全光园区网络架构与实现（第五代固定网络（F5G）全光网技术丛书）

第五代固定网络（the Fifth Generation Fixed Networks,F5G）全光园区是一个创新的园区网络解决方案，其关键创新点就是采用POL（Passive Optical LAN，无源光局域网）技术建设全光园区网络，业界称为无源全光园区网络。《全光园区网络架构与实现》系统论述了基于POL技术的无源全光园区网络的架构、关键技术、网络规划设计及应用实践等。

《全光园区网络架构与实现》共10章。第1～4章为无源全光园区网络基本概念介绍，主要包括无源全光园区网络的起源、发展历程和关键技术； 第5～7章主要介绍无源全光园区网络的规划原则、产品选型原则、网络部署、网络验收和网络运维； 第8章主要介绍无源全光园区网络在学校、酒店、办公楼、机场、医院等机构的应用实践，通过应用实践帮助读者理解各行业场景方案如何应用； 第9章以华为技术有限公司无源全光园区网络部件为例，介绍无源全光园区网络部件使用情况，便于读者认识部件并清楚在以后的工作中如何选择部件； 第10章主要介绍无源全光园区网络的未来展望，包括产业政策、生态以及全光技术和应用的创新。

《全光园区网络架构与实现》可作为无源全光园区网络规划设计工程师、网络管理工程师以及技术支持工程师的参考用书，也可作为欲从事无源全光园区网络相关工作的大中专院校学生的参考用书。

李霆，一级注册结构工程师、正高职高级工程师、全国工程勘察设计大师。获评全国劳动模范，享受国务院政府特殊津贴专家，全国优秀科技工作者，全国勘察设计行业科技创新带头人等。中国勘察设计协会建筑设计分会智慧城市和建筑研究推进工作部主任委员。

张军，ONA绿色全光网络技术联盟首席架构师，华为光产品线政企接入首席架构师。致力于10G PON、50G PON等高速无源光网络根技术及无源光局域网的技术/应用创新。主导过多款业界主流光接入产品的规划和架构设计，曾成功申请数十项国内外专利，参与数十篇国际标准/国家标准/行业标准/团体标准等的制定。

万席锋，华为技术有限公司高级技术专家。从事光网络产品和解决方案系统设计20余年，主导了华为多款宽带接入、光接入和光终端产品的架构设计，先后申请发明专利15项。目前担任华为光产品线政企领域首席架构师，负责企业光领域解决方案规划和架构设计。

（1）5G是天上一张网，F5G是地上一张网，共同支撑着我国新型基础设施发展、助力数字经济发展及各行业数字化转型。“第五代固定网络（F5G）全光网技术丛书”向读者介绍了F5G全光网的网络架构、热门技术以及在千行百业的应用场景和实践案例。
（2）本书为其中的一个分册，书中内容揭秘全光园区网络架构与技术，助力千行百业实现全光园区应用。书中循序渐进地从园区网络的现状与挑战引出无源全光园区网络，继而介绍了无源全光园区网络关键技术的原理与应用，然后用大篇幅介绍无源全光园区网络的网络规划和行业应用实践，将理论和实践有机结合，通过大量行业应用实践加深读者对所学知识的理解。
（3）本书由行业领域的技术专家和华为公司专家共同编写，华中科技大学副校长张新亮和华为公司常务董事汪涛作序推荐，中国工程院院士范滇元、中国工程院院士张平、中国城市轨道交通协会李中浩、华为技术有限公司Fellow崔秀国联袂推荐！

光，给人类带来了光明，孕育了生命。

古人很早就运用光来进行通信，“烽火夜似月，兵气晓成虹。横行徇知己，负羽远从戎。”描写的就是烽火台利用火光传递信息的场景。

自1966年高锟论证了光纤通信的可行性后，光纤通信开始快速发展，人类进入光纤通信时代，光纤成为20世纪最重要的发明，是构建万物互联世界的基石。

进入21世纪，工业革命4.0由超宽带与全联接驱动，光纤是最佳媒介。光通万业，纤引未来，光纤是超宽带的基础，所有连接终将回归光纤网络。

当前，固定网络已进入以光纤介质为主的F5G智能时代，全光纤网络具备大带宽、多连接、好体验三个关键特征，覆盖家庭接入、企业园区等各种应用场景。

在企业园区，信息化和数字化也在蓬勃发展，业务云化、物联网、WiFi 6以及各类视频业务层出不穷，这些新的业务催生新的技术、新的场景以及新的基础设施，传统园区网络由于架构复杂、维护及扩容成本高，应对日益增长的网络需求已呈现疲态。

