浅谈POL方案在南水北调中线工程的应用前景

朱子龙，李 斌，李 成，高 璐，李 超

（南水北调中线干线工程建设管理局天津分局，天津300000）

1 POL基本概念

1.1 基于PON的POL网络架构

POL（Passive Optical LAN）是一种基于 PON 技术的企业局域网络，通过光纤为用户提供融合的数据、语音、视频及其他弱电类业务。POL网络架构如图1所示。

图1 POL网络架构

由于网络规模、接入的用户类型不同，POL做了相应的优化以确保更加适配企业的业务需求。通过POL方案，企业可以将数据、语音、视频以及无线接入等不同的系统合并在一张光纤网络中，具有其他技术不可以比拟的优势。POL与传统局域网LAN网络结构对比如图2所示，在POL组网中传统LAN中的汇聚交换机被OLT替代；铜线被光纤替代；接入交换机由无源的分光器替代；ONU提供二层功能，通过有线或者无线接入用户的数据、语音及视频等业务。

图2 POL与传统局域网LAN网络结构对比

1.2 无源光网络PON简介

无源光网络PON的概念最早是英国电信公司的研究人员于1987年提出的，是一种应用光纤的接入网，因为它从光线路终端（OLT）一直到光网络单元（ONU）之间没有任何用电源的电子设备，所用的器件包括光纤、光分路器等，都是无源器件，所以被称为“无源光网络。

主流的PON技术包括BPON（Broadband Passive Optical Network）、EPON（Ethernet Passive Optical Network）和GPON等。BPON由于采用ATM封装模式，主要用于ATM业务承载，但是ATM技术已经逐渐过时，BPON技术也随之消失。现在流行的GPON是吉比特无源光网络技术，是目前应用范围最广的光接入主流技术。

无源光网络PON是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，在减少线路和外部设备的故障率、提高系统可靠性方面优点突出，同时可以节省维护成本，是电信维护部门最适合的先进技术。

无光源网络PON可以灵活地组成树形、星型、总线型等拓扑结构，在光分支点只需要安装一个简单的光分支器即可，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、建网速度快、综合建网成本低等优点。

1.2.1 无源光网络PON的优点

随着宽带业务的普及和光进铜退的趋势，运营商对业务的传输距离、带宽、可靠性和低运营成本提出越来越高的要求。无源光PON网络与其他网络相比具有以下优点：（1）更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径最大可达60 km，可以解决双绞线“距离和带宽的矛盾”；（2）更高的带宽：GPON每个端口最大下行速率2.5 Gbit/s，最大上行速率1.25 Gbit/s，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等；（3）QoS（Quality of Service）提供灵活的全业务体验：提供区分不同用户的业务流量控制，保证多用户的多业务带宽，为不同的用户业务提供差异化服务；（4）分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，支持1∶128分光比，节省主干光纤资源，降低运营维护成本。

1.2.2 无源光网络PON的ODN部署

ODN（Optical Distribution Network）光配线网络是基于PON设备的FTTx（各种光纤接入业务统称为FTTx）光缆网络，其作用是在OLT和ONU之间提供光传输通道。园区型ODN部署示意图如图3所示。

2 南水北调中线工程网络传输情况

2.1 南水北调中线工程网络现状

目前，南水北调中线工程现地场区多业务分别布线，没有统一规划，致使现场综合布线系统复杂，标准多样，布线环境较差，不利于后期进一步标准化建设工作。网络覆盖的物理距离要求至少为20 km，逻辑距离小于60 km以内，而南水北调中线工程现地场区存在诸多设备间大于100 m的电以太网不友好场景的应用，目前虽然类似场景多以长距离电以太网以及光以太网方案解决，但都已不及基于xPON技术的FTTx应用广泛，不具有竞争优势。

图3 园区型ODN部署

今后随着信息技术不断发展，对网络带宽的需求不断增大，目前方案系统后续演进成本高、工作量大等现状，厂商没有提供明确的后续演进方案。

2.2 无源光网络PON的应用前景

随着国家网络提速发展和未来对网络带宽增加的需要，铜退光进成为发展的必然趋势，光接入技术演进标准比较完善，从GPON的2.5 G到PON的10 G，再到未来的TWDM PON，标准最大化地考虑了网络发展的平滑性，尽量充分利用已有的资源，以最小的投资和网络改动，支持网络升级。

无源光系统（xPON）后续带宽增加演进方案明确，现场工作量小，针对点到点服务管理，需要提供运行、管理、维护和配置（OAM）的能力。目前用户端管理系统不完善，部署PON，可省去单独部署接入端网络管理系统的工作量。针对PON下行流量以广播形式进行传输的特点，提供协定层的安全保护机制。IPPON的上层是IP，这种方式可更加充分地利用网络资源，容易实现系统带宽的动态分配，简化中间层的复杂设备。基于PON的OAN不需要在外部站中安装昂贵的有源电子设备，因此使服务提供商可以高性价比地向企业用户提供所需的带宽。

3 结语

南水北调中线干线由2个信息中心、6座机关办公楼、45个现地管理机构组成，接入网作为通信网路的一部分，为工程的平稳运行提供了可靠保障。根据实际工作需要，从提高网络速度、效率、维护成本出发来看，引入POL系统具有以下优点：（1）POL系统可以极大地提高网络带宽、缩短网络延迟、改善网络效率、提高用户体验；（2）POL系统可以有效简化现有较为复杂的综合布线系统，对后期提高系统可靠性，系统维护效率以及维护成本发挥重要作用。在南水北调工程中引入新技术需要更加充分地对现有系统进行技术评估，根据评估结果进行实验性部署，对实验效果再次评估后，形成标准化改造方案，对现有系统进行逐步改造。