基于IUV-TPS的PON網(wǎng)絡(luò)虛擬通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

楊歡 孫捷

摘要：針對(duì)PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在三網(wǎng)融合中的應(yīng)用，豐富高校在通信系統(tǒng)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)IUV-TPS虛擬仿真軟件構(gòu)建出PON網(wǎng)絡(luò)虛擬通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。因此，利用虛擬仿真平臺(tái)對(duì)實(shí)際的工程項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，可以解決部分通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的陳舊問(wèn)題，也有利于更加深入的掌握PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在光接入網(wǎng)中的使用。

關(guān)鍵詞：IUV-TPS;PON網(wǎng)絡(luò);實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）29-0015-02

隨著通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷拓展以及寬帶接入技術(shù)的不斷成熟，現(xiàn)有的寬帶技術(shù)面對(duì)陜速的社會(huì)發(fā)展的需求已經(jīng)非常吃力了。而PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展成了未來(lái)多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的首要之選。隨著三網(wǎng)融合在全國(guó)的大力推進(jìn)，PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸成為FTTx從運(yùn)營(yíng)商到用戶的接入網(wǎng)最后一公里的常用解決方案。在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中包含模擬的OLT、POS、ONU等設(shè)備，因此，可以讓用戶很清楚地了解PON技術(shù)的接人設(shè)備。

1PoN技術(shù)概述

PON技術(shù)就是光通信技術(shù)中的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其指的就是位于中心局端的OLT和位于用戶側(cè)的ONU之間的ODN設(shè)備通過(guò)無(wú)源電子器件連接嘲。在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上，PON技術(shù)采用的是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以以扇形的結(jié)構(gòu)節(jié)約資源，服務(wù)大量用戶嘲。目前，EPON和GPON是廣泛使用的PON技術(shù)。

2虛擬仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”趨勢(shì)在各個(gè)行業(yè)的不斷深入，虛擬仿真技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷更新與完善，將真實(shí)的工程操作環(huán)境和虛擬的教學(xué)模擬環(huán)境相結(jié)合，運(yùn)用此類技術(shù)構(gòu)成的虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)具有無(wú)局限的資源共享性、交互操作性等特點(diǎn)，在我國(guó)推進(jìn)應(yīng)用型高校的綜合應(yīng)用能力教學(xué)和信息化教學(xué)上具有非常顯著的優(yōu)點(diǎn)。因此，在虛擬仿真軟件IUV-TPS中進(jìn)行交互式的虛擬仿真操作，不僅有助于在實(shí)驗(yàn)室中將“項(xiàng)目教學(xué)”“教、學(xué)、做”一體化和虛擬仿真教學(xué)等方法的優(yōu)點(diǎn)充分結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮出更好的教學(xué)效果嘲;而且也可以讓學(xué)習(xí)者通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)仿真平臺(tái)，進(jìn)行工程項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主觀能動(dòng)性。所以在仿真軟件中，使用者可以直觀的學(xué)習(xí)到PON技術(shù)在光接入網(wǎng)中的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及設(shè)備的業(yè)務(wù)功能和參數(shù)設(shè)置等配置。

3搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

3.1系統(tǒng)用戶登錄模塊

目前，仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為了保護(hù)用戶的實(shí)驗(yàn)配置和數(shù)據(jù)，采用的是用戶認(rèn)證登錄。用戶根據(jù)注冊(cè)的用戶名和密碼認(rèn)證登錄，這樣就可以為仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)中的實(shí)驗(yàn)資源和數(shù)據(jù)提供安全的保護(hù)和管理。認(rèn)證成功后則允許登錄虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，然后就可以進(jìn)行拓?fù)湟?guī)劃、設(shè)備配置、數(shù)據(jù)配置、業(yè)務(wù)調(diào)測(cè)等操作。

3.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)

由于PON技術(shù)是FTTx的重要實(shí)現(xiàn)形式，所以PON技術(shù)在光接入網(wǎng)中占據(jù)著舉足輕重的位置。在目前三網(wǎng)融合的趨勢(shì)下，作為通信行業(yè)掌握PON技術(shù)是必不可少的。對(duì)于“PON網(wǎng)絡(luò)虛擬通信實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”，要依據(jù)該實(shí)驗(yàn)在實(shí)際工程應(yīng)用中的作用，利用IUV-TPS的虛擬仿真平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)主要包含對(duì)PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的劃分、PON接人設(shè)備的配置、EPON和GPON相關(guān)技術(shù)及組成等多個(gè)環(huán)節(jié)。

在PON網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，OLT是PON網(wǎng)絡(luò)的局端光接人設(shè)備。主要用于連接PON光纖干線的終端設(shè)備，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚分發(fā)、業(yè)務(wù)處理和ODN適配等功能。現(xiàn)階段OLT設(shè)備中配置的PON卡板分成4類，其中EPON和EPON的應(yīng)用較多。在軟件中的OLT設(shè)備包含一款大容量的OLT和一款中小容量的OLT設(shè)備，均含有GPON的接口板。

對(duì)于ONU設(shè)備，根據(jù)場(chǎng)景的不同可分為ONT和MDU。ONT設(shè)備用于FTYH/FTTO場(chǎng)景;而在FTTB/FTTC場(chǎng)景下，一般稱為MDU。

PON的數(shù)據(jù)配置在OLT設(shè)備上完成，實(shí)際上就是對(duì)OLT進(jìn)行數(shù)據(jù)規(guī)劃。根據(jù)用戶的數(shù)量，對(duì)每個(gè)PON口的T-contID、GEMport ID、VLAN等進(jìn)行數(shù)據(jù)規(guī)劃。

圖2為實(shí)驗(yàn)虛擬仿真界面。

4實(shí)驗(yàn)效果評(píng)估

在IUV-TPS虛擬仿真軟件中，可以從拓?fù)湟?guī)劃、設(shè)備配置、數(shù)據(jù)配置以及業(yè)務(wù)調(diào)試等多個(gè)方面對(duì)PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在接人網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)。將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際工程當(dāng)中的項(xiàng)目相結(jié)合，突出應(yīng)用型高校的特色，并且可以作為通信課程拓展實(shí)訓(xùn)中的一部分。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在效果方面具有以下亮點(diǎn)：

1）克服了因部分通信系統(tǒng)設(shè)備的不兼容性、價(jià)格昂貴等因素而造成一些高校采購(gòu)設(shè)備的困難，節(jié)省了高校額外投入的經(jīng)費(fèi)。而且在IUV-TPS虛擬仿真軟件中，可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)要求進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)現(xiàn)PON網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的組網(wǎng)規(guī)劃和配置。

2）利用虛擬仿真技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)際工程中接入網(wǎng)項(xiàng)目結(jié)合的特點(diǎn)，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)任務(wù)在解決辦法上提出自己的見(jiàn)解。在這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，一方面有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力;另一方面，高校構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真平臺(tái)，也促進(jìn)了通信專業(yè)教學(xué)改革的發(fā)展。

5結(jié)束語(yǔ)

本文基于對(duì)IUV-TPS虛擬仿真軟件對(duì)PON技術(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以更加系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)PON技術(shù)的原理知識(shí)和更加詳細(xì)的掌握PON技術(shù)在接人網(wǎng)中應(yīng)用的操作流程。簡(jiǎn)單的安裝操作和便捷的使用方式，可以使快速的熟悉PON技術(shù)知識(shí)。PON技術(shù)的發(fā)展對(duì)未來(lái)三網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)部署也提供了重要的技術(shù)支持。