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F5G全光網(wǎng)絡(luò)作為創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在帶寬基本相同的前提下，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、綠色節(jié)能、QoS保障、安全性、業(yè)務(wù)承載能力、運(yùn)維管理等方面有較大優(yōu)勢(shì)。

全光網(wǎng)大擂臺(tái)     

F5G全光網(wǎng)絡(luò)方案：

F5G全光網(wǎng)絡(luò)是點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）架構(gòu)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（GPON/XGS-PON）技術(shù)在企業(yè)園區(qū)網(wǎng)中的應(yīng)用。它由光線路終端OLT、無(wú)源光分配網(wǎng)絡(luò)ODN和光網(wǎng)絡(luò)單元ONU三部分組成。OLT部署在核心機(jī)房，ONU主要部署在靠近末端用戶的桌面、房間等位置。網(wǎng)絡(luò)采用單模單芯光纖，核心機(jī)房側(cè)OLT和末端用戶側(cè)ONU需要供電，中間的光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）不需要供電。

（F5G全光網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)）

以太全光網(wǎng)絡(luò)方案：

以太全光網(wǎng)是傳統(tǒng)以太網(wǎng)方案的演進(jìn)版，仍然沿用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（P2P）架構(gòu)的有源光網(wǎng)絡(luò)，由核心交換機(jī)、匯聚交換機(jī)、小型化接入交換機(jī)組成。核心交換機(jī)部署在核心機(jī)房，匯聚交換機(jī)部署在樓宇弱電間，接入交換機(jī)部署在靠近末端用戶的桌面、房間和樓層弱電間。只是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)由原來(lái)的雙絞線改為單模/多模的光纖，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均需供電。

我們對(duì)比了兩種技術(shù)方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、多業(yè)務(wù)承載能力、帶寬及利用率、綠色節(jié)能、QoS保障、安全特性和運(yùn)維管理等方面特性，并給出了結(jié)論。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

F5G全光網(wǎng)絡(luò)方案：

創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)層次簡(jiǎn)化為核心層、接入層的兩層架構(gòu)。F5G全光網(wǎng)絡(luò)是業(yè)界主流的方案，具有成熟的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，采用GPON/XGS-PON技術(shù)，弱電間無(wú)電源，免維護(hù)，經(jīng)濟(jì)節(jié)能，綠色環(huán)保，支持網(wǎng)絡(luò)帶寬持續(xù)演進(jìn)。

以太全光網(wǎng)絡(luò)方案：

普遍采用傳統(tǒng)的核心層、匯聚層、接入層三層架構(gòu)。以太全光網(wǎng)絡(luò)仍然需要在樓宇弱電間放置有源的匯聚交換機(jī)，需要配置大量的光模塊，一般采用兩根光纖進(jìn)行收發(fā)雙向傳輸。單纖雙向的光模塊價(jià)格昂貴，在長(zhǎng)距（40KM）的場(chǎng)景可能會(huì)采用單纖雙向的光模塊，用于節(jié)省光纖資源。網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需要更換設(shè)備和大量的光模塊，演進(jìn)代價(jià)高昂，帶寬利用率低。

F5G全光網(wǎng)絡(luò)和以太全光網(wǎng)絡(luò)對(duì)比如下圖所示：

（企業(yè)園區(qū)網(wǎng)不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)比）

多業(yè)務(wù)承載能力

F5G全光網(wǎng)絡(luò)方案：

具備一纖多業(yè)務(wù)的能力，即在同一ONU設(shè)備上提供數(shù)據(jù)口、模擬電話口和IPTV接口（ONU內(nèi)置了語(yǔ)音芯片和IPTV解碼芯片），可接入各種數(shù)據(jù)終端設(shè)備、模擬電話、IPTV等業(yè)務(wù)。F5G全光方案支持模擬電話直接接入，不需要采購(gòu)昂貴的IP電話，或不需要單獨(dú)建設(shè)復(fù)雜的語(yǔ)音大對(duì)數(shù)網(wǎng)絡(luò)，在一根光纖實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)融合，是最佳的園區(qū)建網(wǎng)方案。

