接入网规划设计

　 接入网规划设计

　 内容摘要 通过光纤接入及光纤接入网概念的了解，目前光纤接入网技术、互联网技术的发展及用户通信需求增长的分析，结合双江目前用户分布情况及双江现用设备的优缺点，进行光纤网络结构设计，确定网络拓扑结构，画出网络拓扑结构图，所选设备种类型号确定，ONU 设备位置、数量，光纤中继距离的计算，设计规划中还涉及 IP 地址及 VLAN 规划、光功率计算、保护方式设计等；随着接入网光纤化的进一步发展，网络的保护具有重要的意义。所以在接入网络规划设计中好药进行网络保护设计。

　 本设计主要是县城用户端接入设计，包括县城各区域 ONU 分布情况，光纤芯数及距离，画出了各区域的网络结构分布图，最后还计算出了所设计的用户容量。

　一、概述 1.1 接入网的概念 从整个电信网的角度讲，可以将全网划分为公用网和用户驻地网（CPN）两大块，其中 CPN 属用户所有，因而，通常意义的电信网指的是公用电信网部分。公用电信网又可以划分为长途网、中继网和接入网 3 部分。长途网和中继网合并称为核心网。

　 相对于核心网，接入网介于本地交换机和用户之间，主要完成使用户接入到核心网的任务，接入网由业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间一系列传送设备组成。

　1.2 光纤接入网的概念 光线接入网采用光纤做为主要的传输媒体来取代传统的双绞线。由于光纤上传送的是光信号，因而需要在交换局将电信号进行电光转换变成光信号后再在光纤上进行传输。在用户端则要利用光网路单元（ONU ）再进行光电转换恢复成电信号后送至用户设备。

　1.3 光纤接人网建设的可行性和必要性 1.3.1 光纤接人网建设的必要性 因特网是过去二十几年变化最迅速的技术，从购物、娱乐、交友、到交互式视频、IPTV 等，新业务新技术日新月异，目前，双江县城中绝大多数用户接入段采用铜缆接入、模拟传输方式，已不能满足不断增加的新业务如 IPTV、视频监控、远程教育等新技术。而且传输距离短、扩容能力差、占用管道资源过多、安全可靠性低和维护困难。用户对网络带宽、速率、稳定性的要求日益提高；大用户除有话音、窄带数据需求外还涉及交互式视频等业务，特别是金融部门、政府机关、学校和医院等单位；城市平安城市监控业务急待建设；城市移动基站的扩容与新建； 1.3.2、光纤接人网建设的可行性 主干传输通过近几年多次扩容建设，容量以足以满足，光纤

　 接入网建设需求；县城管道已全部铺设到位。

　目前的用户接入端设备(ONU)从技术已比较成熟，容量已能满足光纤到大楼（FTTB）和光纤到小区（FTTZ）的要求，设备体积也能满足在楼道、墙壁等位置安装。

　二、双江网络结构和运行数据

　 2．1 本次设计采用的技术 本次设计采用 EPON 技术。EPON（Ethernet passive optical networks，以太无源光网络）是一项采用点到多点拓扑结构、利用光纤和光无源器件进行物理层传输、通过以太网协议提供多种业务的宽带接入新技术。这项技术充分结合了无源光网络技术和以太网技术的优势，为在局端中心机房（CO）和终端客户现场之间配置宽带接入光纤线路提供了一种高效低成本的方法。无源光网络技术因其点到多点的拓扑结构、传输中只需要无源器件的特点，具备节省铺设成本，免后期维护的优点，特别适合于接入网领域。EPON 充分结合了无源光网络技术和以太网技术的优势，通过经济高效的结构和技术，为接入网最终用户提供一种最有效的宽带方式。EPON 是由 IEEE802.3EFM 工作组（Ethernetinthe First Mile Study Group）引入的一种新接入技术标准，主要由光线路终端（OLT）、光网络单元/光网络终端（ONU）和光分布网络（ODN）组成。OLT 放置在中心交换局侧（CO），ONU 放置在用户端。EPON 中传送 IEEE802.3 规定的以太数据帧。

　 2．2 双江县城网络建设情况

　双江县城有 3 万余人，共 1 万 5 千户。目前有宽带用户 2600户，固定电话用户 5600 户，城出口长途传输容量已达 14G，县 城城域网网络已基本建成，共有 9 个光交箱，光缆 680 芯。

　2.3 本设计所涉及的用户群状况构成

　本设计所涉及的用户群为 2600 户宽带用户，较大的单位用户 20 户，学校 5 个。其中各片区用户如下：

　沙河田园路片：240 户宽带用户，潜在用户 200 户，需要安装 EPON 设备 3 个； 沙河中学片：学校 1 个、宽带用户 166 户，潜在用户 100 户，需要安装 EPON 设备 2 个； 双江县农场片：宽带用户 260 户，需要安装 EPON 设备 2 个； 双江县县委片：宽带用户 160 户，潜在用户 100 户，需要安装 EPON 设备 2 个； 双江县老城区片：宽带用户 450 户，潜在用户 300 户，需要安装 EPON 设备 4 个; 双江县铁厂片：宽带用户 246 户，潜在用户 100 户，需要安装 EPON 设备 2 个； 双江县政府片：目前款第用户 379 户，潜在用户 100 户，需要安装 EPON 设备 3 个； 双江县城北开发区：目前宽带用户 285 户，潜在用户 100 户，需要安装 EPON 设备 3 个；

