湖北邮电规划设计有限公司 湖北武汉 430023
摘要：随着中央要求加快新型基础建设进度宏观政策的提出，基于PON架构的全光网络正在大型园区、智慧楼宇等场景得到越来越多的应用。随着全光网络产业链的快速成熟，相信全光网络将会在新基建中扮演越来越重要的地位。
关键词：全光网络；PON；ODN、光纤
1 全光网络简介
无源全光网络，凭借其业务综合承载、绿色环保、经济高效、简单灵活、安全可靠等特点，在智能建筑、工业园、校园、商务楼宇等场景得到越来越广泛的应用。
PON是一种典型的无源光纤网络，是指光配线网（ODN）中不含有任何电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元（ONU）。
.png)
PON的典型组网结构
PON方案架构下，OLT部署在核心机房，从核心机房到用户，中间层采用无源分光器，减少了有中间有源设备故障点。ONU靠近用户，通过网线连接用户。全光网络目前广泛应用于通信运营商光纤到户组网业务、企业、校园以及需要在内部进行局域/本地宽带联网的各种场景。
2 全光网络的优点
对比PON组网模式，传统的交换式以太网组网主要存在以下不足：
① 需要大量交换机等有源设备，占用空间，增加能耗，不利于节能环保；
② 大量的电缆、网线等铜质材料的使用，成本高、使用寿命短；
③ 传输距离受限，传输介质抗干扰性差。
对比传输距离、灵活组网、运维便利、成本节约等方面，传统综合布线系统已经全面落后于全光网络。全光网络把传统综合布线的传输和光纤到用户单元、光纤进行整体的融合；另外，把原有的三层网络变成扁平的二层架构，用户可以把数据、语音、视频以及无线等各类系统融合在一张光纤网中，具有传统综合布线无法突破的优势。
.png)
PON组网与传统组网对比
全光网络中，ODN的最大传输距离超过20KM，远超过传统综合布线的传输距离。对于大型场景下，传统综合布线需要增加额外的有源设备及空间来部署网络设施，以弥补传输距离的不足。而全光网络在减少有源设备的同时，可以轻松解决这一难题。
由于PON网络解决了传统综合布线网络中铜缆线受到100米距离限制和对设备间的需求的问题，并将三层网络拓扑结构简化为两层，从而节省了大量的机房空间及能耗，实现网络建设成本、运维成本的显著节省。
当前，传统的综合布线系统寿命大概在10-15年，系统在应用过程中逐步被淘汰。随着智慧楼宇、物联网、大数据等业务的迅速发展，将来终端接入设备将成指数倍增长，带来了带宽的巨大压力，传统的综合布线难免面对需要重新建设或改造的局面，从而导致建设成本的浪费。全光网络目前可以提供EPON\GPON\10GPON等产品供选用，将来还可以提供50/100GPON带宽进行平滑升级，ODN网络使用寿命得以持续延长，也保持了网络的先进性和前瞻性。
3 全光网络的不足
但是，笔者分析，目前PON架构下的全光网络相比传统的交换式以太网组网也存在一些不足，主要体现如下：
3.1 全光网络的布线采用的传输介质为光纤，光纤的无损弯曲半径远大于以铜为介质的各类网线。其部署和维修对施工和维护人员的技术水平要求较高，容易操作不当对光纤造成不可逆的损伤，影响网络传输速率和使用寿命。并且ODN网络因为无源的原因，远程故障检测和定位比较困难，并且只能派遣人员到现场进行维护，对维护人员的专业水平也提出了挑战。
3.2 PON网络共享带宽资源的特性，使得单用户平均下行、上行带宽受限。以GPON网络1：32分光组网为例计算，单用户平均带宽分别仅有78Mbps和29Mbps。相比之下，10GE接入交换机早已成熟部署，甚至连单端口40G、100G也已成熟部署，再加上交换机组网独占带宽的特性，可轻松实现用户对于平均下行、上行带宽达到1Gbps的要求。全光网络还不够“快”。
3.3 因PON网络诞生之初是为了服务运营商，其商业模式较为封闭，且主设备厂家较少，特别是在企业业务领域，设备提供商更是少之又少。目前PON网络的OLT、ONU产品各厂商之间的互连和开放性尚不足；而交换机组网则有着成熟的标准协议，不同厂商的交换机和路由器可以实现流畅的对接。
4 全光网络的前景
2019年10月22日，中国电子节能技术协会领导发起了绿色全光网络技术联盟（Optical Network Alliance，简称ONA）。该联盟获得了光网络方案提供商、服务提供商、设计院、高校、科研机构等光通信产业的企业和单位大力支持和参与。其倡导的共建全光网络产业生态，有效推进全光网络产业发展的目标日渐得到认可，产业发展势头强劲。
全光网络拥有诸多优点，但是其在用户速率、开放性、业务支撑等方面仍存在短板。但是在大规模网络部署的场景下其低成本、无源性、和多业务综合承载等优势就将得到极大的展现。
5 结束语
相信随着数字经济的快速发展，在以5G、人工智能、大数据中心等新型基础设施建设的强大引擎驱动下，全光网络将来产业链将更趋于完善，产品成熟度逐步提升，为打造“集约高效、经济适用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系”这一目标发挥举足轻重的作用。
参考文献：
[1]姚春鸽.全光网点亮“新基建”，助力中国经济高质量发展.人民邮电报。2020-04-17
[2]《无源光局域网工程技术标准（T/CECA 20002-2009）》