1 光网络布景及近况

光网络是时期发展的产品。多年来，铜缆被宽泛用于局域网布线中，但随着IP业务的急剧增长，网络传输需要不休增长，传统网络架构面对着高带宽和高密度的挑战，铜缆布线的局域网在未来网络传输需要上可预感地产生终局限性。出格是对于园区网来说，上一代园区网投入使用已近20年，不仅桥架老化严沉，并且网络的扩大导致铜缆布线越来越混乱，故障频仍出现，运维成本也大幅增长，故障排查难度越来越大，若维持近况，这种问题只会加剧，还会造约信息化的发展。因而，网络升级火烧眉毛。

充分思考未来网络的带宽和可持续发展需要，光网络规划是当前最好的选择，“光进铜退”是大势所趋。目前，市场上已有的光网络规划重要有三种，别离为有源光网络、无源光网络和以太全光网络。

2 光网络规划

2.1   有源光网络

有源光网络重要选取点对点的网络架构，由光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、光网络单元（Optical Network Unit，ONU）、光纤传输线路组成，网络中部署光电转换设备、有源光电器件以及光纤蹬仔源光纤传输设备，局端和用户分配单元间的信号传输依赖于光电转换设备进行光/电、电/光变换，因而，固然大幅提高了网络带宽，但网络部署成本也较高。

图2-1 有源光网络架构图

(1) 通讯设备

●光线路终端(OLT)：是有源光网络的主题部件，能够同时处置上行信号和下行信号，一方面将承载各类业务的信号在局端进行汇聚并送入接入网络中，另一方面未来自终端用户的信号依照业务类型别离送入各类业务网中。

●光网络单元(ONU)：是光局域网中的最终用户接口，具备光电转换职能，选取串联的方式部署在光纤网络中，下级ONU接管经上级ONU进行光-电-光变换后的信号。

●有源光纤传输设备：蕴含光电转换设备、有源光电器件（蕴含光源、光接管机、光收发？椤⒐夥糯笃鞯龋┮约肮庀说，部署在局端设备和用户分配单元之间，对信号进行光/电、电/光变换，实现局端设备和用户端之间的信息传输。

(2) 通讯道理

有源光网络结构如图2-1所示，数据通讯蕴含上行和下行两个方向。

在上行方向，ONU网络用户端必要发送的以太网数据并缓存，并依照被分配的发送窗口向上行OLT发送转换后的光信号。OTL在收到来自ONU的用户端数据后，依照业务类型进行分类并别离送入相应业务网中。

鄙人行方向，OLT从服务商接管数据并通过主题路由器接管企业资源服务，并将这些承载各类业务的信号在局端进行汇聚，而后依照肯定的信号体式广播给ONU。最上级ONU对OLT发送的广播进行选择性接管，若需接管则对OLT进行接管响应，下级ONU接管经上级ONU光-电-光变换后的信号后，进行光/电转换得到电信号向终端用户传输。

2.2   无源光网络

无源光网络，选取点对多点的网络架构，重要由OLT、光分路器和ONU组成，能够矫捷地组成树形、星型、总线型等拓扑结构。

相迸仔源光网络，无源光网络的“无源”体此刻在OLT和ONU之间部署光分配网络（Optical Distribution Network，ODN，蕴含光分路器和光纤），即在光分支点部署无源光分路器进行分光，没有任何有源设备，实现二层无源，因而拥有节俭光缆资源、带宽资源共享、节俭机房投资蹬着点。

(1) 通讯设备

●光线路终端(OLT)：是有无源光网络的主题部件，上联上层网络，实现PON网络的上行接入，通过ODN下联用户端设备ONU，实现对用户端设备ONU的节造、治理和测距等职能。通常一个OLT端口与32个ONU相衔接。

●光网络单元(ONU)：是光局域网中的最终用户接口，部署在用户端，通过光分路器并接在光纤网络上，接管由OLT直接发送下来的信号。ONU具备光电转换职能，可能将用户接入端的电信号转为光信号，再在无源光局域网内进行传递。

