無源光局域網(wǎng)——傳統(tǒng)銅纜局域網(wǎng)升級方案

什么是無源光局域網(wǎng)？

無源光局域網(wǎng)（Passive 0ptical Local Area Network），通常被簡稱為POL或POLAN，單從名稱上看，就可看出與無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）有著不可分割的關(guān)聯(lián)。無源光局域網(wǎng)（POL）是建立在無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）基礎(chǔ)之上的，與所有PON 系統(tǒng)類似，POL是一種帶分光器的點對多點的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，可將數(shù)據(jù)從單個點傳送到多個用戶端，并通過波分復(fù)用（WDM）技術(shù)實現(xiàn)鏈路的雙向傳輸。

雖然POL沒有PON歷史悠久，但在局域網(wǎng)中，POL被認(rèn)為是替代傳統(tǒng)銅線局域網(wǎng)的下一代基礎(chǔ)設(shè)施。多年來企業(yè)網(wǎng)絡(luò)一直在考慮升級到無源光局域網(wǎng)，但根據(jù)過去幾年的網(wǎng)絡(luò)部署趨勢看，無源光局域網(wǎng)并未在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中得到普遍部署，主要是因為大部分企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為傳統(tǒng)的銅纜局域網(wǎng)在現(xiàn)階段足以滿足他們的網(wǎng)絡(luò)需求。盡管如此，面對當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)市場和未來的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢，無源光局域網(wǎng)已足夠成熟。

為什么向無源光局域網(wǎng)升級？

無源光局域網(wǎng)成為下一代主流局域網(wǎng)已是必然，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的新趨勢和無源光局域網(wǎng)技術(shù)本身的獨特優(yōu)勢為局域網(wǎng)設(shè)計向POL的轉(zhuǎn)變鋪平了道路。從目前的網(wǎng)絡(luò)背景來看，有一些因素讓無源光局域網(wǎng)成為未來主流局域網(wǎng)設(shè)計成為了必然。

從銅纜到光纖的轉(zhuǎn)變

網(wǎng)絡(luò)部署從銅纜到光纖的轉(zhuǎn)變是無源光纖局域網(wǎng)的主要驅(qū)動力，銅纜企業(yè)與光纜企業(yè)之間的激烈競爭，讓我們看到銅纜接入互聯(lián)網(wǎng)已達(dá)到極限。使用Cat6網(wǎng)線進行網(wǎng)絡(luò)部署，可以實現(xiàn)在55米內(nèi)傳輸速率達(dá)到10Gbps，即使是銅纜系列的新成員Cat8八類網(wǎng)線，在10Gbps、25Gbps 和 40Gbps傳輸速率中其傳輸距離也被限制在30m的范圍內(nèi)。若未來面臨 100G、400G，甚至更高速率的網(wǎng)絡(luò)傳輸需求，無疑光纖線纜才是比較好選擇，這也是我們看到光纖線纜在網(wǎng)絡(luò)市場中逐步替代銅纜的原因之一。

物聯(lián)網(wǎng)、云和視頻業(yè)務(wù)增長

隨著 5G 和 WiFi-6 進入市場，物聯(lián)網(wǎng)正在發(fā)生，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)部署中更多的設(shè)備在以更大的帶寬連接。與此同時，云等更先進的技術(shù)也給傳統(tǒng)局域網(wǎng)帶來了壓力。在日常生活中，視頻媒體的快速崛起，也成為了對網(wǎng)絡(luò)帶寬需求迅速增長的驅(qū)動力。面對多方面的網(wǎng)絡(luò)需求增長，傳統(tǒng)局域網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)顯而易見。

無源光局域網(wǎng) VS 傳統(tǒng)局域網(wǎng)：優(yōu)缺點

在傳統(tǒng)的基于銅纜的局域網(wǎng)架構(gòu)中，層的設(shè)備與匯聚層交換機相連接，然后匯聚層的交換機向下連接到機柜中的接入層交換機，機柜內(nèi)交換機通過銅纜與用戶的計算機等終端設(shè)備進行的連接。