　 双江县怡安小区：目前宽带用户 346 户，潜在用户 200 户，需要安装 EPON 设备 25 个个（每个楼一个）。

　2.4 现行用户接入方式及接入业务状况 目前用户基本采用铜缆+双绞线接入方式接入，而且铜缆距离大部分在 1 公里以上，双绞线距离在 150 米以上。

　2.5 宽带用户发展预测 现有宽带用户 2600 户，未来 3－5 年潜在发展用户预计为3000 户，单位用户 ADSL 用户 120 户，单位 LAN 用户 56 户，未来预计所有单位用户发展为 LAN 用户。

　三、双江县城光纤接入网规划设计方案 3.1 接入方式的选择 由于视频监控、视频会议、自动办公等各项新业务的逐步推广，总体网络规划以"千兆到小区、百兆到大楼、十兆到用户"为实现基础，由于本次设计是在，城市城域网网络已建成的情况下对县城各单位、 个人用户提供互联网接入的网络规划设计，所以根据情况采用以下两种接入方式：

　FTTC 即光纤到路边接入方式：主要为住宅用户提供服务。ONU 放置在路边，从 ONU 出来用同轴电缆+室外双绞线的方式接入到用户家，如个别用户需要也可将从 ONU 设备再放光纤到用户家，为了以后用户接入宽带考虑，只使用语音业务的普通固定电话用户接入段也采用铜芯室外双绞线，对目前已使用宽带业务的用户全部将用户引入段接入线换为铜芯线，对目前只使用语音业

　 务的用户，可在用户申请使用宽带业务时将接入线更换为铜芯线。

　FTTB 即光纤到大楼接入方式：一种是为公寓大楼用户服务，实际上只是把 FTTC 中的 ONU 从路边移至公寓大楼内；另一种是为办公大楼服务的，ONU 设置在大楼内的配线箱处，为大中型企事业单位及商业用户服务，提供高速数据、电子商务、可视图文、视频监控、远程医疗、远程教育等宽带业务。

　FTTB 与 FTTC 并没有什么根本不同，两者的差异在于服务的对象。

　3.2 接入网网络结构设计 在一些经济发达的地区，如北京、上海、广州和深圳等地，已基本建成了覆盖城市的光纤接入网络，初步实现了 fYITrB、fYITrC。由于人们对数据通信和宽带通信的需求越来越高，现有的 ISDN、ADSL 等上网方式已不能满足人们对各种电信新业务的需要，必须采用高带宽、高质量的光纤接入技术。光纤接入的内涵及主要方式接入网中主干系统部分采用光纤作为传输媒介即称为光纤接入技术。光纤接入利用高速光纤链路为网络用户提供高带宽、高质量的网络接入技术，它的优点是通信容量大、质量高、性能稳定、抗电磁干扰和保密性强。光纤接入技术根据采用的传输方式和提供的业务的不同，其主要的技术有两种：PON 技术和综合接入技术。1PON 系统接入 EPON 系统主要应用于一些对带宽需求高、但对 QoS 没有严格要求的场合，如网吧客户。GPON

　 技术是 FSAN／ITU 继 APON 以后制定的又一宽带 PON 标准，已经形成了 ITUG．984．X 系列标准。综合接入技术综合接入设备分为局端和用户端两类设备，用户端设备称为光网络单元(ONU)，局端设备称为光线路终端(OLT)，一般支持两种组网方式：ONU单独组网和 0NU+0LT 结合组网。宽窄带综合接入能够实现宽窄带业务的统一管理、降低接入网运维成本，能通过统一接入平台提供多种业务的综合接入，用户侧接口主要包括 POTS、ISDN、V．35、ADSL、VDSL、SHDSL 等，网络侧可通过 V5．2、DDNE1、ATM155／622M、FE／GE 接口分别与 PSTN、DDN、ATM、IP 网络实现互联，对业务进行分离。城市光纤接入网络建设原则和步骤根据城市的总体经济水平及通信技术的发展现状，目前建设接入网时应有计划地进行，网络的发展应适度超前业务的需要，基本原则是：做好网络规划；抓住重点，重视投资综合效益；分清层次，有序进行，先建主干光缆网，后建配线光缆网，设备按需投入。

　网络建设的步骤是：(1)将用户划分为规划小区和大用户两类，进行业务预测；(2)明确综合目标局；(3)规划光网络单元(ONU)的容量、覆盖范围；(4)针对 ONU 的分布，考虑主干光缆环的路由、纤芯数的取定及光交接点的设置。