●无源光分路器：是拥有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件，部署在OLT和ONU之间，可能将上行OLT信号通过1：N分光分配给下行ONU，也能未来自多个ONU的多种业务信息耦合到一根光纤。

图2-2 PON网络架构图

(2) 通讯道理

无源光网络网络架构如图2-2所示，其通讯道理和有源光网络类似，最大的区别在于在局端和用户接入单元之间，无源光网络中部署了光分路器，通过光分路器，ONU选取并联方式接入网络，各ONU接管来自于OLT直接下发的信号，中央省去光-电-光的转换过程。无源光网络的数据通讯同样蕴含也上行和下行两个方向。

在上行方向，各ONU网络用户端必要发送的以太网数据并进行信号的电/光转换，而后通过1：N光分路器将各ONU的多种业务信息互不滋扰地耦合到统一光纤，并依照被分配的发送窗口向上行OLT发送。OLT在收到来自ONU的用户端数据后，依照业务类型进行分类并别离送入相应业务网中。

鄙人行方向，OLT从服务商接管数据并通过主题路由器接管企业资源服务，并将这些承载各类业务的信号在局端进行汇聚，而后将这些信号选取广播的方式，通过1：N光分路器分配到PON上的所有ONU。ONU对OLT发送的广播进行选择性接管，若需接管则对OLT进行接管响应，而后进行光/电转换得到电信号向终端用户传输。

(3) 分类

无源光网络重要有基于ATM的APON及基于IP的EPON和GPON几种类型：

●APON选取基于信元的传输系统，接入网中的多个用户共享统一个带宽，这种统计复用的方式能越发有效地利用网络资源。但由于APON的业务供给能力有限，成本过高，性价比偏低，因而目前在市场上的可接受度也不高。

●EPON是基于以太网的PON技术，利用PON的拓扑结构实现以太网接入，在以太网之上提供多种业务。在EPON信号的传输过程中，下行数据选取广播方式从OLT发给多个ONU，上行数据釆用时辰多址接入方式从多个ONU发给OLT，能预防传输矛盾。由于EPON技术融合了低成本、高带宽的以太网设备，因而相比其它PON技术拥有怪异的优势。

●GPON是基于ITU-TG.984.x尺度的最新一代宽带无源光网络，它在二层借鉴了ITU-T界说的通用成帧规程（GFP）技术，能将任何类型和任何速度的业务经过沉组后由PON传输，且GFM帧头蕴含帧长度批示字节，可用于可变长度数据包的传递，提高传输效能，因而能更单一、通用、高效地支持全业务。但它具备的多项优势很大水平上是以技术和设备的复杂性为价值，所以实现比力难，成本较高，这也在肯定水平上限度了其产品的研发和利用推广。

2.3   以太全光网络

以太全光网络为点对点的网络结构，重要由主题互换机、全光汇聚互换设备（如合路器/通明汇聚产品）和光接入互换机组成，其网络传输和互换过程全数通过光纤实现，省去光/电信号转换过程，在增长网络数据传输量的同时，提高数据的传输效能和流畅性。由于以太全光网络是基于以太网技术进行的网络升级，因而具备以太网技术的所有利益，在成本、扩大性、网络兼容性、守护治理上面相比其它类型光网络拥有怪异的优势。

相迸仔源光网络，以太全光网络中不必要光电转换设备，在楼宇机房部署全光汇聚设备，并将全光接入互换机部署在每个房间内，可能大幅度降低运维成本，网络扩大越发矫捷。此表，在超凡国际网络推出的极简以太全光解决规划中，还选取无源通明汇聚产品包办有源汇聚互换设备，实现二层无源的单一组网架构，进一步简化了网络结构。

