新型光纤局域网的建设与维护

摘要：信息技术和网络的发展彻底改变了人们的生活，而光纤通信技术的发展，使人们能够在信息高速公路上奔驰。本文阐述了光纤通信的原理以及其在局域网设计方案中的应用。

关键词：光线通信；局域网；可扩展性

中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)15-30702-02

The Construction and Maintenance of New Fiber Optical LAN

LIU Zhao-peng

(HS Shunde District of Foshan City Secondary Specialized Schools,Foshan 528300,China)

Abstract:The information technology and network change the person’s life completely, and the development of fiber optical communication, enable people to run quickly on the information superhighway. The paper has explained the principle of fiber optic communication and its application in design plan of the LAN.

Key words:fiber optic communication;LAN;expanded

1 引言

随着信息技术和网络技术的发展，遍布全球的互联网络正在无时无刻、无所不在地渗透到人们工作、学习和生活中，成为推动社会发展的强大动力。之所以目前全球网络能取得如此迅猛的发展，信息资源共享是其中主要的原因。但是随着网络传输信息的爆炸性增长，网络对带宽的要求越来越高。传统的传输带宽已经不能满足人们对于信息量和传输速度的要求了。于是就产生了一种新的通信技术――光纤通信。本文主要介绍了利用光纤通信技术建立局域网的设计方案以及维护手段。

2 光纤局域网的分类

局域网通常开始的时候规模较小，结构相对简单，对性能的要求则因应用的不同而差别较大。一般的局域网限于某个企业、学校或者小区。光纤局域网和一般的局域网相比主要是由于光纤和同轴电缆、双绞线相比的不同而导致的。

按照拓扑结构的不同，光纤局域网可以分为以为几类：

2.1 无源星型结构

无源星型拓扑结构中最主要的元件是“无源星型耦合器”是把许多光纤熔化在一起制成的，任何一条光纤输入到耦合器的光都会被等分，再输出到接在耦合器上的每条光纤。网络中的每个设备拥有两条光纤，一条用于发送数据，另一条用于接收数据。从物理上看，这属于星型拓扑结构，但它的作用却与总线型拓扑结构类似，任何一台设备发送出来的信号，可以被所有连接在网上的设备接收，如果同时有两台设备发送，同样会产生冲突。

2.2 有源星型结构

与无源星型拓扑结构相比，不同之处在于耦合器使用的是有源中继器。有源星型拓扑结构也是物理上的星型结构，而实际的作用类同于总线结构。它的每个节点。当一个站发送时，接收器模块在输入端检测该输入信号，并重新发送至R总线。R总线上的信号被控制模块接收，然后重传至X总线，控制模块的作用是检测冲突。发送模块从X总线取得信号，然后发送至输出端。

2.3 光纤环网结构

光纤环网结构采用点到点的链路组成，而点到点的光纤传输技术最为成熟，所以光纤环网的结构最普遍。在这种结构中，光纤的延迟小，易于配置很多站点的环网和高速环网。但是，高速光纤环网价格很贵，只能应用于有限的场合。

2.4 光纤总线网结构

光纤总线拓扑有两种不同结构，它们的区别在于采用的是有源抽头还是无源抽头，对于有源抽头结构，从总线传来的光信号能量输入抽头，抽头将信号转换成电信号，然后送至站点。从站点输出的信号再调制成光信号，最后将光信号再送至总线上。

3 新型光纤局域网方案设计

我们以学校校园网为例子，来设计一个光纤网络为主干的校园局域网。在这里采用的是光纤环网结构。网络拓扑结构图如图1所示，下面我们就对本方案中主要的几个方面给予分析和设计。

图1 光线局域网拓扑结构图

3.1 网络总体性能

3.1.1 高速的网络主干

网络主干是网络的中枢神经，在网络中主要体现在主交换机和分交换机之间，以及服务器和主交换机之间，我们在这两个部分的主干设计中都采用光纤高速网络。

主交换机和分交换机之间采用的是千兆主干的网络，采用的光纤全部具有1000兆数据的传输特性，在必要的时候，只要把网络中其它设备换成千兆设备，整个网络就是具有千兆的传输功能。

3.1.2 全交换的百兆桌面速度

校园网的网络应用以多媒体和INTERNET为主，在网络上需要传输文本、图形、声音、视频等不同带宽要求的信息。我们提供了全交换的百兆桌面速度。

我们以图书馆为例子看一下光纤局域网内部结构，网络模型如图2所示。

3.1.3 可靠性和可扩展性

(1)网络可靠性

网络的可靠性有两个方面因素组成：网络内部的可靠性和网络与外部广域网连接的可靠性。网络内部的可靠性可以分为网络设备的可靠性和线路的可靠性。网络设备的可靠性主要是指网络使用的交换机、光纤收发器和网络适配器；而线路的可靠性问题，在方案中楼与楼之间采用6芯光缆布线，楼内采用UTP布线，故具有较高的可靠性。

图2 图书馆区网络模型图

与外部连接的可靠性有备份链路保证。正常工作时，通过中心防火墙的广域网端口与外部的网络连接。当链路发生故障时，可以通过中心防火墙的另一端口与外部的网络连接。以保证网络对外连接的可靠性。

(2)网络可扩展性

根据需要可增加网络设备提供更多的信息点入网，所以在网络的整体设计中充分考虑到网络的扩展性，主要从如下两个层次考虑：整个网络主干采用星型拓扑结构，可以很容易地扩展主干节点；其次是二级以下的节点也采用星拓扑结构，可以很灵活地接人微机和工作站。

3.2 网络的维护

3.2.1 在网络拓扑结构上采用多重冗余设计

应用中将网络设计成4纤双环结构，4根光纤两两一组分别置于不同的光缆之中，这样使光纤受破坏的概率降至最小。与常规光纤局域网的不同之处在于每个网站之间增加了双耦合器的连接．使网络连成了一个有机体，无论哪一根光纤或哪一根光缆被破坏，整个校园的局域网络仍然可以正常工作。因此，这样设计的网络维护性能大大提高，维护的成本也就大大降低。

3.2.2 每个传输终端(网站)采用双网卡结构

在正常状态下有一块网卡工作，另一块为热备。两块网卡的切换可以由网络的管理系统自行控制，也可由信号终端设备控制，当网络的管理系统发现网络出现断纤、无光或其它故障时，可自行完成网卡的切换，同时信号终端设备对当前网卡的工作状况不满意时，也可通过控制线使网卡切换，这里所说的不满意有两种情况：一是当接收到的数据为非法数据时，二是通过网卡的自检发现自身发生故障时。

4 小结

本文讨论了光纤通信技术在校园局域网设计中的应用，主要阐述了光纤通信的原理，光纤通信技术在校园局域网中的应用以及维护性分析。本文设计的光纤校园局域网在传统局域网的基础上加入了网络拓扑结构的多重冗余设计和双网卡设计，在最大程度上保障了网络传输的畅通性和安全性，同时大大降低了网络维护的成本。

参考文献：

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注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。