无源全光园区网络创新性地引入POL(Passive Optical LAN，无源光局域网)技术，并加持光纤为主要传输介质进行园区网络建设，利用PON(Passive Optical Network，无源光网络)技术架构简单、多业务承载、无源长距传输的优势，为各行业园区提供定制化的承载技术，满足园区业务对高带宽、低时延的网络诉求，同时支持面向未来的长期演进，保护企业现有投资。

无源全光园区网络以光纤为主要传输介质，光纤的原材料为二氧化硅，二氧化硅来源于沙子，而沙子在地球上可谓取之不尽用之不竭。光纤的容量可以达到Tbit/s级别以上，使用寿命可达30年以上。另外，光纤抗干扰、耐腐蚀等优势

能更好地满足园区特殊行业的需求。

无源全光园区网络当前已经在教育、医疗、酒店、机场、安防、制造等行业或机构中广泛应用，也正在往越来越多的行业拓展，光纤已经从桌面，延伸到交通、工厂、机器，为越来越多的客户提供高性能、高可靠性的业务。

本书采用循序渐进的叙述方式，深入浅出地论述了无源全光园区网络的架构、关键技术、网络规划指导、应用实践、部件产品和未来展望。通过阅读本书，读者可以对无源光网络技术以及无源全光园区网络有一定的认识，为后续进行无源全光园区网络规划与运维打好基础。

一、 内容特色

1. 原理透彻，注重应用

将理论和实践有机地结合是快速掌握无源全光园区网络的关键。

本书采用循序渐进的方法从园区网络的现状与挑战引出无源全光园区网络，既而介绍了相关关键技术的原理与应用，然后大篇幅介绍无源全光园区网络的网络规划和行业应用实践，通过大量行业应用实践加深读者对所学知识的理解。

2. 图文并茂，简单易懂

为了更加生动地诠释知识要点，本书配备了大量的图片，图文结合的方式降低了读者的阅读难度，同时也能加深读者对相关理论知识的理解。

全光园区网络架构与实现

前言

二、 结构安排

本书主要介绍无源全光园区网络的相关知识，全书共10章。

第1~4章主要介绍无源全光园区网络的起源、发展历程和关键技术，帮助读者快速了解无源全光园区网络。

第5~7章主要介绍无源全光园区网络的规划原则、产品选型原则、网络部署、网络验收和网络运维。

第8章主要介绍无源全光园区网络在学校、酒店、办公楼、机场、医院等机构的应用实践，通过应用实践帮助读者了解各行业场景方案的应用。

第9章以华为技术有限公司无源全光园区网络部件为例，介绍无源全光园区网络部件使用情况，便于读者认识部件并在以后的工作中清楚如何选择部件。

第10章主要介绍无源全光园区网络的未来展望，包括产业政策、生态以及全光技术和应用的创新。

三、 读者对象

无源全光园区网络相关从业人员，如售前/售后技术支持工程师、网络规划设计工程师、工程建设人员以及网络维护人员。

初学无源全光园区网络技术以及毕业后欲从事无源全光园区网络相关工作的大中专院校以及高职院校在校学生。

希望掌握无源全光园区网络建设与维护技能的企业园区IT人员。

四、 致谢

本书主要由李霆、张军、万席锋编写，参与编写的人员还有龚敏聪、李鹏、刘宇、马建刚、潘少华、乔剑、谢晓东、谢良文、王建保、张翔、张磊。限于编者的水平和经验，加之时间比较仓促，疏漏或者错误之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者