　城市光纤接入网络建设解决方案：（1）综合目标局设置交换网络的少局所、大容量、广覆盖是发展趋势，因此在接入网组网规划时应尽量少设目标局，而以较大的端局做为光缆收敛局，为将来减少小局所，形成大容量局集控网络做准备。（2）光纤接入

　 网网络组织结构为了使接入网网络结构清晰、明了，以利于将来的维护管理，同时也为有利于逐步推进接入网的光纤化、提高网络利用率、节省投资、使接入网由窄带向宽带平滑过渡，在建设时可将接入网分为主干层、分配层、引入层三层结构。

　主干层主要由业务节点、主干光缆和主干光节光纤接入网的规则没汁点构成。主干层以环型网络结构为主，主干光节点应配置光交接箱，以利于光纤的交接配线；分配层主要由用户光节点、小芯数配线光缆构成．分配层以采用星型、树型拓扑结构为主；引入层考虑多种接入方式：HFC、ADSL、双绞线、五类线等，具体视业务需求和种类而定。

　主干光缆网络结构目前主干光缆可采用环形、星形及总线形三种结构。环型结构有利于调整不同地区光纤接入系统分布的不均衡，用纤相对灵活，并可实现不同路由的冗余光纤保护，网络安全性高。

　主干光缆必须要保证网络的安全，能适应网络将来的发展演变，易于各种接入技术的采 用。所以主干层采用环型网，它既方便形成有自愈功能的环型网，又能提供纤 芯保护的星型网。同时能经过两个端局，从而实现电路双归保护，为日后的业务双归创造条件。分层、引入层可根据具体情况，分别采用星型和线型结构。

　3.3 总体网络拓扑结构图如图 3-1

　 市局环耿马凤庆永德镇康云县沧源双江各县公司接口设备160G华为汇聚交换机中兴光交换机老城区OLT铁厂ONU老城区ONU政府ONU用户用户城北区OLT县委片OLT沙河片OLT田园路ONU沙河ONU县委ONU农场ONU城北小区ONU怡安小区ONU

　图 3-1 3.4、接入网设备选型 光纤接入网是指在接入网中用光纤作为主要传输媒介来实现信息传送的网络形式。光纤接入网的组网方式可以有总线结构、环形结构、星形结构。它的主要特点是：可以传输宽带交换型业务和多种业务，且传输质量好，可靠性高；网径一般较小，可不需要中继器；具有 V5 接口功能，不同设备之间完成 H-ISDN业务基本解决；能够提供人值守条件，具有各种监控功能等。

　目前采用的光纤接入网在维护管理存在的问题：（1）首先是网管功能较为单一，它与现行交换机的网管系统不兼容，只能建立单独的接入网网管系统，不同厂家的接入网管系统也不能相联，给

　 电信维护管理带来很大的困难；（2）其次是集中测试功能。目前，我局用户测试只能在 ONU（光网络单元）增加测试板，测试结果也不太准确。

　 农村用户需求主要还停留在传统的语音业务上，接入网可以提供多种业务的接入，但也是综合业务发展的过渡阶段，交换的发展方面是 ATM 交换机。（4）缺乏互连互通的标准，接入网建成后，其网管要与“九七工程”中相关子系统、本地网交换、传输、动力网管相连，以利于运行维护的正常运行，然而现成接入网没有互连，其原因是缺乏规范。

　3.4.1 本次设计中设备选型 3.4.1.1 设备类型 汇聚交换机为华为 160G; OLT 设备为华为：SmartAX MA5680T； ONU 设备为：华为 MA5616: 3.4.1.2 设备新能特点 华为 160G 汇聚交换机：

　为运营级汇聚交换机，提供大容量、高密度、模块化体系架构，提供二、三层线速转发能力，具有强大组播功能、VLAN 交换功能、完善的 QoS 保障、有效的安全管理机制和电信级的高可靠设计，满足城域接入网对 Multi-Play 业务承载和业务灵活分类、分流的组网需求。

　华为 SmartAX MA5680T-EPON/GPON 系统 OLT 光接入设备：

　 MA5680T 支持目前所有的光接入方式，包括：EPON、GPON、千兆光以太网、百兆光以太网，只需插入不同的接口板就可以支持不同的光接入方式，各种光接口板可以随意的混插，为运营商提供了一个极其灵活的光接入平台：可以提供 EPON 和 GPON 的接入方式，实现 FTTX，并且可以避免技术选择的风险；可以提供千兆光以太网接口，作为 DSLAM 或交换机的光汇聚设备；可以提供百兆光以太网接口，作为大客户的高速接入；MA5680T 作为接入层光纤接入的汇聚平台，可以提供丰富的光纤接入手段，满足接入层多样化的接入需求。和多元的光接入手段相配套的，是多样化的远端 ONU，根据光纤延伸的位置不同，MA5680T 可以提供不同类型的 ONU，包括家庭型、楼道型、户外型等，为运营商提供完整的 FTTX 解决方案。特别是 MDU 设备，上行支持 EPON/GPON/GE接口，下行支持 ADSL2+/VDSL2 双绞线接入，与 MA5680T 配合，实现光进铜退，在现有的铜缆网上提供高速的宽带接入。

