無(wú)源全光網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用

夏文豪

【摘要】本文主要闡述無(wú)源全光網(wǎng)（POL）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)、無(wú)源全光網(wǎng)和有源全光網(wǎng)的分析比較、三網(wǎng)合一技術(shù)和無(wú)源全光網(wǎng)在廣州市國(guó)際健康驛站的實(shí)際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】無(wú)源全光網(wǎng)（POL）;無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）;有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）;三網(wǎng)合一

中圖分類號(hào)：TN92 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.01.009

光纖入戶是一種將光纖從中心點(diǎn)直接安裝到住宅，綜合商業(yè)體、園區(qū)和企業(yè)等建筑物的系統(tǒng)，以提供高速的互聯(lián)網(wǎng)接入。一般來(lái)說(shuō)，部署高速光纖入戶網(wǎng)絡(luò)有兩條基本途徑：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）和有源光網(wǎng)絡(luò)（AON），本文將重點(diǎn)介紹無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）及三網(wǎng)合一技術(shù)在廣州市國(guó)際健康驛站的實(shí)際應(yīng)用。

1. 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是光傳輸段采用無(wú)源設(shè)備（無(wú)源分光器等），實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光纖傳輸和接入技術(shù)，在每個(gè)支路的分支點(diǎn)只需要安裝無(wú)源分光器即可，可以實(shí)現(xiàn)多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括星型、總線型、環(huán)形和樹形結(jié)構(gòu)。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由局端設(shè)備OLT、用戶端設(shè)備ONU和光纖分布網(wǎng)ODN組成，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間不存在有源的電子設(shè)備。因此具有節(jié)省材料資源、共享帶寬、節(jié)省設(shè)備投資成本、建網(wǎng)快速和建網(wǎng)成本低等優(yōu)點(diǎn)，如圖1。

2. 有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）

有源光網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在傳輸過(guò)程中，從局端設(shè)備OLT到用戶分配單元ONU之間部署了如交換設(shè)備、路由器和光收發(fā)器等有源設(shè)備進(jìn)行傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。有源光網(wǎng)絡(luò)屬于一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光傳輸技術(shù)，由OLT、ONU和光纖傳輸線路組成。

3. 有源光網(wǎng)絡(luò)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別

在有源光網(wǎng)絡(luò)中，ONU設(shè)備串聯(lián)在光纖網(wǎng)絡(luò)中，ONU收到的信號(hào)是經(jīng)上級(jí)設(shè)備光電變換后的信號(hào)。而在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中，ONU設(shè)備是通過(guò)分光器由OLT直接發(fā)送下來(lái)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要增加支路時(shí)，有源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須在支路節(jié)點(diǎn)增加光交換設(shè)備，而無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則只需增加無(wú)源分光器即可。另外，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)使用的元件不需要電源而且維護(hù)較少，因此整體上無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擴(kuò)展比有源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更快捷方便，且投資成本更低。從覆蓋距離看，有源光網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋大約100km的范圍，而無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)只能覆蓋大約20km的范圍，因此，實(shí)施方案中必須考慮這一點(diǎn)。

4. 三網(wǎng)合一技術(shù)

4.1 概述

無(wú)源全光網(wǎng)的其中一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景就是三網(wǎng)合一技術(shù)，把語(yǔ)音交換業(yè)務(wù)（PSTN）、廣電網(wǎng)提供的有線電視業(yè)務(wù)（CATV），互聯(lián)網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)（Internet）通過(guò)一個(gè)公共承載和接入平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。其實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)EPON技術(shù)，由光路終端OLT、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU和光纖分布網(wǎng)絡(luò)ODN組成。主要應(yīng)用于大型項(xiàng)目，特別是大型酒店、大型園區(qū)等。優(yōu)點(diǎn)是綜合布線方案更加靈活，同時(shí)可以節(jié)省大量的光纖材料和設(shè)備資源，降低接入網(wǎng)成本。

4.2 光纖到戶應(yīng)用場(chǎng)景（FTTH）

光纖入戶，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一，可滿足數(shù)據(jù)+語(yǔ)音+CATV+IPTV功能。覆蓋范圍廣，達(dá)到20公里覆蓋半徑。豐富的ONU類型，可滿足不同業(yè)務(wù)功能，如圖2。

