PON(無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))作為接入網(wǎng)技術(shù)，隨著相關(guān)技術(shù)、設(shè)備型號(hào)的日趨成熟，已被國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商商用部署超過(guò)十五年，積累了豐富的建設(shè)實(shí)施和運(yùn)營(yíng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。

　　目前高校校園網(wǎng)主流實(shí)現(xiàn)技術(shù)是傳統(tǒng)以太網(wǎng)，但以太網(wǎng)所用介質(zhì)雙絞線(xiàn)傳輸性能不足，六類(lèi)非屏蔽雙絞線(xiàn)在以太網(wǎng)中的傳輸距離一般只能達(dá)到100米，最大速率只能達(dá)到1Gbps，為突破此傳輸瓶頸，國(guó)內(nèi)有部分高校開(kāi)始采用PON技術(shù)建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)。

　　相比傳統(tǒng)以太網(wǎng)，PON在在傳輸距離、介質(zhì)成本、空間占用方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，在帶寬速率、ONU取電、網(wǎng)絡(luò)箱安裝、皮線(xiàn)光纜鋪設(shè)、安全可靠性、設(shè)備兼容性開(kāi)放性、運(yùn)維管理、網(wǎng)絡(luò)適用性等方面存在一定不足。

　　PON在校園網(wǎng)部署的優(yōu)勢(shì)

　　網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化

　　圖1對(duì)比分析了校園網(wǎng)采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)和PON的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。傳統(tǒng)以太網(wǎng)中，分別在中心機(jī)房、匯聚機(jī)房、接入機(jī)房部署核心交換機(jī)、匯聚交換機(jī)和接入交換機(jī)。而在PON中，僅需在中心機(jī)房部署核心交換機(jī)，為節(jié)省主干光纜纖芯使用，在匯聚機(jī)房部署OLT(光線(xiàn)路終端)，OLT雙上聯(lián)至核心交換機(jī)。在接入機(jī)房部署無(wú)源分光器，分光比一般為1：16或者1：32，通常不高于1：64。接入機(jī)房至每個(gè)房間一般部署2芯蝶形皮線(xiàn)光纜，替換傳統(tǒng)以太網(wǎng)所用的網(wǎng)線(xiàn)。在每個(gè)房間安裝1個(gè)網(wǎng)絡(luò)箱，箱內(nèi)安裝ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)。ONU以下，通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)連接電腦終端，通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接無(wú)線(xiàn)AP、攝像頭等網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，通過(guò)電話(huà)線(xiàn)連接電話(huà)機(jī)。

　　圖1 傳統(tǒng)以太網(wǎng)和PON部署校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)比分析

　　長(zhǎng)距離傳輸損耗低

　　在1550nm波長(zhǎng)窗口，G.652D標(biāo)準(zhǔn)光纖的衰減系數(shù)為0.24dB/km，G.657標(biāo)準(zhǔn)光纖的衰減系數(shù)為0.3dB/km，按照此標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算，10G PON在1：32的分光比的條件下(插入損耗為17.5dB)，功率預(yù)算一般為29-35dB，網(wǎng)絡(luò)無(wú)電中繼傳輸距離可超過(guò)30km。因此，如果校園面積大、跨距長(zhǎng)、師生量大，采用10G PON技術(shù)部署校園網(wǎng)，具有明顯的優(yōu)勢(shì);反之，如果校園面積小、跨距小、師生量小，采用10G PON技術(shù)部署校園網(wǎng)，優(yōu)勢(shì)并不明顯，且每套OLT的價(jià)格高達(dá)幾十萬(wàn)人民幣，平攤到每個(gè)師生的成本支出較高，性?xún)r(jià)比就比較低了。

　　介質(zhì)成本低

　　目前，六類(lèi)非屏蔽網(wǎng)線(xiàn)的市場(chǎng)價(jià)格一般為2元每米，而兩芯皮線(xiàn)光纜的市場(chǎng)價(jià)約為0.7元每米，約為六類(lèi)非屏蔽網(wǎng)線(xiàn)價(jià)格的三分之一，PON部署具有成本優(yōu)勢(shì)。

　　空間占用小

　　皮線(xiàn)光纜的橫截面積約為網(wǎng)線(xiàn)的四分之一，體積約為網(wǎng)線(xiàn)的三分之一，重量約為網(wǎng)線(xiàn)的四分之一。可見(jiàn)，相較于網(wǎng)線(xiàn)，皮線(xiàn)光纜鋪設(shè)將顯著降低弱電橋架、線(xiàn)槽的占用空間和承重負(fù)荷。

　　PON 在校園網(wǎng)部署的劣勢(shì)