而無源光局域網(wǎng)設(shè)計則是用單模光纖線纜來代替銅纜，進而改變局域網(wǎng)的基本架構(gòu)。無源光局域網(wǎng)幾乎是全光纖鏈路，只用到少量的銅纜來完成鏈路與終端設(shè)備之間的連接。

無源光局域網(wǎng)有何優(yōu)勢？

1、更大的規(guī)模和范圍

與傳統(tǒng)局域網(wǎng)所需的基礎(chǔ)設(shè)備相比，無源光局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)部署中相對減少了線纜以及設(shè)備數(shù)量。在傳統(tǒng)的局域網(wǎng)架構(gòu)中主要使用Cat6等銅纜來進行數(shù)據(jù)傳輸，而無源光局域網(wǎng)則使用更小、更輕、更不易受接口影響的單模光纖作為主要傳輸介質(zhì)，這意味著無源光局域網(wǎng)所覆蓋的網(wǎng)絡(luò)距離要遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)局域網(wǎng)，對于有遠(yuǎn)距離傳輸需求的網(wǎng)絡(luò)部署而言，無源光局域網(wǎng)無疑是更佳的選擇，例如酒店行業(yè)，使用無源光局域網(wǎng)架構(gòu)，可使網(wǎng)絡(luò)覆蓋到更多的客房。

2、更高的效率和安全性

與傳統(tǒng)分布式局域網(wǎng)不同，無源光局域網(wǎng)設(shè)計更為智能，可集中管理，所有服務(wù)均可通過單一基礎(chǔ)設(shè)備交付，無需為保障高質(zhì)量多個平臺同時運行，IT管理員也無需為排除網(wǎng)絡(luò)故障在現(xiàn)場對多臺設(shè)備進行管理，相反，更少的人為干預(yù)可有效減少人為錯誤的可能性，具備更高的效率和安全性。

3、節(jié)能環(huán)保

由于“無源”特性，無源光局域網(wǎng)不需要電源，相比銅纜局域網(wǎng)發(fā)熱量更少，從而減少了對傳統(tǒng)配線架和電信機房的需求。從傳統(tǒng)銅纜局域網(wǎng)點對點的架構(gòu)，到無源光局域網(wǎng)點對多點架構(gòu)的過渡，可以減少銅纜、匯聚交換機或接入交換機所產(chǎn)生的能源浪費。此外，一旦網(wǎng)絡(luò)部署完成后，在未來的幾年無論在技術(shù)上是否有進步，無源光局域網(wǎng)都可以應(yīng)對，無源光局域網(wǎng)架構(gòu)中的Cat5、 Cat6 或 Cat7銅纜網(wǎng)線不需要因為網(wǎng)絡(luò)升級而頻繁更迭，從而節(jié)省更多資源與成本。

4、降低安裝和運營費用

很多人對采用傳統(tǒng)銅纜局域網(wǎng)與無源光局域網(wǎng)的成本有著普遍的誤解，認(rèn)為光纖線纜價格要高于銅纜網(wǎng)線，那無源光局域網(wǎng)布線成本就一定高于傳統(tǒng)銅纜局域網(wǎng)，然而事實上，將局域網(wǎng)布線中的所有線材與設(shè)備成本，后期的運維成本全部考慮進來，使用無源光局域網(wǎng)的成本并不會高于統(tǒng)銅纜局域網(wǎng)。

無源光局域網(wǎng)的缺點

1、各方面部署可能性較小

雖然無源光局域網(wǎng)為大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)部署提供了可見的好處，但由于大多數(shù)企業(yè)網(wǎng)在早前的傳統(tǒng)銅纜局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部署中投入了大量的成本，即使實施網(wǎng)絡(luò)升級，在短時間內(nèi)銅纜局域網(wǎng)的架構(gòu)也很難被完全改變。此外，對于小型企業(yè)或組織來說，無源光局域網(wǎng)成本相對傳統(tǒng)銅纜局域網(wǎng)成本偏高，當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男枨蟛]有那么大時，無源光局域網(wǎng)并不是一個具有成本效益的解決方案，因此在選擇局域網(wǎng)架構(gòu)方案時傳統(tǒng)銅纜局域網(wǎng)仍然會是他們的首要選擇。