5. 無(wú)源全光網(wǎng)典型案例——廣州市國(guó)際健康驛站

5.1 項(xiàng)目概況

廣州國(guó)際健康驛站建設(shè)項(xiàng)目位于白云區(qū)鐘落潭鎮(zhèn)105國(guó)道廣從公路段以南，馬瀝地鐵站旁，用地面積約25.78萬(wàn)平方米（400畝），國(guó)際健康驛站計(jì)劃開設(shè)發(fā)熱門診、綜合門急診、檢驗(yàn)室等，劃分11個(gè)具有嶺南特色的片區(qū)，每個(gè)片區(qū)都配備相應(yīng)的醫(yī)護(hù)人員和院感專家，擬建設(shè)5000張床位的健康驛站，同時(shí)可為后勤服務(wù)人員提供2000張床位。

5.2 智能化系統(tǒng)概述

廣州國(guó)際健康驛站項(xiàng)目作為南大門和口岸城市，面臨較大集中輸入壓力，集中隔離醫(yī)學(xué)觀察點(diǎn)是疫情防控的關(guān)鍵防線之一，在原隔離酒店中，測(cè)溫、消殺、填表、送飯、醫(yī)療垃圾的收集等人為工作，都將在國(guó)際健康驛站內(nèi)全部實(shí)現(xiàn)智能化，進(jìn)行集中管理。廣州國(guó)際健康驛站綜合布線系統(tǒng)將是一個(gè)模塊化、靈活性較高的智能化布線系統(tǒng)，通過(guò)延伸到每個(gè)區(qū)域和房間的信息點(diǎn)，將電話、電腦、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通訊設(shè)備與管理設(shè)備連接為一個(gè)整體，高速傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像，從而為內(nèi)部管理者和使用者提供綜合性資訊服務(wù)。為滿足驛站酒店類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用無(wú)源全光網(wǎng)PON和ODN光纖分布網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，把語(yǔ)音、有線電視和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行三網(wǎng)合一，從而節(jié)省了材料資源和設(shè)備投資成本、共享帶寬、快速建網(wǎng)和降低建網(wǎng)成本低等。共設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)15345個(gè)，其中六類網(wǎng)線數(shù)據(jù)點(diǎn)8356個(gè)，五類網(wǎng)線語(yǔ)音點(diǎn)6989個(gè)，多媒體箱信息點(diǎn)：6061個(gè)。

5.3 計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

5.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)主要由OLT（光線路終端）匯聚設(shè)備、ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）多業(yè)務(wù)接入設(shè)備以及SPL分光器設(shè)備等設(shè)備組成。OLT設(shè)備設(shè)置于綜合樓三樓網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，外網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)、辦公網(wǎng)共用核心交換機(jī)，邏輯隔離，一網(wǎng)承載，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)均通過(guò)10GPON光網(wǎng)絡(luò)傳輸。

5.3.2 匯聚層

通過(guò)OLT設(shè)備進(jìn)行匯聚，采用GPON技術(shù)，OLT通過(guò)10GE接口與核心交換和互聯(lián)，GPON口的下行帶寬為2.5G，上行為1.25G，1個(gè)GPON口下覆蓋的所有用戶共享2.5G帶寬。

5.3.3 接入層

在每個(gè)客房，宿舍內(nèi)放置ONU設(shè)備，ONU（含wifi功能）提供GE接口、POTS語(yǔ)音接口，提供客房設(shè)備接入，支持端口限速等功能，如圖3。

5.4 綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

綜合布線系統(tǒng)是弱電系統(tǒng)數(shù)據(jù)和語(yǔ)音傳遞的基本通道，在布線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可以形成遍布整個(gè)隔離酒店園區(qū)的語(yǔ)音電話、有線電視和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。綜合布線系統(tǒng)是信息系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的組成部分，它的性能直接影響到信息系統(tǒng)的性能和壽命。

5.4.1 建筑群子系統(tǒng)

