关于全光纤网络在校园网中应用的探讨

摘要:校园网建设是一个系统工程,目前许多院校已建成了校园网,但普遍存在使用率低等问题。本文就校园网应用中普遍存在的主要问题以及全光纤网技术的发展情况,探讨一下全光纤网络技术在校园网络中实现的可能。

关键词:全光纤 校园网 全光纤网络在校园网中的应用

校园网建设是目前现代教育信息技术的热门课题之一,它的主要目标就是为学校教师和学生进行教学、科研、管理提供信息化的教学环境。校园网的建成,为全校的教学、科研、教务、人事、行政、财务、图书、管理等提供了一个高性能的工作环境,对提高全校的教学、科研、管理水平,进行对外交流,都会起到巨大的推动作用。

1、全光纤网的概念

1.1什么是全光纤网络

全光纤网络(All-Optical Network),简称AON,就是在网络中全部使用光波通信的网络。更准确地讲,在一个AON中,所有的网络-网络接口都是基于光纤传输的,所有的用户-网络接口在接口的网络端都使用光纤传输。AON网络节点或传输系统中所有的交换与路由都具有更高的带宽。

1.2全光纤网络的分类

目前,对AON的研究主要分成两类:波分多路复用(WDM)和时分多路复用(TDM)。TDM网络的研究现在还远没有达到商业成熟性,因此,本文的讨论只限于WDM AON。

1.3全光纤网络的工作原理

全光通信网络的结构分为服务层(Service layer)和传送层(Transport layer),网络传送层分为SDH层,ATM层和光传送层。光传送层由光分插复用器(OADM)和光交叉连接(OXC)组成。在光传送层,通过迂回路由波长(Rerouting wavelength),在网络中形成大带宽的重新分配。当光缆断开时,光传送层起网络恢复(Restoration)的作用。在远端,光纤环中的OADM插人/分离所确定的波长通道至ATM复用器,而OXC则连接两个光WDM环路到ATM交换机。利用波分复用技术的全光网将采用三级体系结构。0级(最低一级)是众多单位各自拥有的局域网(LAN),它们各自连接若干用户的光终端(OT)。每个0级网的内部使用一套波长,但各个0级网多数也可重复使用同一套波长,1级可看作许多城域网(MAN),它们各自设置波长路由器连接若干个0级网。2级可以看作全国或国际的骨干网,它们利用波长转换器或交换机连接所有的1级网。

2、校园网络的使用概况

2.1目前校园网中使用的连接线缆

在校园局域网中,一般布线系统有六个子系统组成:建筑群间子系统,设备间子系统,管理区子系统,垂直(主干)子系统,水平子系统,工作区子系统,不同的子系统,设备之间使用的网线也不同,一般而言,局域网所使用的连线具有双绞线、同轴电缆、光缆三种,在校园局域网中,根据实际情况,选择对应的布线线缆比如对于校园内楼宇间的连接线缆,由于是暴露在室外,常年受到日晒雨林的影响和雷电的干扰,此时一般均使用光缆作传输介质。不过对于校园室内的布线介质,由于光缆价格昂贵,一般均选择双绞线是比较实际的。

2.2目前校园网应用中存在的问题

(1)资金投入严重不足,网络结构不合理。许多学校建网起点较低,带宽不足,访问性能较差,教师、学生、单位及外进用户共享带宽,无访问优先级。学校建网初期缺乏整体规划,网络建设缺乏必要的网络建设监督人员,项目公司实力较弱等导致建网质量低,从而导致主干网和各子网通路不畅,后期维护费用大,导致整体效率不高。

(2)校园信息化没有真正实施起来。在校园网上承载的传输信息中,多媒体信息的传输量将会越来越大,如多媒体教学,电子阅览、视屏点播等的应用越来越受于人们的关注,但由于网速太慢,师生们在漫长的等待中逐渐失去兴趣。

(3)信息资源建设严重滞后且共享性差。校园网能真正发挥作用,必须通过信息资源的再现才能体现出来。目前许多院校的校园网很多是与一些系统集成商基于先进的硬件设备的解决方案,是设备集成,校园网上信息资源严重不足,内部资源缺乏开发,外部资源访问受限,内容不丰富,数量不够,质量不高。这种“有枪无弹”状况严重地阻碍了校园网的应用。

3、全光迁网络技术逐步成熟,全光迁网络在校园网中的应用能够实现

基于以上存在的问题,为了提高校园网的利用率,也根据全光网络技术的成熟状况,我们提倡在校园网初期建设时就考虑使用全光纤网络方案。

(1)目前,全世界的科学家都在努力研究下一代网络技术,以满足终端用户对于传输速度和稳定性日益增长的需求。

(2)美国的National LambdaRail (NLR)就在通过一种全光纤网络(Optical networking)连接全美的各个大学,这一计划对于未来的商用市场有着巨大的潜在影响力,很多网络专家甚至将该计划同互联网的出现相提并论。

(3)在2008年8我国成功举办了奥运会,其中网通全光纤网覆盖奥运场馆。为保障奥运通信所需要的宽带业务,中国网通成功实现了宽带奥运的构想,构建了连接7个城市所有奥运场馆的智能化的全光纤网络。

(4)全光纤网络技术在住宅小区中也得到了一定的应用。

4、全光迁网络应用的优点

基于波分复用的全光通信网比传统的电信网具有更大的通信容量,具备以往通信网和现行光通信系统所不具备的优点:(1)全光网结构简单,端到端采用透明光通路连接,沿途没有光电转换与存储,网中许多光器件都是无源的,便于维护、可靠性高。(2)加入新的网络节点时,不影响原有的网络结构和设备,降低成本,具有网络可扩展性。 (3)全光网以波长选择路由,对传输码率、数据格式及调制方式均具有透明性,可提供多种协议业务,可不受限制地提供端到瑞业务。 (4)可根据通信业务量的需求,动态地改变网络结构,充分利用网络资源,具有网络可重组性。 (5)全光网提供的业务类型也是光电网不可比拟的。

全光网提供宽带信息业务,包括数据、音频和视频通信,可以把全光网支持的业务及应用分为三类:

(1)传统数字信号业务 其数据速率范围从低速KbpS至高速GpbS,如异步传送模式(ATM)、局域网的互连、多路数字电话、以太网等。(2)模拟信号业务 如有线电视(CATV)节目的多路传送。(3)用户需要光接口业务 高速数据和多媒体业务,包括视频工作站、大规模数据库和多路高清晰度电视等,这将是全光网业务的主流。

参考文献:

[1]王磊之《新型全光纤网络的攻击检测》

[2]GB50311-2007《建筑物与建筑群综合布线系统工程设计和施工规范》

[3]GB50312-2007《建筑物与建筑群综合布线系统工程验收规范》

[4]王公儒《西元网络综合布线实训室技术白皮书》

[5]王公儒《网络综合布线工程技术实训教程》