淺談POL方案在南水北調(diào)中線工程的應(yīng)用前景

朱子龍，李 斌，李 成，高 璐，李 超

（南水北調(diào)中線干線工程建設(shè)管理局天津分局，天津300000）

1 POL基本概念

1.1 基于PON的POL網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

POL（Passive Optical LAN）是一種基于 PON 技術(shù)的企業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)，通過光纖為用戶提供融合的數(shù)據(jù)、語音、視頻及其他弱電類業(yè)務(wù)。POL網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 POL網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、接入的用戶類型不同，POL做了相應(yīng)的優(yōu)化以確保更加適配企業(yè)的業(yè)務(wù)需求。通過POL方案，企業(yè)可以將數(shù)據(jù)、語音、視頻以及無線接入等不同的系統(tǒng)合并在一張光纖網(wǎng)絡(luò)中，具有其他技術(shù)不可以比擬的優(yōu)勢。POL與傳統(tǒng)局域網(wǎng)LAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對比如圖2所示，在POL組網(wǎng)中傳統(tǒng)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(shù)據(jù)、語音及視頻等業(yè)務(wù)。

圖2 POL與傳統(tǒng)局域網(wǎng)LAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對比

1.2 無源光網(wǎng)絡(luò)PON簡介

無源光網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用光纖的接入網(wǎng)，因為它從光線路終端（OLT）一直到光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）之間沒有任何用電源的電子設(shè)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(wǎng)絡(luò)。

主流的PON技術(shù)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(yè)務(wù)承載，但是ATM技術(shù)已經(jīng)逐漸過時，BPON技術(shù)也隨之消失。現(xiàn)在流行的GPON是吉比特無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是目前應(yīng)用范圍最廣的光接入主流技術(shù)。

無源光網(wǎng)絡(luò)PON是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，在減少線路和外部設(shè)備的故障率、提高系統(tǒng)可靠性方面優(yōu)點突出，同時可以節(jié)省維護成本，是電信維護部門最適合的先進技術(shù)。

無光源網(wǎng)絡(luò)PON可以靈活地組成樹形、星型、總線型等拓撲結(jié)構(gòu)，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(jié)省光纜資源、帶寬資源共享、節(jié)省機房投資、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低等優(yōu)點。

1.2.1 無源光網(wǎng)絡(luò)PON的優(yōu)點

隨著寬帶業(yè)務(wù)的普及和光進銅退的趨勢，運營商對業(yè)務(wù)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(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)相比具有以下優(yōu)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(yè)務(wù)的需求，如高清電視、實況轉(zhuǎn)播等；（3）QoS（Quality of Service）提供靈活的全業(yè)務(wù)體驗：提供區(qū)分不同用戶的業(yè)務(wù)流量控制，保證多用戶的多業(yè)務(wù)帶寬，為不同的用戶業(yè)務(wù)提供差異化服務(wù)；（4）分光特性：局端單根光纖經(jīng)分光后引出多路到戶光纖，支持1∶128分光比，節(jié)省主干光纖資源，降低運營維護成本。

1.2.2 無源光網(wǎng)絡(luò)PON的ODN部署

ODN（Optical Distribution Network）光配線網(wǎng)絡(luò)是基于PON設(shè)備的FTTx（各種光纖接入業(yè)務(wù)統(tǒng)稱為FTTx）光纜網(wǎng)絡(luò)，其作用是在OLT和ONU之間提供光傳輸通道。園區(qū)型ODN部署示意圖如圖3所示。

2 南水北調(diào)中線工程網(wǎng)絡(luò)傳輸情況

2.1 南水北調(diào)中線工程網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

目前，南水北調(diào)中線工程現(xiàn)地場區(qū)多業(yè)務(wù)分別布線，沒有統(tǒng)一規(guī)劃，致使現(xiàn)場綜合布線系統(tǒng)復雜，標準多樣，布線環(huán)境較差，不利于后期進一步標準化建設(shè)工作。網(wǎng)絡(luò)覆蓋的物理距離要求至少為20 km，邏輯距離小于60 km以內(nèi)，而南水北調(diào)中線工程現(xiàn)地場區(qū)存在諸多設(shè)備間大于100 m的電以太網(wǎng)不友好場景的應(yīng)用，目前雖然類似場景多以長距離電以太網(wǎng)以及光以太網(wǎng)方案解決，但都已不及基于xPON技術(shù)的FTTx應(yīng)用廣泛，不具有競爭優(yōu)勢。

圖3 園區(qū)型ODN部署

今后隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求不斷增大，目前方案系統(tǒng)后續(xù)演進成本高、工作量大等現(xiàn)狀，廠商沒有提供明確的后續(xù)演進方案。

2.2 無源光網(wǎng)絡(luò)PON的應(yīng)用前景

隨著國家網(wǎng)絡(luò)提速發(fā)展和未來對網(wǎng)絡(luò)帶寬增加的需要，銅退光進成為發(fā)展的必然趨勢，光接入技術(shù)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(wǎng)絡(luò)發(fā)展的平滑性，盡量充分利用已有的資源，以最小的投資和網(wǎng)絡(luò)改動，支持網(wǎng)絡(luò)升級。

無源光系統(tǒng)（xPON）后續(xù)帶寬增加演進方案明確，現(xiàn)場工作量小，針對點到點服務(wù)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(tǒng)不完善，部署PON，可省去單獨部署接入端網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的工作量。針對PON下行流量以廣播形式進行傳輸?shù)奶攸c，提供協(xié)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(wǎng)絡(luò)資源，容易實現(xiàn)系統(tǒng)帶寬的動態(tài)分配，簡化中間層的復雜設(shè)備。基于PON的OAN不需要在外部站中安裝昂貴的有源電子設(shè)備，因此使服務(wù)提供商可以高性價比地向企業(yè)用戶提供所需的帶寬。

3 結(jié)語

南水北調(diào)中線干線由2個信息中心、6座機關(guān)辦公樓、45個現(xiàn)地管理機構(gòu)組成，接入網(wǎng)作為通信網(wǎng)路的一部分，為工程的平穩(wěn)運行提供了可靠保障。根據(jù)實際工作需要，從提高網(wǎng)絡(luò)速度、效率、維護成本出發(fā)來看，引入POL系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：（1）POL系統(tǒng)可以極大地提高網(wǎng)絡(luò)帶寬、縮短網(wǎng)絡(luò)延遲、改善網(wǎng)絡(luò)效率、提高用戶體驗；（2）POL系統(tǒng)可以有效簡化現(xiàn)有較為復雜的綜合布線系統(tǒng)，對后期提高系統(tǒng)可靠性，系統(tǒng)維護效率以及維護成本發(fā)揮重要作用。在南水北調(diào)工程中引入新技術(shù)需要更加充分地對現(xiàn)有系統(tǒng)進行技術(shù)評估，根據(jù)評估結(jié)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(xiàn)有系統(tǒng)進行逐步改造。