图2-3 以太全光网络架构图

(1) 通讯设备

●主题互换机：搁置于网络主干部门（主题层），在光网络中重要掌管路由选路和流量高速转发，实现骨干网络之间的优化传输，拥有大容量接口带宽和较大的吞吐量。

●全光汇聚互换设备：为多台接入层互换机的汇聚点，在光网络中处置来自接入层设备的所有通讯量，并提供到主题层的上行链路，同样也做转发及选路，实现资源接见节造、流量节造等职能。

●光接入互换机：面向用户衔接或网络接见，与客户端直接衔接，在光网络中的重要掌管提供网络接入服务，进行业务和带宽的分配，并解决本地网段内用户之间相互接见的需要。

(2) 通讯道理

以太全光网络的通讯道理与传统以太网络较类似，也是选取档次化架构的三层网络，将复杂的网络分成主题层、汇聚层、接入层三个档次，每个档次着沉于实现特定职能。它们的区别重要体此刻传输介质上。以太全光网络当选取光纤作为传输介质，但由于接入层部署的是有源设备，因而网络在由上层传入接入层互换机，或是从接入层互换机传至上层时，必要借助于光？榻泄/电、电/光信号转换，以保障网络通讯正常。

主题层作为网络的高速互换主干，是所有流量的最终接受者和汇聚者。主题互换机的重要职能是在各汇聚层设备之间提供高速的衔接和最优传输。为了尽量降低互换分组所耗费的功夫，提高包互换速度，在主题层通常不会对数据包进行如接见列表或过滤等处置，所以主题互换机通常也为三层互换机。

汇聚层是主题层和接入层的分界点；憔刍セ换歉鹘尤牖セ换幕憔鄣，重要处置来自接入层设备的所有通讯量，进行数据分组传输的汇聚、转发和互换，并提供到主题层的上行链路；憔刍セ换揪萁尤氩愕挠没Я髁，进行本地路由、过滤、流量平衡、QoS优先级治理、安全战术、IP地址转换、流量整形、组播治理等处置；而后凭据处置了局将用户流量转发到主题互换层或在本地进行路由处置。

接入层是本地终端用户被许可接入网络的点。接入层互换机直接面向用户衔接，重要掌管为多业务利用和其他的网络利用提供用户到网络的接入，进行业务和带宽分配，并实现内部网络间的相互接见，同时也可能使用接见列表或过滤器来满足特定场景的接见需要。

(3) 极简以太全光解决规划

极简以太全光2.X规划是当前市面上以太全光网络规划中拥有代表性的一种，是由超凡国际网络推出的新一代企业级以太全光网解决规划。

该规划在原有以太全光网络的基础上进前进一步改进，选取全新光纤入室的部署方式，创新性地将彩光技术(CWDM)与以太网奇妙融合，在汇聚层部署合路器/通明汇聚产品，实现二层无源的单一组网架构，同时结合SDN技术，可能为园区业务提供高带宽、低延时、高度矫捷、极简运维的独享千兆/万兆网络承载。此表，极简以太全光2.X规划拥有一张全光网覆盖全场景多业务的特点，能同时满足教育、医疗、办公、智能造作等多园区利用场景需要。通过极简以太全光解决规划2.X能够获取规划的具体信息。

图2-4 极简以太全光解决规划2.X网络拓扑图

3 光网络规划对比

(1) 结构

●无源光网络为两层网络结构，通过光分路器包办汇聚层互换机，实现汇聚层无源，削减了网络部署中线缆以及设备数量，结构较单一。

●典型的以太全光网络结构为三层网络结构，去除楼层弱电间部署，仅在楼宇部署弱电间，结构相比传统网络要单一，但仍偏复杂。而超凡国际网络推出的极简以太全光网络2.X规划创新性选取了以太彩光技术，选取合路器/通明汇聚产品包办楼栋有源汇聚设备，实现了二层彻底无源，进一步简化了网络结构，为真二层网络结构。

