智慧園區(qū)無源光纖局域網(wǎng)全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分析

崔玉柱

（吉林省建苑設(shè)計集團有限公司，吉林 長春 130011）

0 引 言

無源光纖局域網(wǎng)作為以無源光網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network，PON）為核心的一種組網(wǎng)方式，其優(yōu)勢相較于LAN網(wǎng)絡(luò)更加明顯。通過對網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶類型等進行優(yōu)化與適配，POL可以在組建光纖網(wǎng)絡(luò)時將數(shù)據(jù)、音視頻等多種系統(tǒng)融合到一起?；诖?，對智慧園區(qū)POL全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進行分析，以此促進POL全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮出應(yīng)有的價值。

1 POL網(wǎng)絡(luò)綜述

在POL的組網(wǎng)架構(gòu)中，其核心層與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的差異并不大。在匯聚層方面，傳統(tǒng)局域網(wǎng)所使用的匯聚交換機則被POL中的光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）所代替。從接入層出發(fā)，POL中采用無源分光器取代了接入交換機，可以利用光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit，ONU）對用戶業(yè)務(wù)進行接入[1]。在POL技術(shù)發(fā)展中，其基礎(chǔ)性能較強，可以在使用中滿足帶寬平滑演進的需求，各種層級的無源光接入系統(tǒng)（Gigabit-Capable PON，GPON）都能夠在相同的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)共存。即便未來需要對帶寬進行升級與調(diào)整，也無需對網(wǎng)絡(luò)進行大規(guī)模改造，簡單調(diào)整升級便可以滿足帶寬的實際需求。需要注意的是，POL在運行中還能對不同用戶的前置設(shè)備進行疊加，通過將語音、數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控等各種業(yè)務(wù)融入到相同的網(wǎng)絡(luò)中最大化發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)價值[2]。

2 建設(shè)智慧園區(qū)所面對的挑戰(zhàn)與POL網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢

2.1 智慧園區(qū)建設(shè)挑戰(zhàn)

智慧園區(qū)是能夠滿足不同行業(yè)特殊需求的建筑群，科技園、工業(yè)園等園區(qū)模式都可以歸納為智慧園區(qū)的一種。而且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，商場、醫(yī)院、寫字樓等建筑同樣可以規(guī)劃為智慧園區(qū)[3]。在如今的物聯(lián)網(wǎng)時代，一種業(yè)務(wù)對應(yīng)一張網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)架構(gòu)已經(jīng)被逐漸淘汰，智慧園區(qū)的多業(yè)務(wù)需求推動組網(wǎng)技術(shù)進行改革，只有讓網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)業(yè)務(wù)，才能為智慧園區(qū)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。借助POL全光網(wǎng)絡(luò)對智慧園區(qū)進行覆蓋，能夠在大幅提高園區(qū)業(yè)務(wù)質(zhì)量的同時，進一步提升園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)利用率。

在組建智慧園區(qū)網(wǎng)絡(luò)時，需要克服的難點較多。以往簡單的網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)無法適應(yīng)新型智慧園區(qū)，只有在物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新興技術(shù)的助力下結(jié)合全新的園區(qū)需求組建一套適合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，才能為智慧園區(qū)的長期發(fā)展帶來幫助。在智慧園區(qū)建設(shè)中，所需的網(wǎng)絡(luò)必須具備開放性，通過滿足園區(qū)內(nèi)部企業(yè)、員工、訪客等多主體的網(wǎng)絡(luò)接入，可以讓園區(qū)內(nèi)部各個主體在開展網(wǎng)絡(luò)合作時更加順利。與此同時，網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)該滿足彈性需求，園區(qū)網(wǎng)不僅要快速疊加各種新業(yè)務(wù)，還應(yīng)快速接入各種終端，以此來滿足不同業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的真實需求[4]。除此之外，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必須強調(diào)網(wǎng)絡(luò)安全，只有這樣才能讓園區(qū)內(nèi)部企業(yè)將更多的精力投入到技術(shù)發(fā)展中。在各種新需求影響下，智慧園區(qū)需要建設(shè)POL全光網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)化，滿足帶寬增長的需求，同時實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)部的全業(yè)務(wù)場景接入。

