淺談POL方案在南水北調中線工程的應用前景

朱子龍，李 斌，李 成，高 璐，李 超

（南水北調中線干線工程建設管理局天津分局，天津300000）

1 POL基本概念

1.1 基于PON的POL網絡架構

POL（Passive Optical LAN）是一種基于 PON 技術的企業局域網絡，通過光纖為用戶提供融合的數據、語音、視頻及其他弱電類業務。POL網絡架構如圖1所示。

圖1 POL網絡架構

由于網絡規模、接入的用戶類型不同，POL做了相應的優化以確保更加適配企業的業務需求。通過POL方案，企業可以將數據、語音、視頻以及無線接入等不同的系統合并在一張光纖網絡中，具有其他技術不可以比擬的優勢。POL與傳統局域網LAN網絡結構對比如圖2所示，在POL組網中傳統LAN中的匯聚交換機被OLT替代；銅線被光纖替代；接入交換機由無源的分光器替代；ONU提供二層功能，通過有線或者無線接入用戶的數據、語音及視頻等業務。

圖2 POL與傳統局域網LAN網絡結構對比

1.2 無源光網絡PON簡介

無源光網絡PON的概念最早是英國電信公司的研究人員于1987年提出的，是一種應用光纖的接入網，因為它從光線路終端（OLT）一直到光網絡單元（ONU）之間沒有任何用電源的電子設備，所用的器件包括光纖、光分路器等，都是無源器件，所以被稱為“無源光網絡。

主流的PON技術包括BPON（Broadband Passive Optical Network）、EPON（Ethernet Passive Optical Network）和GPON等。BPON由于采用ATM封裝模式，主要用于ATM業務承載，但是ATM技術已經逐漸過時，BPON技術也隨之消失。現在流行的GPON是吉比特無源光網絡技術，是目前應用范圍最廣的光接入主流技術。

無源光網絡PON是一種純介質網絡，避免了外部設備的電磁干擾和雷電影響，在減少線路和外部設備的故障率、提高系統可靠性方面優點突出，同時可以節省維護成本，是電信維護部門最適合的先進技術。

無光源網絡PON可以靈活地組成樹形、星型、總線型等拓撲結構，在光分支點只需要安裝一個簡單的光分支器即可，因此具有節省光纜資源、帶寬資源共享、節省機房投資、建網速度快、綜合建網成本低等優點。

1.2.1 無源光網絡PON的優點

隨著寬帶業務的普及和光進銅退的趨勢，運營商對業務的傳輸距離、帶寬、可靠性和低運營成本提出越來越高的要求。無源光PON網絡與其他網絡相比具有以下優點：（1）更遠的傳輸距離：采用光纖傳輸，接入層的覆蓋半徑最大可達60 km，可以解決雙絞線“距離和帶寬的矛盾”；（2）更高的帶寬：GPON每個端口最大下行速率2.5 Gbit/s，最大上行速率1.25 Gbit/s，滿足用戶對高帶寬業務的需求，如高清電視、實況轉播等；（3）QoS（Quality of Service）提供靈活的全業務體驗：提供區分不同用戶的業務流量控制，保證多用戶的多業務帶寬，為不同的用戶業務提供差異化服務；（4）分光特性：局端單根光纖經分光后引出多路到戶光纖，支持1∶128分光比，節省主干光纖資源，降低運營維護成本。

1.2.2 無源光網絡PON的ODN部署

ODN（Optical Distribution Network）光配線網絡是基于PON設備的FTTx（各種光纖接入業務統稱為FTTx）光纜網絡，其作用是在OLT和ONU之間提供光傳輸通道。園區型ODN部署示意圖如圖3所示。

2 南水北調中線工程網絡傳輸情況

2.1 南水北調中線工程網絡現狀

目前，南水北調中線工程現地場區多業務分別布線，沒有統一規劃，致使現場綜合布線系統復雜，標準多樣，布線環境較差，不利于后期進一步標準化建設工作。網絡覆蓋的物理距離要求至少為20 km，邏輯距離小于60 km以內，而南水北調中線工程現地場區存在諸多設備間大于100 m的電以太網不友好場景的應用，目前雖然類似場景多以長距離電以太網以及光以太網方案解決，但都已不及基于xPON技術的FTTx應用廣泛，不具有競爭優勢。

圖3 園區型ODN部署

今后隨著信息技術不斷發展，對網絡帶寬的需求不斷增大，目前方案系統后續演進成本高、工作量大等現狀，廠商沒有提供明確的后續演進方案。

2.2 無源光網絡PON的應用前景

隨著國家網絡提速發展和未來對網絡帶寬增加的需要，銅退光進成為發展的必然趨勢，光接入技術演進標準比較完善，從GPON的2.5 G到PON的10 G，再到未來的TWDM PON，標準最大化地考慮了網絡發展的平滑性，盡量充分利用已有的資源，以最小的投資和網絡改動，支持網絡升級。

無源光系統（xPON）后續帶寬增加演進方案明確，現場工作量小，針對點到點服務管理，需要提供運行、管理、維護和配置（OAM）的能力。目前用戶端管理系統不完善，部署PON，可省去單獨部署接入端網絡管理系統的工作量。針對PON下行流量以廣播形式進行傳輸的特點，提供協定層的安全保護機制。IPPON的上層是IP，這種方式可更加充分地利用網絡資源，容易實現系統帶寬的動態分配，簡化中間層的復雜設備。基于PON的OAN不需要在外部站中安裝昂貴的有源電子設備，因此使服務提供商可以高性價比地向企業用戶提供所需的帶寬。

3 結語

南水北調中線干線由2個信息中心、6座機關辦公樓、45個現地管理機構組成，接入網作為通信網路的一部分，為工程的平穩運行提供了可靠保障。根據實際工作需要，從提高網絡速度、效率、維護成本出發來看，引入POL系統具有以下優點：（1）POL系統可以極大地提高網絡帶寬、縮短網絡延遲、改善網絡效率、提高用戶體驗；（2）POL系統可以有效簡化現有較為復雜的綜合布線系統，對后期提高系統可靠性，系統維護效率以及維護成本發揮重要作用。在南水北調工程中引入新技術需要更加充分地對現有系統進行技術評估，根據評估結果進行實驗性部署，對實驗效果再次評估后，形成標準化改造方案，對現有系統進行逐步改造。