全光网(POL)网络基础知识及其应用特点(网络人应知道)
全光网概述
全光网的优点
• ④扩展性强。 在全光网中， 新节点的加入 并不会对现有的网络结构和节点设备产生 影响。 • ⑤可重构。 在全光网中可以按照通信容量 的要求，实现网络结构的改变，也可以恢 复、建立甚至拆除光波长。 • ⑥可靠性高。 在全光网网络中使用了很多 无源光器件，从而有效提升了整个网络的 交换速度。
第七章 全光网概述
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目录
光纤通信网特点 全光网概念 全光网结构 全光网关键设备与技术 全光网器件 全光网支持的业务类型 全光网的优点 全光网常见问题及对策 全光网的发展 缩略词 参考文献
光纤通信网特点
1. 2. 3. 4. 传输速率高，通信容量大。 传输损耗小，中继距离长。 抗电磁干扰能力强。 信号无泄漏，保密性好
全光网的优点
• 跟传统的通信系统相比，全光网具有以下优点： • ①能够提供巨大的宽带。 全光网是在光域内 实现对信号的交换，从而最大程度实现对传输 量的利用， 实现了超长距离和超大容量的通 讯。 • ②传输透明性。 因为全光网主要采用的是光 路交换技术，是根据波长进行选择和利用，不 存在传输码率和调制方式方面的限制。 • ③兼容性好。全光网不仅可以有效实现和通信 网络的兼容，还有助于促进未来网络的升级。
图5 OXC系统模型
全光网关键设备与技术
5. 全光网的监控与管理 • 由于全光网传送的信号在途中没有光-电-光的转换 过程，工作状态的监控有了新的特点，需要开发新 的控制与管理技术。这些技术包括光通道实现技术、 光通道调节技术、光传输网络层结构与网络节点接 口技术等。目前对于全光网监控的实现，国内外的 专家已经提出多种方式：利用光纤反馈环路进行间 接监控；将监控信号调制到传送通信信息的主信道 光载波上，在监控端将其解调出来；利用主信道之 外的光波传输监控信号等等。其中最后一种方式传 输监控信号对主信道的干扰最小，而且易于实现， 可靠性高。
光网络的主要技术发展及其应用
光网络技术课程综述——你所了解光网络的主要技术、发展及其应用（10 级电子与通信工程丁彦学号：1039227010）光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。
随着通信网传输容量的不断增加，光纤通信也发展到了一定的高度。
但是目前的光纤通信技术存在不少弊端，急需对其进行改进。
为了解决这些弊端，人们提出了光网络。
光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，已成为下一代高速宽带网络的首选。
这里的光网络，是指全光网络（All Optical Network，AON）。
1 全光网络的概念全光网络是指光信息流从源节点到目的节点之间进行传输与交换中均采用光的形式，即端到端的完全的光路，中间没有电信号的介入，在各网络节点的交换，则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备（OXC）。
它是建立在光时分复用（OTDM）或者密集波分复用（DWDM）基础上的高速宽带信息网。
2 全光网络的特点全光网络的发明与运用，可以不用在源节点与目的节点之间的光网络的主要技术、发展及其应用换、电光交换，弥补了传统光纤通信中存在的带各节点进行光电交话、时钟偏移、高功耗等一些不足，拥有更强的可宽限制、严重串灵活性。
管理性、透明性、信系统相比，具有以下一些特点：全光网络与传统通节约成本。
1)需要进行光电转换，这就避免使用传统通不由于全光网络中电转换器材，节省这些昂贵的器材费用，也克光信系统中需要的电子器件处理信号速率难以提高的困难，大大于服了传输途中由此外，在全光网络中，大多会采用无源光学器提高了传输速率。
