全光(guāng)局域網(POL)及其應用展望

前言:

目前大部分企業網采用的是傳統的銅線局域網，這種網絡在當下(xià)表現出越來越多(duō)的弊端。随著(zhe)雲計算(suàn)、大數據、4K視頻的快速發展，越來越多(duō)的的業務逐漸向雲數據中心遷移。随之而來是流量和架構的變化，絕大部分流量從本地交換爲主向雲交換爲主的架構轉變。另外一(yī)方面，視頻、物(wù)聯網、互聯網的爆炸式發展，這些應用對高(gāo)帶寬和低(dī)時延的要求越來越高(gāo)。處于數字化轉型時代，企業迫切需要一(yī)張網絡能(néng)夠承載所有的“物(wù)”接入，而全光(guāng)纖POL網絡是最好的選擇。

一(yī). POL方案介紹

1.1 POL概述

POL（Passive Optical LAN）是一(yī)種基于PON技(jì)術的企業局域網絡，通(tōng)過光(guāng)纖爲用戶提供融合的數據、語音(yīn)、視頻及其他弱電類業務。它并不算(suàn)是一(yī)種新技(jì)術，而是将在運營商網絡中已經得到(dào)過長期驗證的PON網絡技(jì)術應用到(dào)了企業網中。POL 能(néng)爲客戶帶來巨大的價值同時，不會改變現有業務規劃和用戶終端網絡連接方式，并能(néng)提供傳統 LAN 網絡提供的所有功能(néng)。

1.2 POL網絡架構

POL 提供一(yī)個二層傳輸網絡，采用 PON 技(jì)術，提供千兆接入到(dào)用戶終端，以一(yī)根光(guāng)纖融合承載視頻、數據、無線、語音(yīn)等業務。

POL網絡架構圖:

1.3 POL與傳統局域網對比

在POL組網中，傳統LAN中的彙聚交換機将被OLT替代，水(shuǐ)平銅纜被光(guāng)纖替代，接入交換機由無源的分光(guāng)器(qì)替代，ONU提供二/三層功能(néng)，通(tōng)過有線或者無線方式接入用戶的數據、語音(yīn)及視頻等業務。
PON網絡下(xià)行采用廣播方式：通(tōng)過分光(guāng)器(qì)将OLT發出的光(guāng)信号分成多(duō)份帶有相(xiàng)同信息的光(guāng)信号，傳送到(dào)每個ONU，ONU根據報文中所帶的标記，選擇性接收屬于自(zì)己的報文，對标記不符的進行丢棄處理。

PON網絡上(shàng)行方向：OLT側統一(yī)分配給各個ONU一(yī)個時間片，ONU嚴格按照(zhào)這一(yī)時間片窗(chuāng)口進行信号發送，不屬于自(zì)己的時間片對光(guāng)口進行關斷操作，上(shàng)行時間窗(chuāng)口調度機制高(gāo)度依賴PON的測距技(jì)術來實現。
對PON技(jì)術原理的理解，有助于我們在網絡設計中更熟練的應用這一(yī)技(jì)術，尤其是其光(guāng)分配網的無源（無需供電）特性，和傳統交換機的差别所帶來的點位配電規劃設計尤其需要注意。爲保證在一(yī)芯光(guāng)纖上(shàng)轉發兩個方向的流量報文，PON采用波分方式同時處理雙向信号傳輸，上(shàng)、下(xià)行信号分别用不同的波長，但在同一(yī)根光(guāng)纖中傳送。OLT 到(dào) ONU/ONT 的方向爲下(xià)行方向， 反之爲上(shàng)行方向。下(xià)行方向采用 1490nm，上(shàng)行方向采用 1310nm。

線路(lù)架構比較:

設備選型比較:

二. POL優勢分析

通(tōng)過上(shàng)一(yī)節POL和傳統局域網的比較，可以發現傳統局域網存在的挑戰和POL體現出來的獨特優勢。

傳統局域網存在的挑戰:

大量交換機占用機房空間，功耗大，散熱難

彙聚路(lù)由器(qì)之間連接複雜，而且占用管道空間，走線和維護難度大

交換機位置分散，管理複雜，需要龐大的維護團隊

傳輸距離的限制

網絡新增設備操作複雜

升級和擴容難

無論是傳輸距離、網絡平滑升級、高(gāo)可靠性，還是靈活組網、易部署、簡捷運維等方面，傳統綜合布線系統已經全面落後于POL。全光(guāng)網POL把傳統綜合布線的傳輸和光(guāng)纖到(dào)桌面、光(guāng)纖到(dào)用戶單元、光(guāng)纖到(dào)公共區域進行整體的融合；并把原有的L3網絡變成扁平的L2架構。企業可将數據，語音(yīn)、視頻安防以及無線等不同的系統融合在一(yī)張光(guāng)纖網絡中，具有傳統綜合布線不可比拟的優勢。

POL優勢分析:

