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    無源光網絡(POL)介紹及應用特點

    2020年6月19日 17:14  CCTIME飛象網  作 者:作者:伍義群 劉平

    伴隨著網絡帶寬不斷提升,終端設備不斷發展,高清視頻會議,云服務,海量數據交換,移動辦公等讓企業成為更加高效和更加開放的平臺,從而促進企業的智能化和信息化辦公,并對網絡帶寬及速率的要求也越來越高,傳統的企業和園區局域網在面臨這些應用對帶寬的巨大挑戰時,都存在著網絡升級的訴求;那么傳統的綜合布線系統在經歷了接近30年的快速發展已經逐步不能滿足時代發展需求了;大型園區、樓宇基礎網絡建設主要面臨以下挑戰:

    • 大量交換機占用機房空間,功耗大,散熱難

    • 匯聚路由器之間連接復雜,而且占用管道空間,走線和維護難度大

    • 交換機位置分散,管理復雜,需要龐大的維護團隊

    • 傳輸距離的限制

    • 網絡新增設備操作復雜

    • 升級和擴容難

    對于傳輸距離,網絡平滑升級,高可靠性,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后于全光網網絡(POL),全光網把傳統綜合布線的傳輸和光纖到桌面,光纖到用戶單元,光纖到公共區域進行整體的融合;另外,加入網絡設備把原有的3層網絡變成扁平的二層架構,全光網(POL)網絡融合園區+邊緣云,企業可將數據,語音、視頻安防以及無線等不同的系統融合在一張光纖網絡中,具有傳統綜合布線不可比擬的優勢。

    全光網的組成及傳輸方式

    POL采用PON技術;PON(Passive Optical Network)是一種點到多點(P2MP)結構的無源光網絡,其組成涵蓋三部分:OLT, ODN, ONU

    POL: Passive Optical LAN 無源全光局域網

    在POL組網中傳統LAN中的匯聚交換機被OLT替代;水平銅纜被光纖替代;接入交換機由無源的分光器替代;ONU提供二/三層功能,通過有線或者無線接入用戶的數據、語音及視頻等業務。

    PON網絡下行采用廣播方式:通過分光器將OLT發出的光信號分成多份帶有相同信息的光信號,傳送到每個ONU;ONU根據報文中所帶的標記,選擇性接收屬于自己的報文,對標記不符的進行丟棄處理。

    PON網絡上行方向:OLT側統一分配給各個ONU一個時間片,ONU嚴格按照這一時間片窗口進行信號發送,不屬于自己的時間片對光口進行關斷操作,上行時間窗口調度機制高度依賴PON的測距技術來實現。

    對PON技術原理的理解,有助于我們在電氣設計中更熟練的應用這一技術,尤其是其光分配網的無源(無需供電)特性,和傳統交換機的差別帶來的點位配電設計尤其需要注意。為保證在一芯光纖上轉發兩個方向的流量報文,PON采用波分方式;在發展到萬兆PON后,實際采用了四個波長段進行光纖復用。

    POL網絡的超長傳輸能力

    POL采用hub-spoke結構,而交換機是多層級的樹/星型結構,從總體來看,POL主要是優化了局域網的基礎布線和網絡結構,網絡結構更加扁平和簡潔。

    ODN的最大傳輸距離達到20KM,遠遠超過了傳統綜合布線的傳輸距離,對于園區,機場,體育館,超高層建筑等大型建筑的網絡建設而言,傳統綜合布線需要增加額外的有源設備及空間來部署網絡設施,以彌補傳輸距離的不足,而全光網(POL)網絡在減少有源設備的同時,可以輕松解決難點。

    POL網絡的易部署屬性

    傳統綜合布線系統在部署接入交換機時,需要有弱電間,機柜,電源等配套設施,而全光網(POL)無需專門的弱電間;分光器可以按照用戶現場環境進行靈活布放,無需弱電間,機柜,電源等配套設施;把有源設備集中在中心機房和終端用戶側,這樣讓運維點更集中和更貼近使用者,讓運維變得更簡捷高效。