本和功耗的降低。
成件，这也带来了组网灵活。
2)通信容量的需求，在任何节点都能抽出或全光网络可以根据态地改变网络结构，组网极具灵活性。
当出现加入某个波长，动光网络可以提供临时连接，达到充分利用网络资突发业务时，全源的目的。
透明性好。
3)复用技术，以波长选择路由，对传输码率、分全光网络采用波方式等具有透明性。
可方便地提供多种协议的数据格式以及调制业务。
浅谈基于POL类型网络在高校的应用与发展
浅谈基于POL类型网络在高校的应用与发展摘要:随着信息技术的飞速发展，以光纤为介质的网络已经深入到我们的工作和生活中，POL类型网络依据PON技术标准具有高速、稳定、拓展性强等特点，已经逐步成为园区内主流组网方式；2018年6月7日，国家标准《智慧校园总体框架》正式发布，国内高校集体开始由数字校园向智慧校园转变，在智慧校园层面，高校将建成更丰富多彩的校园网络环境，各种软件系统和特色校园应用，如海量教学文件共享、虚拟现实辅助教学、实时多媒体教学、协同通信、智能物联网等将在高校百花齐放，而这些智能应用均需要一张广覆盖、高带宽的校园网络支撑。
在这种大环境下基于POL类型校园网将会起到承前启后的现实作用。
关键词:光纤；POL类型网络； PON标准；智慧校园1 引言随着信息技术的飞速发展，以光纤为介质的网络已经深入到我们的工作和生活中，尤其在电信领域，以FTTH技术为主流的组网方式已经日益完善并且经受住了时间的考验，伴随着个人宽带速度的逐步提高，越来越多的人们体验到了光纤这种组网方式所带来的便利。
POL技术的前身PON技术，PON是指（Passive Optical Network）无源光纤网络，一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的OLT（光线路终端），以及一批配套的安装于用户场所的ONU（光网络单元）。
在OLT与ONU之间的ODN包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。
而POL全称为无源光纤局域网（Passive Optical LAN），简称POL，它是一种典型的点到多点PON类型全光网络，组网结构由OLT +ONU+ODN构成。
随着国家标准《智慧校园总体框架》发布，高校正处于由数字校园向智慧校园转变的过程中，未来高校内将建成更加丰富，各种软件信息系统和校园特色应用将在高校百花齐放，而这些需要一张广覆盖、高带宽的校园网络支撑。
在这种大环境下POL技术的优势就凸显出来了。
2 高校传统网络架构特点传统高校校园网络架构相对简单，基本采用“接入-汇聚-核心”的三层拓扑结构，但随着科技的进步，传统高校网络架构的缺点与劣势逐渐显露出来，梳理后分为以下几点：（1）设备性能倒挂，处于核心层的交换设备只负责三层分组转发，而性能较低的汇聚层设备和接入设备却要负责计入认证、vlan隔离、访问控制、路由选择等诸多功能，这造成了高端设备性能闲置而低端设备却满载工作的现象。
全光网系统 网络安全
全光网系统网络安全
全光网系统是一种基于光纤技术的网络通信系统，它具有高速、可靠、安全的特点。
网络安全是全光网系统中不可忽视的重要问题，因为网络中的数据传输存在着安全风险和威胁。
全光网系统的网络安全主要包括数据传输的保密性、完整性和可用性。
保密性是指在数据传输过程中，仅有授权用户才能够访问和解密数据，防止数据泄露给非授权用户。
完整性是指保证数据在传输过程中不被篡改、损坏或丢失，确保数据的完整性和准确性。
可用性是指保障网络系统的正常运行和服务可用，不受恶意攻击、故障或其他威胁的影响。
为了保证全光网系统的网络安全，可以采取以下措施：
1. 强化物理安全：全光网系统的基础设施，如传输设备、光纤线缆等，应该放置在安全可靠的场所，定期进行巡检并保护好设备，防止物理攻击和破坏。