架構先進：POL網絡采用單模光(guāng)纖，帶寬潛力近乎無限,寬帶随需平滑升級。

安全可靠：全光(guāng)纖傳輸，防探測，防電磁幹擾,PON設備提供極強的DoS防禦能(néng)力，減少網絡攻擊。

融合承載：POL方案可一(yī)網承載數據、語音(yīn)、視頻等業務，綜合布線與弱電網絡完美融合。

節省空間：POL方案超強彙聚，園區隻需要提供一(yī)個核心機房即可，無需樓層機房。

覆蓋廣泛：覆蓋距離20km，滿足超高(gāo)樓宇、超大園區的覆蓋需求。

綠色節能(néng)：POL方案用無源分光(guāng)器(qì)替代傳統網絡的彙聚設備，且設備間無需空調，更節能(néng)。

維護方便：PON技(jì)術原生(shēng)采用集中管理方式，避免傳統方案分散管理弊端，降低(dī)了運維難度。

成本優勢: 根據以往經驗,以1000點位作爲樣本,選擇POL的FTTD（Fiber To The Desktop）方式将比傳統交換機網絡節省15%的成本,選擇FTTO（Fiber To The Office）方式将比交換機網絡節省58%的成本。

三. POL發展展望

POL目前處于發展初期，目前使用率不高(gāo)，但是未來五年(nián)将會發生(shēng)顯著改變。企業用戶對POL方案的選用程度不夠高(gāo)，但廠商和社會團體已經在大力宣傳這項技(jì)術，物(wù)聯網需求将成爲推動POL的重要驅動力。

談到(dào)POL适用場景，可能(néng)大多(duō)數人想到(dào)的是企業辦公、教育園區、酒店這些地方。不能(néng)否認這些地方是目前使用最廣泛的地方，但是從POL的獨特優勢我們可以看(kàn)出POL有助于降低(dī)能(néng)耗和運營成本，物(wù)聯網才是真正促進企業采用POL技(jì)術的關鍵。物(wù)聯網應用方案中，分散在各個地方的海量終端設備需要連入網絡，傳統LAN無法滿足這樣一(yī)需求，而POL可以作爲橋梁，消除這一(yī)需求的鴻溝。因此POL将會在城(chéng)市(shì)基礎服務設施、制造業、加工(gōng)業、太陽能(néng)、風能(néng)、智慧能(néng)源領域獲得更大的應用。之所以這麽說,是因爲目前這些行業設施内電纜線路(lù)通(tōng)常延伸數英裏，而POL可以延伸很長的距離,且可以通(tōng)過多(duō)纖同纜、光(guāng)分路(lù)器(qì)在沿線布放(fàng)節點。以制造業爲例,無論是涉及流量計、過濾器(qì)還是溫度等傳感器(qì),這些設備都需要聯網,而傳統局域網較難滿足其聯網需求,需要的是能(néng)夠在這些傳感器(qì)設備的工(gōng)作環境中能(néng)穩定運行且不産生(shēng)電磁幹擾或輻射的技(jì)術。POL正是一(yī)項這樣的技(jì)術,傳輸距離遠、可通(tōng)過光(guāng)分路(lù)器(qì)樹形組網、不産生(shēng)電磁幹擾和輻射，可以用于大部分設備的連接，在制造業、加工(gōng)業這類需要大面積、廣覆蓋的應用場景中發揮作用。

POL是一(yī)項了不起的技(jì)術，因爲它基于光(guāng)纖傳輸，網絡結構簡單，易于管理，而且無論建設成本和運維成本都有一(yī)定優勢。随著(zhe)企業的不斷發展，用戶對帶寬提出更高(gāo)的要求，光(guāng)纖的使用将會越來越普遍，從園區網、骨幹網，并擴展到(dào)接入領域。IT用戶慢(màn)慢(màn)的試著(zhe)接納他，好的技(jì)術一(yī)定會通(tōng)過時間來證明他的價值。但是也不得不承認,POL的推動還存在巨大阻力,在傳統的局域網上(shàng)投入巨資的企業，可能(néng)不會改爲POL，至少不會立即改變。對于小(xiǎo)型組織來說，POL解決方案可能(néng)有點大材小(xiǎo)用，與基于雙絞線銅纜的網絡相(xiàng)比，它們可能(néng)根本不會使用它所能(néng)提供的所有容量，并且解決方案可能(néng)變得非常昂貴。因此未來可能(néng)是兩種技(jì)術共存,POL會用來彌補傳統LAN無法實現的功能(néng)。而且，對于熟悉傳統網絡技(jì)術人員,也需要時間逐漸學習、适應、掌握和應用POL技(jì)術。

結語:

随著(zhe)城(chéng)市(shì)智慧化,雲計算(suàn)大數據的應用,IoT的普及,未來越來越多(duō)的企業應用将會雲化。對于企業網來說,企業數字化轉型勢在必行,這就(jiù)需要需要一(yī)張簡單的網絡,而POL憑借其一(yī)網多(duō)業務、經濟高(gāo)效、簡單靈活、安全可靠等特點，高(gāo)效支撐企業數字化。成爲教育,酒店,電力,交通(tōng)、智能(néng)安防,工(gōng)業等領域數字化轉型的最佳選擇,并且随著(zhe)客戶認可度逐步提升，生(shēng)态也在壯大,相(xiàng)信在未來時間裏，全光(guāng)園區産業将繼續快速增長。