以太全光網(wǎng)絡(luò)方案：

不支持接入模擬電話和IPTV業(yè)務(wù)。

帶寬及利用率

F5G全光網(wǎng)絡(luò)方案和以太全光網(wǎng)方案和相比，最大的優(yōu)勢(shì)就是采用了點(diǎn)到多點(diǎn)的架構(gòu)和無(wú)源分光器，可以最大化共享端口帶寬。

以上圖為例，樓宇弱電間的全光匯聚交換機(jī)40GE上行，用戶側(cè)288個(gè)10GE端口，存在40GE/2880GE的收斂，即1/72的收斂，擁塞點(diǎn)為上行口，本質(zhì)上以太全光方案也有一個(gè)隱形的“1/72分光比”。并且由于全光匯聚交換機(jī)沒(méi)有保證帶寬和最大帶寬的動(dòng)態(tài)帶寬機(jī)制，2880GE的上行數(shù)據(jù)在上行口40GE擁塞的時(shí)候，無(wú)差別進(jìn)行丟包，對(duì)業(yè)務(wù)體驗(yàn)是極壞的影響，可能會(huì)導(dǎo)致小帶寬的辦公業(yè)務(wù)都體驗(yàn)不佳，因?yàn)樾捔髁勘黄渌脩舻拇髱捔髁繑D占。而F5G全光方案，網(wǎng)絡(luò)擁塞是可控的，通過(guò)DBA動(dòng)態(tài)帶寬分配機(jī)制，可以給每個(gè)ONU或ONU端口分配保證帶寬和最大帶寬，既保障了用戶業(yè)務(wù)，又提高了端口的帶寬利用率。采用1:16分光比也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于全光匯聚交換機(jī)隱形的“1:72分光比”。

綠色節(jié)能

F5G全光網(wǎng)絡(luò)方案：

在網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)上減少了大量的光模塊，可靠性/節(jié)能減排上更優(yōu)。采用的是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)源匯聚技術(shù)，若采用2:16分光器，OLT的兩個(gè)PON光模塊可對(duì)應(yīng)下面16個(gè)ONU，由于ONU內(nèi)置了光發(fā)送和光接受功能的低成本的Bosa模塊，不需要額外光模塊。

以太全光網(wǎng)絡(luò)方案： 

16個(gè)接入交換機(jī)需要32個(gè)光模塊。采用全光匯聚交換機(jī)進(jìn)行光纖的匯聚，由于全光匯聚交換機(jī)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的匯聚技術(shù)，所以全光匯聚交換機(jī)配置的下行光模塊數(shù)量需要等同于接入交換機(jī)配置的上行光模塊數(shù)量。

以10000個(gè)信息點(diǎn)的萬(wàn)兆園區(qū)網(wǎng)絡(luò)為例，以太全光網(wǎng)絡(luò)方案采用4口的接入交換機(jī)，共需要2500臺(tái)萬(wàn)兆接入交換機(jī)；F5G全光方案采用2:16分光，采用4口的萬(wàn)兆 XGS-PON ONU，共需要2500臺(tái)ONU。

QoS保障

F5G全光網(wǎng)絡(luò)方案：

F5G全光技術(shù)具備強(qiáng)大的用戶體驗(yàn)保障QoS特性，帶寬可以根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)設(shè)置為固定帶寬、保證帶寬和最大帶寬。

固定帶寬：

可以保障用戶的VIP體驗(yàn)，時(shí)延和抖動(dòng)小，優(yōu)先級(jí)最高。

保證帶寬：

可以保障用戶的基本業(yè)務(wù)體驗(yàn)，保證帶寬即使在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，也不會(huì)受影響，可以保證用戶一定可以獲得此帶寬。