2. 加密数据传输：使用加密技术对传输的数据进行加密，确保数据在传输过程中的保密性。
可以采用对称密钥加密算法或非对称密钥加密算法，实现数据的安全传输。
3. 认证和授权机制：建立有效的认证和授权机制，确保只有经过身份认证的用户才能够访问和使用全光网系统。
可以使用数字证书、用户密码等方式进行身份验证。
4. 安全监控和日志记录：建立安全监控系统，及时监测全光网
系统中的安全事件和异常行为，并记录日志进行分析和追踪。
可以使用入侵检测系统和日志收集工具等进行安全监控和日志记录。
5. 更新和维护：定期更新和维护全光网系统的软件和硬件设备，修补系统漏洞和安全补丁，确保网络系统的安全性和稳定性。
综上所述，全光网系统的网络安全是一个复杂而重要的问题，只有加强各方面的安全措施，才能够保证全光网系统的安全性和稳定性。
全光纤网企业布线解决方案
全光纤网企业布线解决方案以太网，以传输为主。
POL采用PON技术，提供二层传输网络，提供到用户终端的千兆接入。
以一根融合承载视频、数据、无线、语音等业务。
其核心的器件为分光器。
通过分光器可以将主干大量资源用一个能均分成出来，进行多客户覆盖。
到桌面网络解决方案特点1、传输快2、可靠性高技术从2023年就开始用了。
目前，国内主要城市光纤覆盖已达到90%。
自开始到现在，近十年来运行一直非常稳定。
3、性价比高性能同等的情况下，建筑使用POL方式，投资可以减少50%以上。
连通后不去动它，一般不会出现什么障碍。
维护方便，运行人力成本大幅降低。
4、绿色环保同样是生产铜缆和生产，生产铜缆对环境的污染要远大于生产。
其次省掉了人到机房这一块，也就省掉了这部分的用电，更加环保。
再而，POL主干是光缆，水平也是光缆，中间楼道里不再需要楼层的配件系统，只是需要一个简单的的管理界面。
比起传统网络，POL使用的基础材料更少。
传统楼宇布线系统与POL结构对比传统楼宇布线系统与POL成本对比POL网络主要建设场景基于目前国内对于POL网络成熟的应用，我们主要把场景分成三部分，第一种是叫做多层楼宇，第二种是高层楼宇，还有一些是大型场景，这些场景都比较适用于POL的方式。
1、多层楼宇典型案例：学校图书馆；快捷酒店；学生宿舍这些点比较集中，整体区域很大，需要放大量的节点，用POL的方式可以大量节省成本。
2、高层楼宇典型案例：办公楼；高档酒店；高档写字楼近两年，国内这类典型的建筑很多已经开始应用了。
电信也开始开拓这方面的业务。
把酒店里的每间客房当成一个节点来做接入的方案和方式已经比较普遍了。
3、多层多区域建筑典型案例：大型商场；机场；火车站这些场景信息点非常分散，整个区域非常大，点和点之间就需要放很长的网线。
传统的方式网线只能放90米，因此中间需要增加很多节点，造价非常高。
如果用则不存在这样的问题。
全光方案介绍
全光方案介绍1. 引言全光方案是一种新型的网络架构方案，它基于光纤传输技术，通过光信号进行数据传输，具有高速、大带宽和低延迟等优势。
本文将介绍全光方案的基本原理、适用场景以及实际应用。
2. 全光方案原理全光方案的核心原理是光纤传输技术。
光纤是一种采用光信号进行信号传输的传输介质。
它由一根具有高折射率的纤维心和一个低折射率的纤维包层组成。
在光纤中，光信号通过光的全反射原理在纤维心中传输，从而实现信号的传输。
全光方案利用光纤传输技术来进行数据传输。
它将数据转化为光信号，通过光纤传输到目标地点后，再将光信号转化为数据。
相比传统的电信号传输方式，全光方案具有以下优势：•高速：光信号的传输速度非常快，可以达到光速的几乎接近。
相比之下，传统的电信号传输速度较慢。
•大带宽：光纤的传输带宽很大，可以同时传输多个信道的数据。
这使得全光方案能够满足大量数据传输的需求。
•低延迟：光信号在传输过程中的延迟非常低，几乎可以忽略不计。