光纖到戶、外網(wǎng)主干共用，采用1條96芯+1條24芯G.652D室外單模光纜，由綜合服務(wù)樓三層網(wǎng)絡(luò)機(jī)房向各網(wǎng)絡(luò)匯聚機(jī)房星型敷設(shè)。

辦公網(wǎng)、設(shè)備專網(wǎng)通信主干采用1條24芯OS2室外單模光纜，由綜合服務(wù)樓三層網(wǎng)絡(luò)機(jī)房向各網(wǎng)絡(luò)匯聚機(jī)房星型敷設(shè)。

康復(fù)中心通信主干采用2條24芯OS2室外單模光纜，由綜合服務(wù)樓三層網(wǎng)絡(luò)機(jī)房向各網(wǎng)絡(luò)匯聚機(jī)房星型敷設(shè)。

5.4.2 垂直干線子系統(tǒng)

光纖到戶、外網(wǎng)主干共用，采用2條12芯/24芯/48芯G.652D室內(nèi)單模光纜，由各網(wǎng)絡(luò)匯聚機(jī)房或兼作匯聚機(jī)房的弱電間向各樓層配線間星形敷設(shè)。辦公網(wǎng)、設(shè)備專網(wǎng)通信主干采用2條24芯OS2室內(nèi)單模光纜，由各網(wǎng)絡(luò)匯聚機(jī)房或兼作匯聚機(jī)房的弱電間向各樓層配線間星形敷設(shè)。

在本次設(shè)計(jì)中，垂直主干系統(tǒng)采用星型結(jié)構(gòu)，從中心機(jī)房以點(diǎn)到點(diǎn)的形式鋪設(shè)到各個(gè)樓層配線間。選擇垂直子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這是因?yàn)樾切屯負(fù)浣Y(jié)構(gòu)：便于管理，星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的所有通信都要經(jīng)過(guò)中心節(jié)點(diǎn)來(lái)支配，所以維護(hù)管里比較方便;便于重新配置。用戶可以在樓層配線架上任意增加、刪除或移動(dòng)、互換某個(gè)或某些信息插座，而且僅僅涉及它們所連接的終端設(shè)備;便于故障隔離與檢測(cè)。由于各信息點(diǎn)都連接到樓層配線架，相互之間保持相當(dāng)大的獨(dú)立性，因此可以方便地檢測(cè)故障點(diǎn)，并清除;便于系統(tǒng)的分段、級(jí)連與擴(kuò)充。

5.4.3 水平/工作區(qū)子系統(tǒng)

酒店客房：每間客房設(shè)置1個(gè)入戶弱電箱，1條2芯光纜入戶，入戶弱電箱至網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)、有線電視信息點(diǎn)采用六類非屏蔽網(wǎng)線，入戶弱電箱至電話語(yǔ)音點(diǎn)采用超五類非屏蔽網(wǎng)線。

其他區(qū)域（包括公共區(qū)域、后勤區(qū)、醫(yī)院等）：弱電間至有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)采用六類非屏蔽網(wǎng)線，弱電間至電話語(yǔ)音點(diǎn)采用超五類非屏蔽網(wǎng)線，各智能化子系統(tǒng)網(wǎng)線均采用六類非屏蔽網(wǎng)線。

5.5 三網(wǎng)融合整體方案

5.5.1 互聯(lián)網(wǎng)寬帶方案

園區(qū)提供4000M/10000M總帶寬，上下行對(duì)等互聯(lián)網(wǎng)出口線路（帶寬總出口可以實(shí)際需求增減），接到綜合樓核心機(jī)房。

專線采用雙路由熱備保證網(wǎng)絡(luò)可靠性，雙通道負(fù)載均衡，一條中斷，另一條能馬上接管。雙路由方案保證兩條物理分開的光纖鏈路接入客戶終端。通過(guò)用戶端核心路由設(shè)備，設(shè)定為人工手動(dòng)備份或智能負(fù)載均衡備份模式。

兩條專線均承載流量。當(dāng)一條路由中斷時(shí)，故障兩端路由器可及時(shí)偵測(cè)到端口down，可快速關(guān)閉路由，另一條路由承接所有流量，實(shí)現(xiàn)雙路由保護(hù)的目標(biāo)。