　是一种比较标准的接入设备，能提供 ISDN 等业务；能通过信令转换架与母局交换机相联，开通 N0.7 信令，能提供 V5 接口； 组网方式灵活，在组成环形网时有自愈环功能。

　华为 ONU 设备 MA5616: 提供 ADSL 业务板，支持所有 4 个槽位满配； 提供 VDSL2 业务板，支持所有 4 个槽位满配；提供 POTS 业务板，支持所有 4个槽位满配。最大接入用户线的配置如下：

　纯 POTS 配置，最大支持 256 路 POTS 用户接入，支持 64 路

　 POTS VoIP 同时在线。纯 ADSL 配置，支持 AC、DC。最大支持 128路 ASDL 用户接入。纯 VDSL 配置，支持 AC、DC。最大支持 64 路(内置 SPL)VDSL 用户接入。MA5616 支持 FTTB/FTTC 组网应用，作为 MDU 设备为小区用户提供业务接入，通过 PON 接口上行至OLT 或通过 GE 接口上行至 BRAS。

　MA5616 组网灵：对于语音业务：POTS 终端经由 MA5616 和OLT 最终接入 IP 网络或通过 GE 上行接入 IP 网络。对于数据业务：PC 由 MA5616 接入 OLT 上行或通过 GE 上行经 BRAS 设备接入IP 网络。对于视频业务：可采用 IPTV 方式，为终端用户提供视频业务。MA5616 作为 MDU 设备，支持上行 EPON/GE/GPON 接口，下行 POTS 接口/VDSL2 接口。MA5616 可以利用 EPON/GE/GPON 网络覆盖广，组网灵活，维护成本低的特点，和 OLT 设备配合向用户提供高带宽的业务接入，同时扩容 OLT 的接入用户。

　3.4.2 接入网技术的发展方向 有线、无线综合接入网技术迅速发展，总的方向是综合、全业务的接入网；光纤接入网的优势日益明显，“光纤尽可能接近用户”的战略已是公认的发展方向。光纤到路边（FTTC），光纤到大楼（TFFB），光纤到小区（FTTZ），光纤到户（TFFH）已成为接入网发展的大趋向； 新的 V5 接入网标准接口的出现，促进了光纤接入网的迅速发展，V5 接口统一了标准，便于建设管理、维护、运行；与多种业务平台相融洽的接入网网管系统体系是今后的发展方向。

　 四、ONU 位置的设置及容量的计算 4.1ONU 位置选择的作用 ONU 的作用是为光接入网提供直接的或远端的用户侧接口，处于 ODN 的用户侧。ONU 的主要功能是终结来自 ODN 的光纤处理光信号并为用户提供业务接口。ONU 的网络侧是光接口而用户侧是电接口，因此 ONU 需要有光/电和电/光转换功能，还要完成对语声信号的数/模和模/数转换、复用、信令处理和维护管理功能。其位置有很大灵活性，既可以设置在用户住宅处，所以本次规划将 OAN 分为两种应用类型，即光纤到路边（FTTC），光纤到楼（FTTB）；在 FTTC 结构中引入线部分是用户专用的，现有铜缆设施仍能利用，因而可以推迟引入线部分（有时甚至配线部分，取决于 ONU 位置）的光纤投资，具有较好的经济性；这样相当于预先敷设了一条很靠近用户的潜在宽带传输链路，一旦有宽带业务需要，可以很快地将光纤引至用户处，实现光纤到家的战略目标。同样，如果考虑到经济性需要也可以用同轴电缆将宽带业务提供给用户；由于其光纤化程度已十分靠近用户，因而可以较充分地享受光纤化所带来的一系列优点，诸如节省管道空间，易于维护，传输距离长，带宽大等。

　FTTB 也可以看作是 FTTC 的一种变型，不同处在于将 ONU 直接放到楼内（通常为居民住宅公寓或小企事业单位办公楼），再经多对双绞线将业务分送给各个用户。FTTB 是，所以本次怡安小区、比较集中的办公楼将采用 FTTB 接入方式。

　 4.2OLT、ONU、ODN 组网图：如图 4-1

　 图 4-1 OLT 放在中心机房，ONU 为用户端设备。ODN（Optical Distributed Network，光纤分配网）是光配线网，主要由一个或数个光分离器（Splitter）来连接 OLT 和 ONU，用于分发下行数据并集中上行数据。OLT 既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，提供面向无源光纤网络的光纤接口。OLT 除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的 QoS/SLA（服务水平协议）的不同要求进行带宽分配，网络安全和管理配置。Splitter 是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中，一般一个 Splitter 的分线率为 2、4 或 8，并可以多级连接。在 EPON 中，OLT 到 ONU 间的距离最大可达 20km，如果使用光纤放大器（有源中继器），距离还可以延长。

