谈到ONU (Optical Network Unit) 光网络单元,首先我们要介绍一下PON技术,PON技术是从20世纪90年开始发展,ITU(国际电信联盟)从APON(155 M)开始,发展BPON(622 M),以及到GPON(2.5 G);同时在本世纪初,由于以太网技术的广泛应用, IEEE也在以太网技术上发展了EPON技术。
目前用于宽带接入的PON技术主要有EPON和GPON,两者采用不同标准,EPON上下行带宽均为1.25 Gbit/s,GPON下行带宽为2.5 Gbit/s,上行带宽为1.25 Gbit/s。
未来的更高带宽,将是EPON/GPON技术上发展的10 G EPON/10 G GPON。
PON是一种采用点到多点(P2MP)结构的单纤双向光接入网络。
PON系统由局端的光线路终端(OLT)、光分配网络(ODN)和用户侧的光网络单元(ONU)组成,为单纤双向系统。
在下行方向(OLT到ONU),OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU。
在上行方向(ONU到OLT),ONU发送的信号只会到达OLT,而不会到达其他ONU。
为了避免数据冲突并提高网络效率,上行方向采用TDMA多址接入方式,并对各ONU的数据发送进行管理。
ODN在OLT和ONU间**光通道。
PON的参考结构如下图所示。
而ONU属于PON技术的终端设备,在PON技术中起到一个很重要的作用,位于ODN和用户设备之间,**用户与ODN之间的光接口和与用户侧的电接口,实现各种电信号的处理与维护管理。
当下已有用户端ONU设备,又称光猫,直接安放在用户家中。
ONU部由核心层、业务层和公共层组成,业务层主要指用户端口;核心层**复用、光接口;公共层**供电、维护管理。
ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。
一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光节点。
PON使用单光纤连接到OLT,然后OLT连接到ONU。
ONU可以接入多种用户终端如机顶盒、无线路由器、电视等,同时具有光电转换功能以及相应的维护和监控功能。
下面我们介绍金钱猫ONU的功能分类及使用场景:1、ONU的功能选择接收OLT发送的广播数据;响应OLT发出的测距及功率控制命令;并作相应的调整;对用户的以太网数据进行缓存,并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送;完全符合IEEE 802.3/802.3ah;接收灵敏度高达-25.5dBm;发送功率高达-1至+4dBm;PON使用单光纤连接到OLT,然后OLT连接到ONU。
ONU**数据、IPTV(即交互式网络电视),语音(使用IAD,即Integrated Access Device综合接入设备)等业务,真正实现“triple-play”应用;采用点到多点网络拓扑,有效地收集用户分散的以太网业务并汇聚;在用户侧**标准RJ45快速以太网接口,与现有网络平滑互联;支持IGMP组播,有效利用宽带;**4个10/100M的宽带接入;支持组播VLAN;具备良好的互通性,可以与主流局端厂商OLT设备互通;最大功耗: <10W;2、ONU网络单元分类有源光网络单元主要应用于三网合一之时,其集成了CATV全频段RF输出、高质量VOIP音频、三层路由模式和无线接入等功能,轻松实现三网融合终端设备接入。
无源光网络单元是GPON(千兆无源光网络)系统的用户侧设备,通过PON(无源光纤网络)用于终结从OLT(光线路终端)传送来的业务。
UTStarcom ONU 1001i 是用于GEPON系统的一种高性价比用户终端设备。
它专为家庭用户和SOHO用户而设计,为用户网关和/或PC**千兆速率的宽带连接。
3、ONU设备类型及使用场景SFU/ SBU SingleFamilyUnit/ SingleBusinessUnit 单个家庭用户单元/单个商业用户单元:当采用FTTH/FTTO方式建设光接入网时,每个ONU仅接入一个用户。
SFU/SBU一般**142个FE接EI,还可以**1-2个POTS接口来**窄带语音业务。
当为商业客户**服务时,SBU还可以**少量的EI接口。
HGU Home Gateway Unit 家庭网关单元:家庭网关单元型ONU,目前主要用于FTTH场合,具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少一个USB接口;MDU/ MTU Multi.DwellingUnit/ Multi-TenantUnit 多住户单元/多租户单元:当才采用FTTB/C方式建设光接入网时,每个ONU需接入多个独立用户。
MDU/MTU可**8/16/24个FE 接口,或者**24/48/96个DSL接口,入户线为5类线或双绞线。
为了满足用户对语音业务的需求,MDU/MTU还可以**POTS接口,按照1:1比例同时**宽带数据业务和窄带语音业务。
此外,为了满足商业客户对TDM业务的需求,有些MDU/MTU还可以**2/4/8个EI接口。
NAT设置入门一个IETF(Internet Engineering Task Force, Internet工程任务组)标准,允许一个整体讯时,就在网关(可以理解为出口,打个比方就像院子的门一样)处,将部地址替换成公用地址,从而在外部公网(internet)上正常使用,NAT可以使多台计算机共享Internet连部网计算机对于公共网络来说是不可见的,而部网计算机用户通常不会意识到NAT的存在。
如图2所示。