2、單點故障風(fēng)險

在無源光局域網(wǎng)中，32根光纖全部匯聚到一個分離器中，該分離器只由一根光纖支線供電。若出現(xiàn)故障，要隔離故障是一件較為困難的事情，因為所有故障基本都是單點故障，如果光纖受損，則可能影響所有終端用戶。

無源光局域網(wǎng)的主要組成部分

如前文所述，構(gòu)建無源光局域網(wǎng)所需的設(shè)備較少，一個典型的無源光局域網(wǎng)減少了對匯聚層交換機、接入層交換機和機柜的需求，它包含有光線路終端 (OLT：Optical Line Terminal)、無源光分路器和光網(wǎng)絡(luò)終端 (ONT：Optical Network Terminal，又稱：光貓)。

光線路終端 (OLT)

部署在無源光局域網(wǎng)中的光線路終端（OLT）同時處理上行信號和下行信號，它與廣域網(wǎng)（WAN）相連接后從服務(wù)商那里接收數(shù)據(jù)，通過路由器接收企業(yè)資源服務(wù)，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到光網(wǎng)絡(luò)終端（ONT）。反之，它也從ONT獲取數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給服務(wù)商。通常一個OLT端口與32個ONT相連接。

無源光分路器（PLC）

無源光分路器是無源光局域網(wǎng)的部件。通常，在光線路終端（OLT）和光網(wǎng)絡(luò)終端（ONT）之間會部署一個或多個光纖分路器，這些光纖分路器可以在光網(wǎng)絡(luò)中的任何地方放置，并在沒有電源的情況下將光信號傳輸給終端用戶。光纖分路器有各種分光比、光纖類型和封裝形式，常用的是PLC分路器。

光網(wǎng)絡(luò)終端 (ONT)

光網(wǎng)絡(luò)終端 (ONT)是無源光局域網(wǎng)中的最終用戶接口，由于無源光局域網(wǎng)大部分是基于光纖的，因此在將計算機等設(shè)備連接到無源光局域網(wǎng)之前，一般需要將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。在無源光局域網(wǎng)中部署光網(wǎng)絡(luò)終端（ONT）和光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），將單模光纖信號轉(zhuǎn)換為連接到計算機和其他終端設(shè)備的RJ45以太網(wǎng)接口上的電信號。

除上述設(shè)備外，還需要光纖跳線、銅纜網(wǎng)線、光纖連接器、光纖面板、以及其他線纜管理組件。所有這些組件構(gòu)成了高性能無源光局域網(wǎng)。

無源光局域網(wǎng)的應(yīng)用

無源光局域網(wǎng)在哪些應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)出了優(yōu)勢？不同行業(yè)的用戶需求不一樣，對無源光局域網(wǎng)的優(yōu)勢也有不同的側(cè)重點，從目前的趨勢來看，無源光局域網(wǎng)在包括酒店、校園建筑、醫(yī)院和大型企業(yè)在內(nèi)的許多領(lǐng)域都有巨大的發(fā)展?jié)摿Α？偟膩砜矗瑹o源光局域網(wǎng)在具備以下特點這些網(wǎng)絡(luò)部署場景中具備有較明顯的優(yōu)勢：

• 網(wǎng)絡(luò)布線空間有限，尤其是對空間使用最為關(guān)心的酒店行業(yè)，無源光局域網(wǎng)在空間和節(jié)能方面都占據(jù)優(yōu)勢。

• 需要融合和安全的網(wǎng)絡(luò)。對于所有需要視頻會議服務(wù)、無線接入和監(jiān)控服務(wù)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，無源光局域網(wǎng)將以保護的方式將所有服務(wù)融合到單一基礎(chǔ)設(shè)備中。

• 需要通過集中管理來提供更輕松的網(wǎng)絡(luò)支持。在校園網(wǎng)中，可以將多個建筑物之間的網(wǎng)絡(luò)連接到主機房，布局更簡單。