这保证了全光方案在实时应用场景下的高效性能。
3. 全光方案的适用场景全光方案适用于许多场景，特别是对于需要大数据传输和低延迟的应用来说，更是具有突出的优势。
以下是几个典型场景：3.1 数据中心在数据中心中，需要处理大量数据的存储和传输。
传统的电信号传输方式可能会受到带宽和延迟的限制，而全光方案能够提供高速和大带宽的传输能力，满足数据中心的需求。
3.2 通信网络在通信网络中，需要进行大量的数据传输和通信。
传统的电信号传输方式在长距离传输时会存在信号衰减和失真等问题，而全光方案可以提供更远距离的传输能力，并且光信号不受电磁干扰，传输质量更稳定可靠。
3.3 云计算在云计算中，需要大规模的数据存储和计算资源。
全光方案可以提供高速和大带宽的传输能力，使得云计算系统能够更高效地进行数据传输和计算。
3.4 超级计算机在超级计算机中，需要进行大规模的数据处理和计算。
全光方案可以提供高速和大带宽的传输能力，使得超级计算机能够更高效地进行数据传输和计算。
全光网络的技术架构及其优缺点
全光网络的技术架构及其优缺点全光网络的概念全光通信网就是信号传输与交换等主要功能均在光状态下进行而不经过光电转换变成电信号的通信网络。
在全光网络中，由于没有光电转换的障碍，所以允许存在各种不同的协议和编码形式，信息传输具有透明性，且无需面对电子器件处理信息速率难以提高的困难。
全光网络，是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。
因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用，提高了网络资源的利用率。
全光网络(AON All Optical Network)所谓全光网络，是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。
全光网络相关技术全光网络的相关技术主要包括全光交换、光交叉连接、全光中继和光复用/去复用等。
（1）全光交换目前在研究开发热光、液晶光和声光交换机。
热光交换机采用可调节热量的聚合物波导，其交换机制是由分布在聚合物中的薄膜加热元素控制。
当电流通过加热器时改变波导分支内的热量分布，从而改变了折射率，将光从主波导耦合至分支波导中。
它的优点是体积小、交换速度快；缺点是介入损耗高、串光大，且要求有良好的散热器。
液晶光交换机包含液晶片、极化光束分离器或光束调相器。
液晶片的作用是旋转入射光的极化角，而角度受电极上的电压控制。
极化光束分离器或光束调相器起引导光信号到目的端口的作用。
用此技术可构造多光路矩阵交换机，但接入损耗大，串光严重，驱动电路也较昂贵。
声光交换机以声光技术为基础，可实现微秒级的交换速度，但不适合矩阵交换机，因需要复杂的控制系统并需要通过改变波长来控制交换机。
此外，介入损耗随波长变化较大，驱动电路昂贵。
由于在网络的边界，例如骨干网与城域网，它们所传输的波长是不一样的，光路的交换必须改变波长，而不仅是改变光的传输方向或光纤，所以，开发技术成熟、商用的全光交换机好有很长的一段路程。
全光网技术
全光网技术绪论21 世纪是人类历史上高速持续发展的新时代，信息化成为社会经济发展的火车头，信息网络的应用渗透了国民经济和社会发展的各个领域和层次，人类在步入知识经济时代的同时，也进入了网络时代。
随着Internet业务和多媒体应用的快速发展，网络的业务量正在以指数级的速度迅速膨胀，这就要求网络必须具有高比特率数据传输能力和大吞吐量的交叉能力。
光纤通信技术出现以后，其近30THz的巨大潜在带宽容量给通信领域带来了蓬勃发展的机遇，特别是在提出信息高速公路以来，光技术开始渗透于整个通信网，光纤通信有向全光网推进的趋势。
所以面对因特网宽带接入需求的飞速发展，迫切需要成倍地提升通信容量，降低成本，迅速提供业务。