2022年1月

第1章认识无源全光园区网络00

1.1园区网络的现状与挑战00

1.2无源全光园区网络定义与架构00

1.2.1无源全光园区网络定义00

1.2.2无源全光园区网络架构00

1.3无源全光园区网络特点00

第2章无源全光园区网络发展历程00

2.1起源和早期实践阶段00

2.2规模发展阶段00

2.3广泛应用阶段0

2.4相关标准规范0

第3章选择无源全光园区网络的原因0

3.1无源全光园区网络的优势0

3.1.1光纤介质性能优于以太网线0

3.1.2无源汇聚节省弱电机房0

3.1.3带宽升级无须更换光纤0

3.1.4简化运维一人一园区0

3.2无源全光园区网络与其他网络方案的对比0

3.2.1与传统园区方案的对比0

3.2.2与FTTH方案的对比0

第4章无源全光园区网络关键技术0

4.1PON技术0

4.1.1PON技术起源0

4.1.2PON网络架构与部件0

4.1.3PON工作原理0

4.1.4PON带宽分配0

4.1.5PON多ONU处理技术0

4.1.6PON安全保障技术0

4.1.7PON技术演进0

4.1.8PON技术标准0

全光园区网络架构与实现

目录

4.2PoE供电技术0

4.2.1什么是PoE供电0

4.2.2PoE供电应用场景0

4.2.3PoE供电原理0

4.2.4PoE供电指标0

4.2.5PoE标准发展0

4.3PoF供电技术0

4.3.1什么是PoF供电0

4.3.2PoF供电应用场景0

4.3.3PoF供电原理0

4.3.4PoF供电指标0

4.3.5PoF标准发展0

4.4安全认证技术0

4.4.1802.1x认证0

4.4.2Portal认证0

4.4.3MAC认证0

4.5网络可靠性技术0

4.5.1挑战与方案0

4.5.2PON Type B单归属保护0

4.5.3PON Type B双归属保护0

4.5.4PON Type C单归属保护0

4.5.5PON Type C双归属保护0

4.5.6PON双链路负荷分担保护0

4.5.7方案应用推荐0

第5章无源全光园区网络规划指导0

5.1网络规划原则0

5.2网络规划设计0

5.3ONU规划0

5.3.1ONU产品介绍0

5.3.2ONU选型原则0

5.3.3ONU选型指导0

5.3.4ONU部署位置0

5.4ODN规划0

5.4.1ODN产品介绍0

5.4.2ODN规划指导

5.4.3确认网络覆盖要求

5.4.4确认综合布线要求

5.4.5确认安全备份要求

5.4.6确认安装运营要求

5.4.7确认分光比

5.4.8确认分光方式

5.4.9确认光纤路由

5.4.10确认链路光衰

5.4.11ODN选型指导

5.5OLT规划

5.5.1OLT产品介绍

5.5.2OLT选型原则

5.5.3OLT选型指导

5.5.4OLT位置部署

5.6业务规划

5.6.1业务承载规划

5.6.2带宽规划

5.6.3VLAN规划

5.6.4IP地址规划

5.6.5QoS规划

5.6.6可靠性规划

5.6.7安全规划

5.6.8设备名称规划

第6章无源全光园区网络验收指导

6.1综合布线验收

6.2光路验收

6.3可靠性验收

6.4业务验收

6.5设备性能验收

6.6设备管理验收

6.7竣工文档清单

第7章无源全光园区网络运维管理

7.1网络基础运维

7.2网络智能化管理

7.3网络数字化管理

第8章无源全光园区网络应用实践

8.1全光校园园区网络

8.1.1挑战与诉求

8.1.2全光校园园区解决方案

8.1.3智慧教室

8.1.4现代化宿舍

8.1.5办公区

8.1.6平安校园

8.1.7无线校园

8.2全光企业园区网络

8.2.1挑战与诉求

8.2.2全光企业园区解决方案

8.2.3会议室和独立办公室

8.2.4开放办公区

8.2.5公共区域

8.2.6应用案例

8.3全光酒店园区网络

8.3.1挑战与诉求

8.3.2全光酒店园区解决方案

8.3.3客房

8.3.4宴会厅

8.3.5公共区域

8.4全光医院园区网络

8.4.1挑战与诉求

8.4.2全光医院园区解决方案

8.4.3诊室和办公室

8.4.4病房

8.4.5护士站

8.4.6公共区域

8.5全光机场园区网络

8.5.1挑战与诉求

8.5.2全光机场园区解决方案

8.5.3办公网络

8.5.4商铺

8.5.5助航灯

8.5.6无线覆盖

8.5.7视频回传

8.6平安城市视频回传

8.6.1挑战与诉求

8.6.2全光视频回传解决方案

8.6.3道路安防

8.6.4社区安防

第9章无源全光园区网络部件介绍

9.1部件概览

9.2OLT系列

9.3ODN系列

9.4ONU系列

第10章无源全光园区网络未来展望

10.1产业政策持续推广

10.2全光生态持续扩大

10.3技术应用持续创新

附录专业术语