2.2 POL全光網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢分析

2.2.1 高穩(wěn)定性

POL全光網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)中需要利用點對多點的設(shè)計模式，能夠有效提升運行期間的網(wǎng)絡(luò)可靠性。OLT本身帶有在線業(yè)務(wù)軟件升級（In-Service Software Upgrade，ISSU）特性，在各種軟件升級優(yōu)化期間不會影響到園區(qū)業(yè)務(wù)的正常開展，系統(tǒng)可以保持運行穩(wěn)定性。

2.2.2 節(jié)約成本

在平滑性滿足技術(shù)要求后，POL全光網(wǎng)絡(luò)能夠在控制成本的同時實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)升級[5]。由于光纖壽命極長，因此只需要對設(shè)備進行升級便可以基本滿足智慧園區(qū)對帶寬的要求。即當(dāng)智慧園區(qū)對帶寬的需求增加后，通過POL全光網(wǎng)絡(luò)可以花費較少的成本進行一次設(shè)備升級。此外，POL無源全光方案并不會受到末端接入距離所帶來的限制，能夠降低智慧園區(qū)對機房的依賴，大大減少接入交換機數(shù)量和占用空間，節(jié)約機房建設(shè)成本，并且在一定程度上降低電能損耗。

2.2.3 部署管理簡單

在POL全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，要結(jié)合部署需求來對ONU開展預(yù)配置處理，當(dāng)所有的硬件安裝結(jié)束后便可以自動添加ONU并對設(shè)備進行管理，顯著提高網(wǎng)絡(luò)管理效率。除此之外，由于POL全光網(wǎng)絡(luò)支持多種不同的部署方式，因此還可以結(jié)合智慧園區(qū)的實際需求來進行部署管理，提升便捷性[6]。全光網(wǎng)絡(luò)能夠簡化布線施工與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并提升業(yè)務(wù)承載時的靈活性

3 智慧園區(qū)POL全光網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

在建設(shè)智慧園區(qū)時，POL全光網(wǎng)絡(luò)可以將單模光纖作為傳輸介質(zhì)，在降低成本的同時增加覆蓋面積。此外，以PON技術(shù)為基礎(chǔ)的POL還不會受到傳統(tǒng)以太網(wǎng)所帶來的限制。

3.1 POL全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)智慧園區(qū)的思路

POL全光網(wǎng)絡(luò)的組建方式可以分為兩種，即運營商在建設(shè)區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一構(gòu)建POL全光網(wǎng)絡(luò)和各個區(qū)域獨立構(gòu)建POL全光網(wǎng)絡(luò)。在統(tǒng)一構(gòu)建POL全光網(wǎng)絡(luò)模式下，POL全光網(wǎng)絡(luò)可以由運營商來完成代建、代維等工作，其主要優(yōu)勢在于運營商自己便可以制定POL全光網(wǎng)絡(luò)標準并進行管理。若采用各個區(qū)域獨立構(gòu)建POL全光網(wǎng)絡(luò)模式，就需要智慧園區(qū)自行開展招標并進行網(wǎng)絡(luò)組建，運營中心也將自行管理。兩種POL全光網(wǎng)絡(luò)組建方式的服務(wù)對象各不相同，找到適合的POL全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方法可以大幅提高POL全光網(wǎng)絡(luò)的管理質(zhì)量。若智慧園區(qū)的整體覆蓋面積相對較大，可以自行組建POL全光網(wǎng)絡(luò)，按照需求對網(wǎng)絡(luò)進行靈活調(diào)整；若智慧園區(qū)的整體覆蓋面積相對較小，便無需自行組建網(wǎng)絡(luò)，由運營商組建網(wǎng)絡(luò)即可。

