無源光局域網——傳統銅纜局域網升級理想方案

多年來，因為銅纜布線的廣泛使用，局域網（LAN）一直被默認為銅纜布線局域網，但網絡傳輸需求的不斷增長，傳統局域網架構面臨著高帶寬和高密度的挑戰，銅纜布線局域網在未來網絡傳輸需求上已可預見的產生了局限性。隨着運營商在網絡技術中對光纖的使用，基於光纖的局域網逐步走入人們的視線，且在高帶寬高密度的網絡部署中展現出較為明顯的優勢，無源光局域網目前來看是傳統銅纜局域網理想的升級方案，在成為下一代主流局域網部署的道路上有着較為積極的前景。

什麼是無源光局域網？

無源光局域網（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絡（PON）有着不可分割的關聯。無源光局域網（POL）是建立在無源光網絡（PON）基礎之上的，與所有PON 系統類似，POL是一種帶分光器的點對多點的室內網絡基礎設施，可將數據從單個點傳送到多個用戶端，並通過波分復用（WDM）技術實現鏈路的雙向傳輸。

雖然POL沒有PON歷史悠久，但在局域網中，POL被認為是替代傳統銅線局域網的下一代基礎設施。多年來企業網絡一直在考慮升級到無源光局域網，但根據過去幾年的網絡部署趨勢看，無源光局域網並未在企業網絡中得到廣泛部署，主要是因為大部分企業領導認為傳統的銅纜局域網在現階段足以滿足他們的網絡需求。儘管如此，面對當前的網絡市場和未來的網絡發展趨勢，無源光局域網已足夠成熟。

為什麼向無源光局域網升級？

無源光局域網成為下一代主流局域網已是必然，網絡發展的新趨勢和無源光局域網技術本身的獨特優勢為局域網設計向POL的轉變鋪平了道路。從目前的網絡背景來看，有一些因素讓無源光局域網成為未來主流局域網設計成為了必然。

從銅纜到光纖的轉變

網絡部署從銅纜到光纖的轉變是無源光纖局域網的主要驅動力，銅纜企業與光纜企業之間的激烈競爭，讓我們看到銅纜接入互聯網已達到極限。使用Cat6網線進行網絡部署，可以實現在55米內傳輸速率達到10Gbps，即使是銅纜系列的新成員Cat8八類網線，在10Gbps、25Gbps 和 40Gbps傳輸速率中其傳輸距離也被限制在30m的範圍內。若未來面臨 100G、400G，甚至更高速率的網絡傳輸需求，無疑光纖線纜才是不二選擇，這也是我們看到光纖線纜在網絡市場中逐步替代銅纜的核心原因之一。

物聯網、雲和視頻業務增長

隨着 5G 和 WiFi-6 進入市場，物聯網革命正在發生，企業網絡部署中更多的設備在以更大的帶寬連接。與此同時，雲等更先進的技術也給傳統局域網帶來了壓力。在日常生活中，視頻媒體的快速崛起，也成為了對網絡帶寬需求迅速增長的最大驅動力。面對多方面的網絡需求增長，傳統局域網所面臨的挑戰顯而易見。

無源光局域網 VS 傳統局域網：優缺點

在傳統的基於銅纜的局域網架構中，核心層的設備與匯聚層交換機相連接，然後匯聚層的交換機向下連接到機櫃中的接入層交換機，最後機櫃內交換機通過銅纜與用戶的計算機等終端設備進行最後的連接。

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

無源光局域網有何優勢？

1、更大的規模和範圍

與傳統局域網所需的基礎設備相比，無源光局域網在網絡部署中相對減少了線纜以及設備數量。在傳統的局域網架構中主要使用Cat6等銅纜來進行數據傳輸，而無源光局域網則使用更小、更輕、更不易受接口影響的單模光纖作為主要傳輸介質，這意味着無源光局域網所覆蓋的網絡距離要遠大於傳統局域網，對於有遠距離傳輸需求的網絡部署而言，無源光局域網無疑是更佳的選擇，例如酒店行業，使用無源光局域網架構，可使網絡覆蓋到更多的客房。

