无源全光网络系统在各种建设场景中的应用

俞

杰（1981—），男，

工程师，从事建筑楼宇智能化设计。

无源全光网络系统在各种

建设场景中的应用

俞

杰

［同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海200092］摘

要：介绍了无源全光网络系统结构和工作原理，阐述了项目建设中网络建设

面临的设计难题，

分析了无源全光网络系统在各种建设场景中的应用，提出无源全光网络系统不仅减少短期的投资建设成本，还能降低未来的运维支出，符合当前和未来企业的网络规划。

关键词：无源全光网络系统；无源光纤网络；分光设备；建设场景

中图分类号：TU 855

文献标志码：B

文章编号：1674-8417（2019）05-0013-05DOI ：10．16618/j．cnki．1674-8417．2019．05．004

0引言

近年来，企业、医院、学校、办公楼、园区等项目的电话及网络系统主要依靠综合布线系统、计算机网络系统构建。综合布线系统主干采用光缆、

大对数电缆传输，水平链路采用非屏蔽对绞电缆或光缆；计算机网络系统常采用核心交换机、

汇聚交换机、接入交换机的系统结构。随着数字时代的快速发展，人们对大数据、高带宽、低耗能的网络需求日渐迫切

［1-3］

。无源

全光网络系统凭借着特殊的优势，

已逐步进入到日常工作、生活中，在不久的将来或许会代替目前的网络架构模式

［4-6］

。

1

无源全光网络系统

1．1

系统结构

无源全光网络系统已成熟运用于各大通信运

营商，

家庭中使用的IPTV 机顶盒就是典型的应用。该系统由集中接入设备（Optical Line Terminal ，OLT ）、分光设备（Optical Distribution Network ，ODN ）以及用户设备（Optical Network Unit ，

ONU ）组成。OLT 设备上、下行链路，ODN 设备上、下行链路，ONU 设备上行链路均采用光缆连接。从机房端OLT 到用户侧ONU 之间的ODN 中不含有任何有源电子器件及电源，

全部由单模光纤和光分路器、光连接器等无源光器件组成，消除机房端与客户端之间的有源设备，

故称之为无源全光网系统。无源全光网络系统结构如图1所示

。

图1无源全光网络系统结构

1．2

系统原理

无源全光网络系统是一种基于无源光纤网

络（Passive Optical Network，PON）技术的网络系统，通过一套光纤网络为用户提供融合的数据、语音、视频及其他弱电类业务接入。

PON系统采用单纤双向方式。上行使用1310nm波长，下行使用1490nm波长。在下行方向（OLT到ONU），OLT发送的信号通过一个2ʒN（或1ʒN）的光分路器（或几个分路器的级联）到达各个ONU；在上行方向（ONU到OLT），各ONU根据OLT指定的时间发送信息。ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。

无源全光网络系统有如下基本特点：

（1）业务。光纤网络支撑办公、语音、IPTV、视频监控、WiFi覆盖等；带宽动态，潜力无限：平滑演进到10G PON和40G/80G PON；用户/PON 口有128个ONU；内建的安全特性。

（2）建设。覆盖距离20km以上，使用周期在50年以上，只有少量光纤，空间占用小。

（3）运维。不需要供电和备电（UPS）、冷却及维护，最小的设备机房和布线空间，可靠性高，光纤不受电磁及环境干扰。

2项目建设中网络建设面临的设计难题

2．1业务场景规划

无源全光网络系统的设计非常灵活，可以很好地满足用户各种不同的需求。根据不同的业务场景，可以采用光纤到桌面、光纤到房间、光纤到楼道、光纤到弱电间等方式。而ONU对应放置在桌面上、房间暗埋弱电箱内、楼道壁挂弱电箱上和弱电井内。

针对大楼办公人员变化的需求，传统交换机网络无法很好地适应网口数量的变化，而在无源全光网络中通过合理预留光纤口、更换ONU等方式可以满足快速变化的业务需求。如办公工位从2人变化到4人，可以将原来4GE+2POTS ONU替换为8GE+4POTS ONU，或者在备用光纤信息点上增加一个4GE+2POTS ONU。这样就要求在设计无源光纤网络时充分考虑备用光纤预留及未来业务的变化需求。

针对信息点比较分散的公共区域，如楼道内布放吸顶AP，由于各个AP点位比较分散，同时需要POE供电，可以采用光纤信息点放置在弱电井或者楼道内的方式，1个POE ONU覆盖一片区域。因此，在设计过程中针对各个弱电子系统及甲方业务需求进行不同的设计。

2．2ONU选型

各ONU厂家提供多种形态的ONT，可满足不同业务和场景的部署要求。从提供的硬件接口上，ONU可以提供ＲJ45（10GE/GE/FE）网口、ＲJ11电话口、HDMI口和802．11b/g/n/ac WiFi，用于连接多种终端设备。

按照ONU软件运行的TCP/IP层次，可分为桥接式ONU和网关式ONU；按照ONU部署场景，可分为室内型ONU和室外型ONU；按照ONU 端口数目，可分为多口MDU（机架式和非机架式）和桌面型ONU。因此，在设计无源全光网络系统中有针对性地配置ONU设备。

3无源全光网络系统的应用

3．1办公楼

某办公大楼网络采用无源全光网络系统。办公工位采用光纤到桌面的部署方式，光纤跳线直接部署至桌面，桌面放置4GE+2POTS接口的ONU（2位办公人员同时接入），满足上网与语音业务需求。办公网整体拓扑结构如图2所示。OLT部署在办公楼一楼主机房，所有服务器设备放置在中心机房，两者通过光纤连接。

对于开放式大办公室，在房间设置弱电箱，从楼层弱电间直接部署一根6 12芯的室内光缆至弱电箱，一级分光器放置在弱电箱内，分光器尾纤直接部署至办公工位，有效避免桥架线路拥堵，最多可为96位办公人员提供平均带宽高达150Mb/s的信息网络接入。

语音网络与数据网相融合，IP语音交换机（或软交换）分别与2台核心交换机相连接，采用带有数据和电话口的ONU为用户同时提供内网和电话接口。对于不需要电话的地方，通过OLT 上的业务配置可关闭ONU上的电话接口。

3．2酒店

某星级酒店客房网络采用无源全光网络，需要实现房间内语音、网络、电视等功能。其中电