智慧园区无源光纤局域网全光网络建设分析

2022-06-16崔玉柱

通信电源技术 2022年1期

崔玉柱

（吉林省建苑设计集团有限公司，吉林长春 130011）

0 引言

无源光纤局域网作为以无源光网络（Passive Optical Network，PON）为核心的一种组网方式，其优势相较于LAN网络更加明显。通过对网络规模、用户类型等进行优化与适配，POL可以在组建光纤网络时将数据、音视频等多种系统融合到一起。基于此，对智慧园区POL全光网络建设进行分析，以此促进POL全光网络发挥出应有的价值。

1 POL网络综述

在POL的组网架构中，其核心层与传统网络架构的差异并不大。在汇聚层方面，传统局域网所使用的汇聚交换机则被POL中的光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）所代替。从接入层出发，POL中采用无源分光器取代了接入交换机，可以利用光网络单元（Optical Network Unit，ONU）对用户业务进行接入[1]。在POL技术发展中，其基础性能较强，可以在使用中满足带宽平滑演进的需求，各种层级的无源光接入系统（Gigabit-Capable PON，GPON）都能够在相同的网络中实现共存。即便未来需要对带宽进行升级与调整，也无需对网络进行大规模改造，简单调整升级便可以满足带宽的实际需求。需要注意的是，POL在运行中还能对不同用户的前置设备进行叠加，通过将语音、数据、视频监控等各种业务融入到相同的网络中最大化发挥网络价值[2]。

2 建设智慧园区所面对的挑战与POL网络的优势

2.1 智慧园区建设挑战

智慧园区是能够满足不同行业特殊需求的建筑群，科技园、工业园等园区模式都可以归纳为智慧园区的一种。而且随着技术的不断发展，商场、医院、写字楼等建筑同样可以规划为智慧园区[3]。在如今的物联网时代，一种业务对应一张网络的传统架构已经被逐渐淘汰，智慧园区的多业务需求推动组网技术进行改革，只有让网络适应业务，才能为智慧园区的发展奠定基础。借助POL全光网络对智慧园区进行覆盖，能够在大幅提高园区业务质量的同时，进一步提升园区的网络利用率。

在组建智慧园区网络时，需要克服的难点较多。以往简单的网络铺设无法适应新型智慧园区，只有在物联网、云计算等新兴技术的助力下结合全新的园区需求组建一套适合的网络结构，才能为智慧园区的长期发展带来帮助。在智慧园区建设中，所需的网络必须具备开放性，通过满足园区内部企业、员工、访客等多主体的网络接入，可以让园区内部各个主体在开展网络合作时更加顺利。与此同时，网络还应该满足弹性需求，园区网不仅要快速叠加各种新业务，还应快速接入各种终端，以此来满足不同业务对网络的真实需求[4]。除此之外，网络架构必须强调网络安全，只有这样才能让园区内部企业将更多的精力投入到技术发展中。在各种新需求影响下，智慧园区需要建设POL全光网络来实现对网络架构的优化，满足带宽增长的需求，同时实现园区内部的全业务场景接入。

2.2 POL全光网络优势分析

2.2.1 高稳定性

POL全光网络在建设中需要利用点对多点的设计模式，能够有效提升运行期间的网络可靠性。OLT本身带有在线业务软件升级（In-Service Software Upgrade，ISSU）特性，在各种软件升级优化期间不会影响到园区业务的正常开展，系统可以保持运行稳定性。

2.2.2 节约成本

在平滑性满足技术要求后，POL全光网络能够在控制成本的同时实现网络升级[5]。由于光纤寿命极长，因此只需要对设备进行升级便可以基本满足智慧园区对带宽的要求。即当智慧园区对带宽的需求增加后，通过POL全光网络可以花费较少的成本进行一次设备升级。此外，POL无源全光方案并不会受到末端接入距离所带来的限制，能够降低智慧园区对机房的依赖，大大减少接入交换机数量和占用空间，节约机房建设成本，并且在一定程度上降低电能损耗。

