常大，而他们每月所付的费用却都一样。这种计费方式不利于运营商实现盈利，也限制了许多偶尔上网的窄带用户转向宽带。（3 3）内容缺乏）内容缺乏随着网络经济泡沫的迅速消退，内容服务商无暇顾及用户稀少的宽带内容，而内容的缺乏又严重影响了宽带接入的普及。（4 4）网络不够稳定）网络不够稳定由于在设备选用、布线施工、网络维护等方面不够完善，目前采用以太网宽带接入的网络不太稳定，常常会出现上网速度慢，带宽没有保证，甚至网络中断的现象。（5 5）存在潜在安全性问题）存在潜在安全性问题兰州交通大学毕业设计（论文）3现在有些宽带小区所采用的以太网设备不能物理隔离各个用户端口，无法防