5.5.2 電話交換系統(tǒng)方案

系統(tǒng)建設(shè)：新建一套統(tǒng)一通信平臺(tái)，10000門容量的電話交換設(shè)備，可接入PRI數(shù)字中繼（30B+D），支持sip中繼接入，支持標(biāo)準(zhǔn)IP接口協(xié)議;統(tǒng)一組網(wǎng)：基于中興OLT全光網(wǎng)絡(luò)的電話VLAN承載網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)廣州國(guó)際健康驛站1萬(wàn)門電話全I(xiàn)P化通訊;電話系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃：提供全網(wǎng)10000門電話容量，實(shí)現(xiàn)跨部門、跨樓層統(tǒng)一組網(wǎng)，統(tǒng)一通訊，內(nèi)部分機(jī)短號(hào)互打，從而提高通信效率，降低通信成本;統(tǒng)一管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)設(shè)備的統(tǒng)一計(jì)費(fèi)、統(tǒng)一錄音、統(tǒng)一管理維護(hù);視頻會(huì)議平臺(tái)：sip視頻會(huì)議終端（需選配）接入到視頻會(huì)議平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)720P/1080P/4K多方視頻會(huì)議。也可點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通過(guò)IP網(wǎng)實(shí)現(xiàn)視頻交互，如圖4。

5.5.3 有線及衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)

本系統(tǒng)機(jī)房設(shè)置于E區(qū)綜合樓屋面有線及衛(wèi)星電視接收機(jī)房。本系統(tǒng)節(jié)目源包括衛(wèi)星電視節(jié)目、本地有線電視節(jié)目、自辦節(jié)目等，同時(shí)支持視頻點(diǎn)播功能。設(shè)置數(shù)字衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)，綜合屋面設(shè)衛(wèi)星天線接收衛(wèi)星電視信號(hào)，經(jīng)過(guò)前端解擾輸出IP信號(hào)接入園區(qū)局域網(wǎng)。設(shè)置本地有線電視接收系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)前端輸出IP信號(hào)接入園區(qū)局域網(wǎng)。

電視機(jī)采用一體機(jī)方案，用戶在電視機(jī)端啟動(dòng)播放請(qǐng)求，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給視頻點(diǎn)播服務(wù)器。經(jīng)過(guò)請(qǐng)求驗(yàn)證后，視頻點(diǎn)播服務(wù)器把存儲(chǔ)系統(tǒng)中可訪問的節(jié)目通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳搶到客戶端。酒店將相關(guān)的所有信息般內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，與入住賓客互動(dòng)的形式傳送給各個(gè)客房終端。系統(tǒng)支持移動(dòng)終端無(wú)線投屏功能。

系統(tǒng)設(shè)置計(jì)費(fèi)功能，并通過(guò)接口將數(shù)據(jù)傳送到酒店信息管理系統(tǒng)。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高速帶寬業(yè)務(wù)逐步涌現(xiàn)，帶寬提速成為迫切需求，網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)已經(jīng)成為各大運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商和相關(guān)部門研究和投資的關(guān)注點(diǎn)。同時(shí)隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”的興起，無(wú)論是企業(yè)或者是個(gè)人，網(wǎng)絡(luò)通信的需求逐漸變成了建筑的基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目之一，并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑群、建筑物及各大型社區(qū)中。本文重點(diǎn)論述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有高度的綜合性、兼容性、通用性、靈活性、面向用戶更多、成本更低等功能與特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的整合，即在同一個(gè)平臺(tái)上靈活提供語(yǔ)音交換業(yè)務(wù)（PSTN）、有線電視業(yè)務(wù)（CATV）和互聯(lián)網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)（Internet）的接入。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁華 梁晨.《智能建筑弱電工程設(shè)計(jì)與安裝》中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2]黃治國(guó) 李穎.《網(wǎng)絡(luò)綜合布線與組網(wǎng)》中國(guó)鐵道出版社.

[3]劉化君.《網(wǎng)絡(luò)綜合布線第2版》電子工業(yè)出版社.