2、更高的效率和安全性

與傳統分布式局域網不同，無源光局域網設計更為智能，可集中管理，所有服務均可通過單一基礎設備交付，無需為保障高質量多個平臺同時運行，IT管理員也無需為排除網絡故障在現場對多臺設備進行管理，相反，更少的人為干預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、節能環保

由於“無源”特性，無源光局域網不需要電源，相比銅纜局域網發熱量更少，從而減少了對傳統配線架和電信機房的需求。從傳統銅纜局域網點對點的架構，到無源光局域網點對多點架構的過渡，可以減少銅纜、匯聚交換機或接入交換機所產生的能源浪費。此外，一旦網絡部署完成後，在未來的幾年無論在技術上是否有進步，無源光局域網都可以應對，無源光局域網架構中的Cat5、 Cat6 或 Cat7銅纜網線不需要因為網絡升級而頻繁更迭，從而節省更多資源與成本。

4、降低安裝和運營費用

很多人對採用傳統銅纜局域網與無源光局域網的成本有着普遍的誤解，認為光纖線纜價格要高於銅纜網線，那無源光局域網布線成本就一定高於傳統銅纜局域網，然而事實上，將局域網布線中的所有線材與設備成本，後期的運維成本全部考慮進來，使用無源光局域網的成本並不會高於統銅纜局域網。

無源光局域網的缺點

1、全面部署可能性較小

雖然無源光局域網為大型企業網絡部署提供了可見的好處，但由於大多數企業網在早前的傳統銅纜局域網網絡部署中投入了大量的成本，即使實施網絡升級，在短時間內銅纜局域網的架構也很難被完全改變。此外，對於小型企業或組織來說，無源光局域網成本相對傳統銅纜局域網成本偏高，當對網絡傳輸的需求並沒有那麼大時，無源光局域網並不是一個具有成本效益的解決方案，因此在選擇局域網架構方案時傳統銅纜局域網仍然會是他們的首要選擇。

2、單點故障風險

在無源光局域網中，32根光纖全部匯聚到一個分離器中，該分離器僅由一根光纖支線供電。若出現故障，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。

無源光局域網的主要組成部分

如前文所述，構建無源光局域網所需的設備較少，一個典型的無源光局域網減少了對匯聚層交換機、接入層交換機和機櫃的需求，它包含有光線路終端 (OLT：Optical Line Terminal)、無源光分路器和光網絡終端 (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（WAN）相連接後從服務商那裡接收數據，通過核心路由器接收企業資源服務，然後將數據發送到光網絡終端（ONT）。反之，它也從ONT獲取數據並將其發送給服務商。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的核心部件。通常，在光線路終端（OLT）和光網絡終端（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絡中的任何地方放置，並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，最常用的是PLC分路器。

光網絡終端 (ONT)

光網絡終端 (ONT)是無源光局域網中的最終用戶接口，由於無源光局域網大部分是基於光纖的，因此在將計算機等設備連接到無源光局域網之前，一般需要將光信號轉換為電信號。在無源光局域網中部署光網絡終端（ONT）和光網絡單元（ONU），將單模光纖信號轉換為連接到計算機和其他終端設備的RJ45以太網接口上的電信號。

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

無源光局域網的應用

無源光局域網在哪些應用領域表現出了優勢？不同行業的用戶需求不一樣，對無源光局域網的優勢也有不同的側重點，從目前的趨勢來看，無源光局域網在包括酒店、校園建築、醫院和大型企業在內的許多領域都有巨大的發展潛力。總的來看，無源光局域網在具備以下特點這些網絡部署場景中具備有較明顯的優勢：

• 網絡布線空間有限，尤其是對空間使用最為關心的酒店行業，無源光局域網在空間和節能方面都佔據優勢。

• 需要融合和安全的網絡。對於所有需要視頻會議服務、無線接入和監控服務的企業網絡，無源光局域網將以保護的方式將所有服務融合到單一基礎設備中。

• 需要通過集中管理來提供更輕鬆的網絡支持。在校園網中，可以將多個建築物之間的網絡連接到主機房，布局更簡單。

結論

越來越多的企業開始意識到無源光局域網的價值，對於正在尋找網絡升級解決方案以實現安全可靠的網絡用戶而言，面向未來的無源光局域網解決方案是傳統銅線局域網升級的理想選擇。