　　帶寬速率低

　　10G PON下行采用TDM技術(shù)，將所有的ONU數(shù)據(jù)承載在指定的時(shí)隙上，通過(guò)下行1575nm波段光信號(hào)廣播發(fā)送給每個(gè)ONU, 上行采用TDMA技術(shù)，每個(gè)ONU在1270nm波段光信號(hào)指定的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送各自的數(shù)據(jù)給OLT。以10G GPON為例，標(biāo)稱(chēng)下行線(xiàn)路速率為9.95328Gbps，采用RS(255，223)編碼，編碼效率為87.45%，所以每個(gè)PON口下行有效速率約為8.7Gbps，上行總速率為2.5Gbps，上下行速率不對(duì)稱(chēng)。按每個(gè)PON口下聯(lián)1：32分光器且每個(gè)分光器滿(mǎn)配ONU測(cè)算，忽略GEM封裝包頭、 開(kāi)窗測(cè)距等額外開(kāi)銷(xiāo)，平均每個(gè)ONU可獲得下行速率為272Mbps，可獲得的上行速率為78Mbps。而在傳統(tǒng)以太網(wǎng)中，接入交換機(jī)配置2個(gè)10Gbps上聯(lián)端口、48個(gè)1Gbps下聯(lián)端口，上聯(lián)端口配置鏈路聚合，則每臺(tái)接入交換機(jī)上下行速率均可達(dá)到20Gbps，忽略以太幀幀頭、IP包包頭等額外開(kāi)銷(xiāo)，平均每個(gè)下聯(lián)網(wǎng)口可獲得的上下行速率為417Mbps，均大于10G PON中每個(gè)ONU可獲得的上下行速率，且此速率未超過(guò)六類(lèi)非屏蔽網(wǎng)線(xiàn)的傳輸速率最高值。

　　由此可見(jiàn)，10G PON相對(duì)于傳統(tǒng)以太網(wǎng)而言，速率方面并不占優(yōu)勢(shì)。

　　ONU取電不便

　　在高校園區(qū)自營(yíng)網(wǎng)絡(luò)中，ONU一般就近取電，由使用者自行管理。這樣設(shè)置的問(wèn)題在于，網(wǎng)絡(luò)管理人員難以主動(dòng)發(fā)現(xiàn)分光器-分光器下行端口-皮線(xiàn)光纜-ONU這一段設(shè)備設(shè)施的故障。然而，如果從接入機(jī)房獨(dú)立布放電線(xiàn)給每個(gè)ONU電源供電，雖然可以提高ONU供電的穩(wěn)定性和可靠性，也可以讓網(wǎng)絡(luò)管理人員主動(dòng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施的故障，但在匯聚機(jī)房設(shè)OLT，在接入機(jī)房設(shè)集中供電設(shè)備，便背離了PON在中間節(jié)點(diǎn)全為無(wú)源設(shè)備、無(wú)須部署有源設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，也會(huì)額外增加電線(xiàn)的成本和布放電線(xiàn)的施工量和施工成本，極大增加強(qiáng)電橋架占用空間和承重負(fù)荷。所以綜合權(quán)衡，ONU只能就近取電。

　　網(wǎng)絡(luò)箱安裝困難

　　為安裝ONU和下聯(lián)網(wǎng)線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)的成端，每個(gè)房間均需要安裝一個(gè)網(wǎng)絡(luò)箱。為便于就近取電，通常會(huì)靠近市電電源面板安裝網(wǎng)絡(luò)箱，但市電電源面板安裝位置一般較低。如果網(wǎng)絡(luò)箱落地安裝，地面上的潮氣、水汽和灰塵等會(huì)影響ONU的網(wǎng)絡(luò)性能和使用壽命;如果網(wǎng)絡(luò)箱壁掛安裝，為便于后期巡檢維修等工作，安裝位置一般不宜過(guò)高，也不宜過(guò)低。因此，網(wǎng)絡(luò)箱安裝位置成了一個(gè)難題，并在一定程度上會(huì)影響房間的整體美觀(guān)度和整潔度。

　　皮線(xiàn)光纜鋪設(shè)繁瑣

　　皮線(xiàn)光纜比網(wǎng)線(xiàn)脆，不抗彎曲折損，所以一般不會(huì)像網(wǎng)線(xiàn)一樣大規(guī)模預(yù)埋皮線(xiàn)。因此，皮線(xiàn)光纜進(jìn)入房間一般要套管、打墻釘或者明線(xiàn)鋪設(shè)，這樣便會(huì)影響和破壞原有裝修，在一定程度上也會(huì)影響房間的整體美觀(guān)度和整潔度。

　　安全可靠性不足

　　PON網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重依賴(lài)于OLT，存在較大的單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)，分光器單上聯(lián)至 OLT，OLT、OLT某一PON口、OLT與分光器之間的主干光纖、分光器上聯(lián)口、分光器，這些設(shè)備、端口、線(xiàn)纜中的任何一處故障都會(huì)導(dǎo)致大量用戶(hù)(一個(gè)或多個(gè)PON口下的所有用戶(hù))斷網(wǎng)，如未配置設(shè)備、板卡、端口和線(xiàn)路熱備，網(wǎng)絡(luò)整體無(wú)保護(hù)，可靠性低。而在傳統(tǒng)以太網(wǎng)中，通過(guò)堆疊、鏈路聚合等虛擬化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)主備無(wú)縫切換，提供設(shè)備、板卡、端口、線(xiàn)路等級(jí)別的保護(hù)功能。