　4.3 双江县城电信光交接箱分布图：如图 4-2

　 - 2 -沙河田园路片沙河中学农场片县委片政府片铁厂片老城区片城北开发区怡安小区主干光缆光交接箱

　 图 4-2

　4.4 各片区光纤接入分布情况及光纤长度 1.田园路片光纤接入分布图如图 4-3 - 3 -田园路光交接箱田园路光交接箱128 路防疫站ONU128 路防疫站ONU36 路运政所ONU36 路运政所ONU社 沙河供销社128路 路ONU社 沙河供销社128路 路ONU用户铜缆铜缆用户铜缆用户2 8 芯2 公里2 8 芯2.5 公里2 8 芯2.5 公里

　图 4-3

　2.沙河片光纤接入分布图如图 4-4：

　 - 4 -沙河中学光交接箱沙河中学光交接箱56 路沙河中学ONU56 路沙河中学ONU区 尹甸社区128路 路ONU区 尹甸社区128路 路ONU用户铜缆铜缆用户2 8 芯2.8 公里2 8 芯2.2 公里

　图 4-4 3.农场片光纤接入分布图如图

　- 5 -农场片光纤交接箱农场片光纤交接箱128 路农场片ONU128 路农场片ONU36 路中学ONU36 路中学ONU用户铜缆铜缆用户1 8 芯1.5 公里2 8 芯2.7 公里

　 图 4-5

　4.县委片光纤接入分布图如图 4-6

　 - 6 -县委片光纤交接箱县委片光纤交接箱128 路县委片ONU128 路县委片ONU56 路广电局ONU56 路广电局ONU用户铜缆铜缆用户1 8 芯1.5 公里1 8 芯1.5 公里

　图 4-6 5.老城区片光纤接入分布图如图 4-7 - 12 -- 7 -老城区光纤交接箱老城区光纤交接箱128 路电信公司ONU128 路电信公司ONU128 路烟草公司ONU128 路烟草公司ONU128 路五金社ONU128 路五金社ONU用户铜缆铜缆用户铜缆用户128 路商业局ONU128 路商业局ONU铜缆用户0 8 芯0.5 公里1 8 芯1.5 公里1 8 芯1.8 公里1 8 芯1.2 公里

　图 4-7

　6.铁厂片区光纤接入分布图如图 4-8

　 - 9 -铁厂片光纤交接箱铁厂片光纤交接箱128 农具厂片ONU128 农具厂片ONU128 路铁厂片ONU128 路铁厂片ONU用户铜缆铜缆用户0 8 芯0.5 公里0 8 芯0.5 公里

　图 4-8

　7.政府片光纤接入分布图如图 4-9 - 10 -政府片光纤交接箱政府片光纤交接箱128 政府片ONU128 政府片ONU56 路司法局ONU56 路司法局ONU128 路后城片ONU128 路后城片ONU用户铜缆铜缆用户铜缆用户0 8 芯0.8 公里1 8 芯1.5 公里1 8 芯1.2 公里

　 图 4-9

　8.城北开发区光纤接入分布图如图 2-10

　 - 11 -城北开发区光纤交接箱城北开发区光纤交接箱56 国税局片ONU56 国税局片ONU56 路检察院ONU56 路检察院ONU56 路环保局ONU56 路环保局ONU用户铜缆铜缆用户铜缆用户0 8 芯0.8 公里1 8 芯1.2 公里1 8 芯1.0 公里

　图 4-10

　9.怡安小区区光纤接入分布图如图 4-11 - 7 -怡安小区光纤交接箱怡安小区光纤交接箱36 路1栋 栋ONU36 路1栋 栋ONU36 路2栋 栋ONU36 路2栋 栋ONU36 路24栋 栋ONU36 路24栋 栋ONU用户铜缆铜缆用户铜缆用户36 路25栋 栋ONU36 路25栋 栋ONU铜缆用户3 －22栋 栋ONU3 －22栋 栋ONU用户铜缆0 8 芯0.8 公里0 8 芯0.8 公里0 8 芯0.8 公里0 8 芯0.8 公里0 8 芯0.8 公里

　 图 4-11 整个县城初期供需 46 套 ONU 设备。

　五、中继光纤距离计算 从长远的观点看，光接入网必须能提供宽带图像业务，包括交互型和分配型的图像业务。目前ONU设备已具备LAN端口接入，

　 所以此方安将 ONU 设备在城区范围内均衡分布，从 ONU 到用户铜缆交箱的距离不超过 200 米，已能满足目前和今后 3 年的用户发展需求。总共需要 8 芯光纤 52.5 公里。