3.2 POL全光網(wǎng)絡(luò)在智慧園區(qū)中的建設(shè)方法分析

POL全光網(wǎng)絡(luò)在智慧園區(qū)中具有顯著優(yōu)勢，能夠統(tǒng)一承載園區(qū)所需的各種業(yè)務(wù)。在智慧園區(qū)中，不同的園區(qū)對于業(yè)務(wù)的需求各不相同，只有結(jié)合業(yè)務(wù)情況來選擇適合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，才能讓其發(fā)揮出應(yīng)有的價值。對于政企用戶而言，POL全光網(wǎng)絡(luò)不僅能夠滿足網(wǎng)絡(luò)需求，還可以在一定程度上降低運營成本，讓各項業(yè)務(wù)的開展變得更加靈活[7]。需要注意的是，由于不同場景下的POL全光網(wǎng)絡(luò)管理質(zhì)量各有不同，因此要以網(wǎng)絡(luò)場景為中心來組建POL全光網(wǎng)絡(luò)，以此來提高網(wǎng)絡(luò)利用率。

在智慧科技園區(qū)中組建POL全光網(wǎng)絡(luò)時，可以從傳統(tǒng)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換至多元化業(yè)務(wù)，在同一個網(wǎng)絡(luò)中集中監(jiān)控、WiFi、環(huán)境感知等多種業(yè)務(wù)，然后結(jié)合POL全光網(wǎng)絡(luò)的理念來滿足不同企業(yè)對于業(yè)務(wù)的需求。從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)出發(fā)，可以利用單機、雙機備份OLT連接分光器等實現(xiàn)多場景業(yè)務(wù)覆蓋。POL全光網(wǎng)絡(luò)布線在同一張光纖網(wǎng)絡(luò)中進行承載，所有的業(yè)務(wù)都在融合終端集中進行接入處理，可以大幅降低線材成本并減少故障問題的出現(xiàn)概率[8]。POL全光網(wǎng)絡(luò)可以借助光纖來為園區(qū)內(nèi)的大量用戶提供語音、視頻等業(yè)務(wù)，即便未來園區(qū)對POL全光網(wǎng)絡(luò)的需求有所改變，依然可以通過POL升級的方式來進一步提高POL全光網(wǎng)絡(luò)的適配性[9]。

3.3 相關(guān)案例分析

在時代發(fā)展中，國內(nèi)各大企業(yè)也加強了對POL全光網(wǎng)絡(luò)的研究。例如作為本土品牌的華為，其敏捷園區(qū)全光網(wǎng)絡(luò)方案在很多智慧園區(qū)建設(shè)中發(fā)揮出了巨大作用。以云南X風(fēng)景區(qū)玉墅酒店為例，在開展智慧酒店建設(shè)時需要構(gòu)建具有靈活性、穩(wěn)定性的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，該項目的承包方便是華為集團。酒店面積、位置等因素都是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)需要考慮的重要因素，只有在長距離組網(wǎng)下對網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控等業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行整合，才能讓園區(qū)網(wǎng)為人們提供更好的服務(wù)。若采用傳統(tǒng)交換機組網(wǎng)，就會導(dǎo)致建設(shè)成本激增。經(jīng)過分析，最終決定以POL全光網(wǎng)絡(luò)為核心來解決智慧酒店的組網(wǎng)問題。在POL全光網(wǎng)絡(luò)下，酒店實現(xiàn)了每個房間對應(yīng)一根光纖的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，房間同時兼顧了電話、網(wǎng)絡(luò)等業(yè)務(wù)，布線成本降低了約70%。端到端的解決方案不僅可以保證網(wǎng)絡(luò)運行穩(wěn)定性，而且還支持酒店業(yè)務(wù)的拓展升級[10]。酒店P(guān)OL全光網(wǎng)絡(luò)組成如圖1所示。

圖1 酒店P(guān)OL全光網(wǎng)絡(luò)組成

4 結(jié) 論

綜上所述，POL全光網(wǎng)絡(luò)是智慧園區(qū)建設(shè)的重要內(nèi)容。隨著智慧園區(qū)的業(yè)務(wù)功能越來越多，具有較強適應(yīng)性與擴展性的POL全光網(wǎng)絡(luò)能夠充分滿足其發(fā)展需求。智慧園區(qū)作為建筑領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，可以利用POL全光網(wǎng)絡(luò)來完善園區(qū)建設(shè)。相信隨著更多人意識到POL全光網(wǎng)絡(luò)的價值，智慧園區(qū)的發(fā)展前景一定會變得更加光明。