这里提到的部地址,是指在部网络中分配给节点的私有IP地址,这个地址只能在部网络中使用,不能被路由(一种网络技术,可以实现不同路径转发)。
虽然部地址可以随机挑选,但是通常使用的是下面的地址:10.0.0.0~10.255.255.255,172.16.0.0~172.16.255.255,192.168.0.0~192.168.255.255。
NAT将这些无法在互联网上使用的保留IP地址翻译成可以在互联网上使用的合法IP地址。
而全局地址,是指合法的个或多个部局部地址,是全球统一的可寻址的地址。
对部网络的屏蔽。
再比如防火墙将WEB Server的部地址192.168.1.1映射为外部地址202.96.23.11,外部访问202.96.23.11地址实际上就是访问访问192.168.1.1。
另外资金有限的小型企业来说,现在通过软件也可以实现这一功能。
Windows 98 SE、Windows 2000 都包含了这一功能。
NAT技术类型转换NAPT(Port-Level NAT)。
其中静态NAT设置起来最为简单和最容易实现的一种,部网络中的每个主机都被永久地址的不同端口上。
根据不同的需要,三种NAT方案各有利弊。
主要应用于拨号,对于频繁的远程联接也可以采用动态NAT。
当远程用户联接上之后,动态地址NAT就会分配给他一个IP地址,用户断开时,这个IP地址就会被释放而留待以后使用。
同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的TCP端口号。
接入Internet。
实际上,许多SOHO远程访问设备支持基于PPP的动态IP地址。
这样,ISP 甚至不需要支持NAPT,就可以做到多个部IP地址共用一个外部IP地址上Internet,虽然这样会导致信道的一定拥塞,但考虑到节省的ISP上网费用和易管理的特点,用NAPT还是很值得的。
NAT有四种类型:1.静态NAT(StaticNAT)。
静态NAT设置起来最为简单,部网络中的每个主机都被永久映射成外部网络中的某个合法地址,这类NAT在很多部火墙规划中均有应用。
2.NAT池(PooledNAT,也称动态NAT),所谓动态NAT,即NAT后的地址不是固定的,是从一个IP池中动态分配取出的。
3.复用转换(OverloadingNAT,也称PAT)。
PAT是大家接触最多的NAT应用了。
在动态转换中,每个合法的IP地址只能在转换表中使用一次,在部网络主机访问外部需求增多的情况下,合法地址列表中的IP地址很快就会不够用,这时可以利用上层协议标识,例如利用传输层TCP/UDP的端口号字段来协助建立NAT转换表项。
4.重叠转换(OverlappingNAT)。
部网使用的地址跟外部网重叠,这时需要把跟外部重叠的IP地址进行变换,这种转换一般应用在转换两端的私有网络地址相同的情况下。
今天笔者以一个企业的网络项目为例,带领大家进入企业网络管理的世界。
在这个项目里,有绝大部分读者都耳熟能详的网络技术名词——NAT(网络地址转换)。
那么NAT究竟有什么作用,在企业级应用中能实现怎样的功能呢?图1:NAT服务的常见模式。
没错,这的确是NAT技术在企业中较为常见的应用之一,我们称其为PAT。
在小型SOHO 公司里,PAT的应用十分广泛,但NAT的应用绝不仅限于此,特别是在型企业的网络规划中,NAT的合理设计常常可以解决很多不必要的麻烦。
下面我们来接触一个在企业应用中具有代表性的案例。
这个案例中NAT起到了十分关键的作用。
典型案例分析企业A因业务需要和企业B拉设市区SDH专线,以便访问企业B后端的服务器C,而企业A的总公司D(企业A和总公司D通过SDH专线进行跨省网络连接,这也是目前绝大部分全国性企事业单位的网络连接方式)的后台服务器也要和服务器C进行数据校验确认,企业A和企业B按照各自的安全等级保护标准,都对SDH两端设置了比较严密的安全措施,均不想让对方了解自己公司部的拓扑和IP地址。
企业B提供了一个已经经过源地址NAT后的IP地址(196.1.1.10)供企业A远程调用,企业A和B网络连接如图图2看上去这样的需求似乎很简单,企业A的信息技术人员在本方路由器上进行路由的设定,将去往196.1.1.10的数据包甩给下一跳网关10.1.1.2,总公司端也设置了到196.1.1.10的路由条目以供数据校验,测试数据一切正常。
在正常使用了一段时间以后,企业B的信息技术人员发现还有其它合作企业采用了和企业A一样的网IP段,这样他们在写回程路由时就无法指定下一条。
比如企业E也有和企业A一样的网架构和IP地址规划,而且也是采用同样的网络接口配置和企业B互联,就会出现这种情况:有一个源地址同为9.9.12.10的数据包分别从企业A和企业E送往服务器C,而企业B在往回送数据包的时候不知道该把这个包回给企业A还是E。
为了解决这个问题,企业B给与其有SDH专线业务的单位A和E(也许更多)发了一个通知,声明他们只会把数据包扔给SDH专线互联的另一端,即接口地址(以企业A为例,即是图3中的10.1.1.1),要求对方自行进行NAT设置。
图3注:为了讲解方便,拓扑中略去了一些网络设备(如防火墙,IDS,交换机等)。
于是企业A的信息技术人员在本端路由器的S2/0口上进行了如下设置(CLI命令行以H3C的设备为例,仅供参考),interfaceSerial2/0link-protocolpppfe1unframedipaddress10.1.1.1255.255.255.252natoutbound2000在S2/0接口上设定了一个ACL列表,ACL列表的号为2000,要将这个ACL列表中的所有地址进行NAT转换(ACL列表的配置略去,ACL列表中即为所有需要访问对方的源IP地址),应用在此接口的意思就是NAT后的源地址为此接口地址,这样就符合企业B提出的要求了。