图3-1 以太全光网络&无源光局域网&传统以太网结构对比

(2) 信号分配

●无源光网络通过光分路器将OLT下接的光纤进行1:N分光，各接入共享带宽，在高带宽场景及二层共享场景中会出现带宽瓶颈（如视频会议、云讲堂、校园广播、VR/AR实训室、Wi-Fi 6等场景）。

●以太全光网络在链路层不分光，各接入1:1独享带宽，可能满足高带宽要求。

(3) 成本

网络成本的重要起源是供电设备和运维成本。

●无源光网络在汇聚层选取了无源分光器包办有源设备，实现二层无源，因而，只需较少的守护，降低了有源设备和守护成本，风险较幼。

●以太全光网络，省去楼层弱电间部署，仅在楼宇弱电间部署全光汇聚互换机，削减弱电机房治理数量，实现楼层设备无源，因而成本较低。出格是超凡国际网络推出的极简光2.X规划，在楼宇弱电间部署合路器/通明汇聚产品，实现汇聚节点彻底无源，弱电间0守护，又进一步降低了成本。

(4) 故障排查

●在无源光网络中，由于将32根光纤全数汇聚到一个分离器中，该分离器仅由一根光纤支线供电。若出现故障，故障排查较难题。由于所有故障根基都是单点故障，若是光纤受损，则可能影响所有的终端用户，所以故障隔离也较难题。

●以太全光网络为光纤1:1接入，因而故障排查较单一。此表，极简以太全光规划中还参与高阶光链路诊断职能，能通过INC云推算急剧定位故障源，且支持手机扫描、一键获取全链路详情的职能，做到整个网络一人治理，一键搞定。这一职能在园区网络运维中，价值尤为显著。

(5) 网络部署升级

●对于大无数企业网或园区网，由于前期部署的传统局域网中投入成本较高，因而在网络升级时会思考成本效益问题。对于无源光网络，从图3-1能够看出，它的网络架构与传统局域网相差较大，且带宽变动必要沉新规划分光比，部署成本相对较高，难度较大，且在部署后必要沉新进建和谈，同时后期还必要运维和治理两张分歧的网络，运维治理的复杂度大大提升。对于一些企衣反说，出格是中幼型企业网，当对网络传输的需要没有那么大，部署无源光网络并不是一个拥有成本效益的解决规划。

●对于极简以太全光网络规划，从图3-1能够看出，它的网络架构与传统局域网的差距较幼，且楼宇新增的全光汇聚产品在职能和个性上能齐全兼容已有的网络，因而，若需进行网络升级刷新，成本相对较低，部署后运维治理也较单一，同时还能满足企业高带宽网络升级要求。
                                              

4 总结

有源光网络因其依赖于光/电转换，网络传输机能受光/电、电/光信号转换的影响，成本较高，且在“光进铜退”的大趋向下，有源光网络在未来被裁减已是大势所趋。

对于以太全光网络，它的优势在于继承了传统以太网带宽独享、成本低、运维单一的利益的同时，还能够满足高带宽场景的需要，此表还对网络结构进行了简化，降低了运维成本，但在结构上相比无源光网络仍要复杂一些。而在超凡国际网络推出的极简以太全光规划中，又进一步降低了网络结构的复杂度，添补了网络结构复杂度上的不及。

对于无源光网络，其最大的优势在于通过度光器取代汇聚层互换设备简化了网络结构，降低了用电和守护成本，但同时也由于使用分光器带来了单点故障运维难度大、分光后用户接入带宽变幼的问题。

目前市面上大无数企业依然选取的是传统以太网的结构，在后续进行网络部署和升级时，由于以太全光网络在职能和个性上相迸宗无源光网络与客户已有的网络越发兼容，因而部署难度和成本也要比无源光网络低。也正是以太全光网络在网络部署中阐发出来的怪异优势，使得业内一些企业也起头调整钻研方向，陆续推出基于以太全光网络的解决规划。

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