最大帶寬：

當(dāng)所有用戶不是一起并發(fā)時(shí)，物理端口的帶寬有空閑，此部分帶寬可以充分地在用戶間共享，最大帶寬就是用戶可以在空閑帶寬里面獲取到的帶寬上限。最大帶寬可以極大的增強(qiáng)用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，提高端口利用率。

保證帶寬和最大帶寬示意：

針對(duì)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的多業(yè)務(wù)場(chǎng)景，我們可以設(shè)置語(yǔ)音業(yè)務(wù)為固定帶寬，視頻業(yè)務(wù)為保證帶寬，其他業(yè)務(wù)為最大帶寬。這種設(shè)備不僅保證了業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，同時(shí)也減少了關(guān)鍵業(yè)務(wù)的時(shí)延。

以太全光網(wǎng)絡(luò)方案：

以太全光方案QoS較弱，沒(méi)有用戶體驗(yàn)保障機(jī)制，無(wú)嚴(yán)格的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)控制，在匯聚交換機(jī)的上行口已經(jīng)無(wú)法有效區(qū)分是來(lái)自哪個(gè)用戶的業(yè)務(wù)流量，和傳統(tǒng)三層架構(gòu)的網(wǎng)線組網(wǎng)沒(méi)有本質(zhì)差別。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)高峰期出現(xiàn)擁塞時(shí)，會(huì)無(wú)差別丟包，導(dǎo)致業(yè)務(wù)受損，體驗(yàn)非常差。

安全特性

國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)制度對(duì)安全通信網(wǎng)絡(luò)提出了更高的安全要求，通信傳輸中要采用校驗(yàn)技術(shù)/密碼技術(shù)保證通信過(guò)程中數(shù)據(jù)的完整性和保密性。F5G全光方案是唯一真正從鏈路層支持校驗(yàn)/密碼技術(shù)保證通信傳輸安全性的方案，可以提供從終端接入到核心機(jī)房的端到端鏈路層安全。

GPON/XGS-PON鏈路支持AES128高級(jí)加密技術(shù)，OLT和ONU之間的密鑰可動(dòng)態(tài)更新，保護(hù)主干光纖和分支光纖的通信內(nèi)容免受非法竊聽(tīng)。這種網(wǎng)絡(luò)天然支持鏈路層加密的技術(shù)，可保證數(shù)據(jù)從終端到中心機(jī)房都不受竊聽(tīng)。以太也有加密技術(shù)，但是匯聚交換機(jī)和接入交換機(jī)由于成本原因，一般都不支持，導(dǎo)致通信傳輸容易遭受非法竊聽(tīng)。

對(duì)于以太網(wǎng)報(bào)文，用抓包工具進(jìn)行抓包非常容易識(shí)別和分析。GPON幀格式對(duì)報(bào)文進(jìn)行重組切片，抓包工具無(wú)法捕獲識(shí)別，安全性更高。

運(yùn)維管理

F5G全光網(wǎng)絡(luò)方案業(yè)務(wù)發(fā)放和運(yùn)維管理簡(jiǎn)單。OLT和ONU之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的OMCI協(xié)議進(jìn)行管理，OLT進(jìn)行統(tǒng)一管理運(yùn)維，ONU無(wú)需配置管理IP地址，可以做到ONU即插即用、ONU故障即換即通。以太接入交換機(jī)則需要配置和占用大量的管理IP地址。我們?nèi)匀灰?/span>10000個(gè)信息點(diǎn)的萬(wàn)兆園區(qū)網(wǎng)絡(luò)為例，分析運(yùn)維管理的差異。

   總     結(jié)   

通過(guò)對(duì)F5G全光網(wǎng)絡(luò)和以太全光網(wǎng)絡(luò)的綜合分析對(duì)比，F5G全光網(wǎng)絡(luò)作為創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，帶寬基本相同的前提下，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、綠色節(jié)能、QoS體驗(yàn)保障、安全性、業(yè)務(wù)承載能力、運(yùn)維管理等方面有較大優(yōu)勢(shì)，是千行百業(yè)智慧園區(qū)的主流首選方案。