　　設(shè)備兼容性開(kāi)放性較低

　　華為、中興、烽火等廠(chǎng)家的GPON均采用私有協(xié)議，非通用的公有協(xié)議，不兼容異廠(chǎng)家產(chǎn)品，OLT不能兼容異廠(chǎng)家的ONU，這就意味著一旦出現(xiàn)疑難故障，就必須由原廠(chǎng)工程師處理;加之PON技術(shù)在校園網(wǎng)非主流技術(shù)，易導(dǎo)致設(shè)備采購(gòu)性?xún)r(jià)比低，售后服務(wù)及時(shí)性低，設(shè)備停產(chǎn)售后服務(wù)無(wú)法保證，無(wú)法升級(jí)�？傊�，使用PON技術(shù)的用戶(hù)易被廠(chǎng)家綁定，設(shè)備投入風(fēng)險(xiǎn)較高。

　　運(yùn)維管理成本大

　　相較于傳統(tǒng)以太網(wǎng)，PON對(duì)運(yùn)維工程師技術(shù)要求高，一般需要廠(chǎng)家或運(yùn)營(yíng)商認(rèn)證的專(zhuān)業(yè)工程師，并須配備紅光筆、光衰減器、光功率計(jì)、OTDR、光纖切割刀、光纖熔接機(jī)等專(zhuān)業(yè)運(yùn)維設(shè)備，OLT配置部署較為復(fù)雜，廠(chǎng)家網(wǎng)管軟件無(wú)法管理控制分光器這種啞設(shè)備，設(shè)備故障故障定位及排除難度較大，運(yùn)維管理壓力大，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本較高。

　　從網(wǎng)絡(luò)配置角度看，PON是二層網(wǎng)絡(luò)，不過(guò)從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維角度來(lái)看，PON至少是由核心交換機(jī)、OLT、分光器、ONU構(gòu)成的四層網(wǎng)絡(luò)，比傳統(tǒng)以太網(wǎng)核心交換機(jī)、匯聚交換機(jī)、接入交換機(jī)三層網(wǎng)絡(luò)還多一層;OLT數(shù)量一般與匯聚交換機(jī)數(shù)量相當(dāng)，但是ONU數(shù)量與傳統(tǒng)以太網(wǎng)接入交換機(jī)下聯(lián)端口數(shù)量相當(dāng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于接入交換機(jī)數(shù)量，極大地增加了網(wǎng)絡(luò)故障點(diǎn)，且ONU零散分布于各個(gè)房間�？梢�(jiàn)，PON技術(shù)的應(yīng)用會(huì)在資產(chǎn)備件、巡檢維護(hù)、故障搶修等方面，極大地增加運(yùn)維管理成本。

　　網(wǎng)絡(luò)適用性較弱

　　通常，運(yùn)營(yíng)商引入PON組網(wǎng)，能夠通過(guò)分光器對(duì)接入光纜和信號(hào)進(jìn)行匯聚和復(fù)用，可以節(jié)省大量主干光纜，降低接入光纜長(zhǎng)度，減少管道管孔資源占用，減小桿路承重負(fù)荷，給光纜擴(kuò)容和后續(xù)業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)留空間，但因?yàn)楦咝Ｐ�園網(wǎng)的特殊性，一般不存在光纜擴(kuò)容和業(yè)務(wù)發(fā)展困難的問(wèn)題，所以PON組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)無(wú)法顯現(xiàn)。

　　此外，PON網(wǎng)絡(luò)橫向資源共享難。ONU之間配置端口二層隔離，跨ONU的終端無(wú)法直接連通，如跨辦公室無(wú)法共享打印機(jī)。如果要實(shí)現(xiàn)跨ONU資源共享，需要在網(wǎng)關(guān)(一般位于OLT或核心交換機(jī)處)配置ARP代理，這樣會(huì)加大OLT或核心交換機(jī)的內(nèi)存等資源消耗，或者取消跨ONU的端口二層隔離功能，但這樣會(huì)大大削弱PON的安全性能。

　　PON技術(shù)一般適用于南北縱向流量大、東西橫向流量小、內(nèi)部交換少的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，這是運(yùn)營(yíng)商家庭寬帶和企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)流量的主要特點(diǎn)。但在高校校園網(wǎng)內(nèi)存在大量東西橫向、內(nèi)部交換的流量，業(yè)務(wù)需求多元，網(wǎng)絡(luò)控制策略復(fù)雜，所以PON在高校校園網(wǎng)內(nèi)較難發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

　　綜上，10G PON技術(shù)特點(diǎn)決定了其在運(yùn)營(yíng)商家庭寬帶和政企專(zhuān)線(xiàn)場(chǎng)景的適用性更好，而在高校校園網(wǎng)的適用性不高。