　双江县县委、政府、双江县农业银行、双江县中学等单位的电子政务、视频会议、监控、远程教学等业务的通信使用已考虑本次设计考虑中。

　六、IP 地址分配设计 6.1

　IP 地址的概念 第一阶段：IP 地址是由网络号与主机号组成，长度 32 位，用点分十进制方法表示，这样就构成了标准分类的 IP 地址。

　第二阶段：在标准分类的 IP 地址的基础上，增加子网号的三级地址结构。

　第三阶段：无类域间路由，超网技术 CIDR。

　第四阶段：网络地址转换技术 NAT。

　6.2 标准分类的 IP 地址 A 类地址：A 类地址的网络号的第一位是 0，其余 7 位可以分 配 ； A 类 地 址 有 2^7 = 128 个 网 络 ， 范 围 是 ：0.0.0.0~127.255.255.255 ； 其 0.0.0.0~0.255.255.255 ，127.0.0.0~127.255.255.255 作 为 特 殊 地 址 : 10.0.0.0~10.255.255.255 作为专用地址。因此，有 125 个网络可以分配。每个网络可以分配给 2^24 个主机号，但主机号全 0和全 1 的两个地址保留用特殊目的。故每个网络可以有 2^24 –

　 2 = 16777214 个主机。

　B 类地址:B 类地址的网络号长 14 位，第一字节前 2 位是 10，网络号总数为 2^14 = 16384。B 类地址的主机号长 16 位，因此每个 B 类网络可以有 2^16=65536 个主机号。但全 0 和全 1 用作特殊目的。所以可分配的只有 65534 个主机。

　C 类地址:C 类地址的网络号长 21 位，第一字节的前 3 位是110。网络号总数为 2^21=2097152。主机号长度为 8 位，可以有2^8 = 256 个。但但全 0 和全 1 用作特殊目的。

　特殊地址：特殊 IP 地址包括：直接广播地址，受限广播地址，“这个网络上的特定主机”地址，回送地址。

　直接广播地址：在 A、B、C 类 IP 地址中，如果主机号是全 1，那么这个地址为直接广播地址，它是用来使路由器将一个分组以广播方式发送给特定网络上的所有主机。（主机号全 1）。

　受限广播地址：32 位全为 1 的 IP 地址为受限广播地址，用来将一个分组以广播方式发送给本地网络中的所有主机。路由器会阻挡该分组通过。（全为 1）“ 这个网络上的特定主机”地址。当一个主机或一个路由器向本地网络的某个特定的主机发送一个分组，那么它需要使用“这个网络上的特定主机”地址。“这个网络上的特定主机”的网络号为全 0，主机号为确定的值。这样的分组会被限定在本地网络内部，由主机号对应的主机接收。（网络号全 0）

　回送地址：A 类地址中的 127.0.0.0 是回送地址，它是一个

　 保留地址。回送地址是用于网络软件测试和本地进程间通信。

　TCP/IP 协议规定，含网络号为 127 的分组不能出现在任何网络上；主机和路由器不能为该地址广播任何寻址信息。

　Ping 程序可以发送一个将回送地址作为目的地址的分组。以测试 IP 软件能否接收或发送一个分组。

　一个客户进程可以使用回送地址作为目的地址的分组给本地的另一个进程，用来测试本地进程之间的通信状况。

　6.3 划分子网的三级地址结构 子网的概念：

　标准分类的 IP 地址存在两个问题：一是 IP地址的有效利用率问题，二是路由器的工作效率问题。提出子网概念的基本思想是：允许将网络划分成多个部分供内部使用，但是对于外部仍然像一个网络一样。

　划分子网的地址结构：IP 地址是层次型结构的，长度 32 位。标准的 A、B、C 类 IP 地址是包括网络号与主机号的两级层次结构。划分子网技术的要点是：

　三级层次的 IP 地址：网络号、子网号、主机号；同一个子网中所有的主机必须使用相同的子网号；子网的概念可以应用于 A、B、C 类中的任意一类 IP 地址中；子网之间的距离必须很近。（从路由器的工作效率考虑）

　子网掩码的概念：如何从一个 IP 地址中抽取出子网号。因此，人们提出了子网掩码概念；子网掩码 = （网络号 + 子网号）部分全 1，主机号全 0；如果路由器在处理划分子网之后的三层结构 IP 地址时，需要给它 IP 地址和子网掩码；子网号是在原主

　 机号中借号的，原网络号不变；IP 协议允许使用变成子网的划分。

　6.4 无类域间路由 CIDR 技术 无类域间路由的概念：

　CIDR 使用“网络前缀”代替“网络号 + 子网号”，形成新的无分类的二级地址结构，即 IP 地址表示为：网络前缀 + 主机号。

　CIDR 不在使用子网的概念：

　CIDR 使用斜线记法，即用 CIDR给出的地址 200.16.23.0/20，表示 32 位地址中，前 20 位是网络前缀，后 12 位是主机号；CIDR 将网络前缀相同的连续的 IP地址组成一个“CIDR 地址块”； CIDR 的广播地址采用原来的方法，将主机号置为全 1，就是特定网络的广播地址。