    根據部署計劃將ONU進行預配置,當ONU硬件安裝完成,系統上電后OLT可以自動發現和添加ONU,完成ONU設備部署、遠程軟調,大大提高部署效率,降低網絡建設成本。

    由于POL突破了傳統綜合布線網絡中雙絞線受到百米距離的限制和對弱電間的需求,并將三層網絡拓撲結構簡化為兩層,從而節省了80%的弱電機房空間及60%供電能耗,實現網絡建設成本降低30%,網絡的運維開支可縮減60%以上。

    POL網絡的可升級性

    當前,按照傳統的綜合布線系統布放網絡,壽命大概在10-15年,系統在應用過程中逐步被淘汰,然而智慧樓宇,物聯網的迅速發展普及,不得不讓我們重新審視網絡建設的持續可用性;未來終端接入設備將成指數倍增長,帶來了帶寬的巨大壓力,傳統的綜合布線不得不縮短網絡重建或翻新周期,導致資源嚴重損耗;全光網(POL)網絡光纖可以提供GPON,10GPON,未來可以提供50GPON/100GPON帶寬和速率進行平滑升級,讓園區,大樓網絡使用壽命成倍數延長,保證網絡的可用性同時,也保持了網絡的前瞻性。

    設備迭代的速度是網絡建設的重大問題,舊設備往往只能被廢棄,這無形中會造成巨大的資產浪費,而全光網絡基于光纖組網,全光組網可滿足園區內各類寬帶需求,比如目前熱門的Wi-Fi 6業務承載需要2.5Gbps或者10Gpbs的業務接口,對應10G PON方案或者50G PON上行大帶寬就可輕松承載,全光組網網絡升級只需要更換板卡,甚至只需要更換光模塊就可以實現升級,再加上光纖具有耐腐蝕、抗高低溫、抗干擾等特性,POL全光網絡使用壽命可達30年,超長的網絡使用周期讓網絡全生命周期內投資成本最優化。

    POL網絡的高可靠性

    POL采用PON方案架構,OLT部署在核心機房,從核心機房到用戶,中間層采用無源分光器,無需獨立機房部署,無需供電,減少了有中間有源設備故障點,ONU靠近用戶,通過銅線連接用戶。POL全光網絡廣泛應用于大中小型企業、政府機關、科技園區/工業園區、學校、醫院以及需要在內部進行局域/本地寬帶聯網的各種場景,按照其業務需求、組網規模各有不同。

    POL 通過多種組網方式來保證網絡的持續可用性,如下圖所示:

    POL網絡的安全防護

    POL網絡有效避免了電磁干擾,電磁泄露等問題,支持AES128加密,保障數據光纖傳輸安全;POL設備支持MAC綁定,802.1x認證、用戶隔離等、廣播抑制,防DOS攻擊有效杜絕了非法用戶接入和其它用戶攻擊。

    • 支持端口和ONU隔離功能

    • 支持MAC過濾

    • 支持防DoS攻擊

    • 支持用戶分級,防止未授權用戶的非法侵入

    • 支持端口廣播/組播報文抑制

    • 支持基于源/目的MAC地址、VLAN、802.1p、ToS、Diff Serv、源/目的IP(IPv4/IPv6)地址、TCP/UDP端口號、協議類型等IP報文頭信息的流分類和流定義

    • 支持對報文頭部80字節深度的L2-L7 ACL流分類

    • 支持業務流策略,包括鏡像、重定向、統計、過濾

    Forrester首席分析師Andre Kindness在發言中指出,POL無源光局域網以光纖重構傳統園區網絡,將光纖延伸到最后一米,高度匹配部署、維護及演進發展的訴求。目前市場規模正以18.8%的速度增長,未來IoT的普及,會帶來無源光網絡技術的爆發式發展,憑借其一網多業務、綠色環保、經濟高效、簡單靈活、安全可靠等特點,高效支撐企業數字化,開創Fixed Fibre F5G新時代,成為教育、安平、酒店、政府、交通、工廠、綜合園區(智能樓宇、商業綜合體、住宅社區和產業智慧園區)等千行百業數字化轉型的最佳選擇。

    編 輯:孫秀杰
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