2.2.3 部署管理简单

在POL全光网络建设中，要结合部署需求来对ONU开展预配置处理，当所有的硬件安装结束后便可以自动添加ONU并对设备进行管理，显著提高网络管理效率。除此之外，由于POL全光网络支持多种不同的部署方式，因此还可以结合智慧园区的实际需求来进行部署管理，提升便捷性[6]。全光网络能够简化布线施工与网络结构，并提升业务承载时的灵活性

3 智慧园区POL全光网络构建

在建设智慧园区时，POL全光网络可以将单模光纤作为传输介质，在降低成本的同时增加覆盖面积。此外，以PON技术为基础的POL还不会受到传统以太网所带来的限制。

3.1 POL全光网络建设智慧园区的思路

POL全光网络的组建方式可以分为两种，即运营商在建设区域内统一构建POL全光网络和各个区域独立构建POL全光网络。在统一构建POL全光网络模式下，POL全光网络可以由运营商来完成代建、代维等工作，其主要优势在于运营商自己便可以制定POL全光网络标准并进行管理。若采用各个区域独立构建POL全光网络模式，就需要智慧园区自行开展招标并进行网络组建，运营中心也将自行管理。两种POL全光网络组建方式的服务对象各不相同，找到适合的POL全光网络建设方法可以大幅提高POL全光网络的管理质量。若智慧园区的整体覆盖面积相对较大，可以自行组建POL全光网络，按照需求对网络进行灵活调整；若智慧园区的整体覆盖面积相对较小，便无需自行组建网络，由运营商组建网络即可。

3.2 POL全光网络在智慧园区中的建设方法分析

POL全光网络在智慧园区中具有显著优势，能够统一承载园区所需的各种业务。在智慧园区中，不同的园区对于业务的需求各不相同，只有结合业务情况来选择适合的网络架构，才能让其发挥出应有的价值。对于政企用户而言，POL全光网络不仅能够满足网络需求，还可以在一定程度上降低运营成本，让各项业务的开展变得更加灵活[7]。需要注意的是，由于不同场景下的POL全光网络管理质量各有不同，因此要以网络场景为中心来组建POL全光网络，以此来提高网络利用率。

在智慧科技园区中组建POL全光网络时，可以从传统业务转换至多元化业务，在同一个网络中集中监控、WiFi、环境感知等多种业务，然后结合POL全光网络的理念来满足不同企业对于业务的需求。从网络架构出发，可以利用单机、双机备份OLT连接分光器等实现多场景业务覆盖。POL全光网络布线在同一张光纤网络中进行承载，所有的业务都在融合终端集中进行接入处理，可以大幅降低线材成本并减少故障问题的出现概率[8]。POL全光网络可以借助光纤来为园区内的大量用户提供语音、视频等业务，即便未来园区对POL全光网络的需求有所改变，依然可以通过POL升级的方式来进一步提高POL全光网络的适配性[9]。

3.3 相关案例分析

在时代发展中，国内各大企业也加强了对POL全光网络的研究。例如作为本土品牌的华为，其敏捷园区全光网络方案在很多智慧园区建设中发挥出了巨大作用。以云南X风景区玉墅酒店为例，在开展智慧酒店建设时需要构建具有灵活性、稳定性的园区网络，该项目的承包方便是华为集团。酒店面积、位置等因素都是构建网络需要考虑的重要因素，只有在长距离组网下对网络、监控等业务系统进行整合，才能让园区网为人们提供更好的服务。若采用传统交换机组网，就会导致建设成本激增。经过分析，最终决定以POL全光网络为核心来解决智慧酒店的组网问题。在POL全光网络下，酒店实现了每个房间对应一根光纤的网络结构，房间同时兼顾了电话、网络等业务，布线成本降低了约70%。端到端的解决方案不仅可以保证网络运行稳定性，而且还支持酒店业务的拓展升级[10]。酒店POL全光网络组成如图1所示。