　无类域间路由的特点：地址聚合和路由聚合。

　6.5 专用 IP 地址与内部网络地址规划方法 全局地址和专用地址：使用 IP 地址的网络有 2 种情况：

　将网络直接连接到 Internet；内部网络，不直接连接到 Internet。使用专用地址规划一个内部网络地址系统时，首选的方案是使用A 类地址中的专用 IP 地址块。理由是：该地址块覆盖从 10.0.0.0到 10.255.255。255 的地址空间，由用户分配的子网与主机号的总长度为 24 位，可以满足各种专用网络的需要；A 类专用地址特征比较明显。一看便知。（这算是什么理由？）当然 B 类的 16个专用地址块和 C 类的 256 个专用地址块也可以使用。

　 NAT 方法：网络地址转换技术适用于四类应用领域：① ISP、ADSL、有线电视的地址分配；② 移动无线接入地址分配；③ 电子政务内网地址分配；④ 防火墙相结合。

　在使用专用 IP 地址设计的内网中，如果内网的主机要访问Internet 或外部网络的主机时，也需要使用网络地址转换 NAT技术。

　在内部网络主机之间的访问就使用专用 IP 地址，只有离开内部网络取访问外部网络的时候，才使用全局 IP 地址。

　如果内网用户希望访问 Internet 的某个站点，那么它的访问请求到达连接 Internet 的路由器时，执行 NAT 协议的路由器就可以从它公用的 IP 地址池中为用户临时分配一个全局 IP 地址。将内部用户的专用 IP 地址转换成公用地址，完成用户访问Internet 的请求后，路由器收回全局 IP 地址。NAT 常和代理、防火墙技术一起使用。

　NAT 方法的局限性：（1）违反了 IP 地址结构模型的设计原则；（2）NAT 使得 IP 协议从面向无连接变成面向连接；（3）NAT违反了基本的网络分层结构模型的设计原则；（4）影响安全性。

　6.6 IPv6 地址规划方法：

　IPv6 地址分为：单播地址，组播地址，多播地址，特殊地址；IPv6 支持地址自动配置；IPv6 采用 128 位的 IP 地址，按每16 位划分为一个位段，每个位段被转换成一个 4 位的十六进制数，并用冒号：隔开，这种表示法称为冒号十六进制表示法。

　 压缩方法：① 通过压缩某个位段中的前导 0 来简化 IPv6 地址的表示；② 如果几个连续位段的值都为 0，那么这些 0 就可以简写为，称为双冒号表示法。

　IPv6 地址表示时需要注意的问题：① 在使用零压缩法时，不能把一个位段的有效 0 也压缩掉。E0 不能压缩成 E，0E 可以压缩成 E；② ：：双冒号在一个地址中只能出现一次。如0:0:0:2AA:12:0:0:0,，一种压缩情况是::2AA:12:0:0:0,另一种是 0:0:0:2AA:12::。不能写成::2AA:12::；③ 确定::之间代表了被压缩的多少位 0，可以数一下地址中还有多少个字段，然后用 8 减去这个数，再将结果乘以 16；④ IPv6 不支持子网掩码，它只支持前缀长度表示法，类似于 IPv4 中的 CIDR 表示方法。

　6.7IP 地址规划方法：

　6．8 步进行：

　（1）判断用户对网络与主机数的要求；（2）计算满足用户需求的基本网络地址结构；（3）计算地址掩码；（4）计算网络地址；（5）计算网络广播地址；（6）计算网络的主机地址。

　6.9 子网地址规划需要考虑的 5 个问题：

　（1）这个被选定的子网掩码可以产生多少个子网；（2）每个子网内部能有多少个合法的子网号；（3）这些合法的主机地址是什么；（4）每个子网的广播地址是什么；（5）每个子网内部合法的网络号是什么。

　6.10 本次设计具体 IP 地址方案及分配表

　 6.10.1IP 地址使用方案 0LT、ONU 等设备级采用静态专用 IP 地址，到用户级采用动态获取 IP 地址； 6.10.2、本次设计中设备级 IP 地址分配情况

　双江县城光纤接入网规划设计 IP 地址分配 地址 网关 IP 地址 老城片 OLT 设备 60.161.135.1 60.161.135.2 城北片 OLT 设备 60.161.135.1 60.161.135.3 县委片 OLT 设备 60.161.135.1 60.161.135.4 沙河片 OLT 设备 60.161.135.1 60.161.135.5 田园路 ONU 60.161.135.1 60.161.135.6 沙河 ONU 60.161.135.1 60.161.135.7 农场 ONU 60.161.135.1 60.161.135.8 县委 ONU 60.161.135.1 60.161.135.9 老城区 ONU 60.161.135.1 60.161.135.10 政府 ONU 60.161.135.1 60.161.135.11 铁厂 ONU 60.161.135.1 60.161.135.12 城北 ONU 60.161.135.1 60.161.135.13 怡安小区 ONU 60.161.135.1 60.161.135.14

　七、网络保护方式的设计:

　 7.1 网络保护的概念及方式 为了提高业务传送的可靠性，SDH 传送网提供了一整套保护和恢复策略。保护和恢复概念的区别在于：保护只能利用传送节点间预先安排的容量，一定的备用容量为一定的主用容量所用，备用资源无法在网络大范围内共享。最简单的体系是每个工作实体有一个专用的保护实体（1＋1）。

　最简单的自愈网形式就是传统 PDH 系统采用的线路保护倒换方式。即当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度后，系统倒换设备将主信号自动转至备用光纤系统传输，从而使接收端仍能接收到正常的信号而感觉不到网络已出故障。这种保护方式的业务恢复时间很快，可短于 50ms，它对于网络节点的光或电元部件失效故障十分有效。但是，当光缆被切断时，往往是同一根光缆里的所有光纤一起被切断，这种保护方式就无能为力了。进一步的改进是采用地理上的理由备用。这样，当主通道路由光缆被切断时，备用通道路由上的光缆不受影响，仍能将信号安全的传输到对端。这种路由备用方法配置容易，网络管理很简单，仍保持了快速恢复业务的能力。但该方案需要至少双份的光纤光缆和设备，而且通常备用路由往往较长，因而成本较高。此外，该保护方法只能保护传输链路，无法提供网络节点的失效保护，因此主要适用于点对点应用的保护。对于两点间有稳定的较大业务量的场合，例如在接入网中对于业务量较大的大客户及重要用户，路由备用线路保护仍为一种较好的保护手段。

　 将网络节点连成一个环形，可以进一步改善网络的生存性，降低成本。由于在接入网中主要是提倡以环形网组网为主，因此接入网的保护方式也主要地是以 SDH 自愈环保护为主。

　对于 SDH 自愈环，主要划分为两大类：即通道倒换环和复用端倒换环（或称线路倒换环）。对于通道倒换环，其业务量的保护是以通道为基础的，倒换与否按离开环的每一个别通道信号质量的优劣而定，通常利用简单的通道 AIS 信号来决定是否应进行倒换；对于复用段倒换环，业务量的保护是以复用段为基础的，倒换与否根据每一对节点间的复用段信号质量的优劣而定。当复用段出现问题时，整个节点间的复用段业务信号都转向保护环。通道倒换环与复用段倒换环的一个重要区别是前者往往使用专用保护，即正常情况下保护段也在传业务信号，保护时隙为整个环专用。而后者往往使用公用保护，即正常情况下保护段是空闲的，保护时隙由每对节点共享。据此又分为专用保护环和公用保护环。典型的 SDH 自愈环包括：二纤单向通道保护环、二纤双向通道保护环、二纤单向复用段共享保护环。

　7.2 本次设计中采用的保护方式 由于双江县城较小，主管光缆较短（500 米），所以骨干光纤保护倒换方式将是提高 EPON 系统在网络中应用中可靠性的主要保护倒换方式。

　因此骨干光纤采用保护倒换方式和光纤全保护倒换方式，即局端汇聚交换机到总光交换机之间采用光纤全保护倒换方式；EPON 系统中简单骨干光纤保护倒换的实现 3.1

　 EPON系统简单骨干光纤保护倒换实现思路 为了实现简单的骨干光纤保护倒换，EPON 系统应由光线路终端（OLT）、工作光纤、保护光纤、2:N 光分路器、光网络单元（ONU）组成，其中 OLT内包括保护倒换控制模块（在工作光纤故障的情况下，发出切换信号来控制系统的保护倒换）、PON 模块（接收光接入网提供的光信号并发送该光信号到用户侧，同时 PON 模块可根据与其耦接的光纤的工作情况发出告警信息， 系统正常工作时，保护倒换控制模块在线监测 OLT PON 模块的工作状态和相关告警信息，当保护倒换控制模块接收到来自 OLT 的线路故障、信号劣化等告警信息时，根据预设的机制进行判断是否进行倒换，并触发光开关实现切换，从而实现 EPON 系统骨干光纤的主备倒换。

　光开关完成倒换后，由于主、备用光纤的长度不可能完全相同，为避免上行业务冲突，控制模块会同时触发 PON 模块重新发起发现、测距、注册等过程，从而完成 EPON 系统业务的保护倒换。

　考虑成本及故障受影响程度，OLT 到 ONU 点对点之间采用单仟双芯备用保护方式。

　主要参考文献

　（1）

　中国邮电电信总局. 关于接入网发展建设实施意见 . 电信技术，1998（2）；接入网发展规划的思路和方法. 邮电设计技术，1998（5），作者：王溪澄，李重严;

　 （3）国际电联标准部（ITU—T）；

　 （4）光纤接入网规划设计手册：作者：王庆 ，出版社：人民邮电出版社；

　（5）

　城市光纤接入网的规划设计――《光通信技术》 2004 年 07期

　（6）现代通信接入网技术及标准规范手册，作者：陈东升 ， 出 版 社：中国科技文化出版社。