通信网络的发展已经经历了两代，第一代是全电网络，它的容量已经远不能满足要求; 第二代是用光纤取代电缆后形成的电光网络，这是目前正广泛使用的网络。
光纤通信的高速率和大容量等优越性能已经使人们认识到光纤通信取代传统的电子通信的必然趋势。
但目前在光通信系统中的电子线路严重限制了光纤通信优势的发挥，即出现所谓的“电子瓶颈”问题。
全光网络即是基于克服“电子瓶颈”这一局限性的第三代网络。
DWDM光传输系统无疑解决了提升通信容量的问题，但DWDM也带来了很多问题。
现在的通信网络是多种接入方式并存，语音通过网络，IP通过以太网或AIT，视频通过HFC网络，骨干网普遍采用SDH体制（包括本地，地区以及全国三级），并通过ADM和DXC连接起来，这种体制下DWDM 只用在地区以及全国网两级。
骨干网中光信号需要再生，成了影响系统成本和性能的大问题。
另外现有体制如果要修改SDH的上下话路，交叉连接以及环的设置往往需要几周甚至几月的时间。
现有的数字交叉连接设备也无法处理应用DWDM 带来的成百上千的端口连接。
未来的光网络将彻底解决以上问题。
在未来光网络中，网络是可以动态调整的，可以根据客户端需求设置波长；未来的网络不再是环型的，而是网状的，从而大大降低设置连接的复杂度；DWDM将从本地网开始得到应用，甚至在接入网中都会应用；未来的网络是基于IP的，是三网融合的。
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全光网(POL)网络基础知识及其
应用特点（网络人应知道）
伴随着网络带宽不断提升，终端设备不断发展，高清视频会议，云服务，海量数据交换，移动办公等让企业成为更加高效和更加开放的平台，从而促进企业的智能化和信息化办公，并对网络带宽及速率的要求也越来越高，传统的企业和园区局域网在面临这些应用对带宽的巨大挑战时，都存在着网络升级的诉求;那么传统的综合布线系统在经历了接近30年的快速发展已经逐步不能满足时代发展需求了;大型
园区、楼宇基础网络建设主要面临以下挑战：
1.大量交换机占用机房空间，功耗大，散热难
2.汇聚路由器之间连接复杂，而且占用管道空间，走线和维护难度大
3.交换机位置分散，管理复杂，需要庞大的维护团队
4.传输距离的限制
5.网络新增设备操作复杂
6.升级和扩容难对于传输距离，网络平滑升级，高可靠性，灵活组网，易部署，简捷运维等方面，传统综合布线系统已经全面落后于全光网网络(POL)，全光网把传统综合布线的传输和光纤到桌面，光纤到用户单元，光纤到公共区域进行整体的融合;另外，加入网络设备把原有的3层网络变成扁平的二层架构，全光网(POL)网络融合园区+边缘云，企业可将数据，语音、视频安防以及无线等不同的系统融合在一张光纤网络中，具有传统综合布线不可比拟的优势。
全光网的组成及传输方式POL采用PON技术;PON(Passive Optical Network)是一种点到多点(P2MP)结构的无源光网络，其组成涵盖三部分：OLT, ODN, ONU
POL: Passive Optical LAN 无源全光局域网在POL组网中传统LAN中的汇聚交换机被OLT替代;水平铜缆被光纤替代;接入交换机由无源的分光器替代;ONU提供二/三层功能，通过有线或者无线接入用户的数据、语音及视频等业务。
PON网络下行采用广播方式：通过分光器将OLT发出的光信号分成多份带有相同信息的光信号，传送到每个ONU;ONU根据报文中所带的标记，选择性接收属于自己的报文，对标记不符的进行丢弃处理。
PON网络上行方向：OLT侧统一分配给各个ONU一个时间片，ONU 严格按照这一时间片窗口进行信号发送，不属于自己的时间片对光口进行关断操作，上行时间窗口调度机制高度依赖PON的测距技术来实现。
对PON技术原理的理解，有助于我们在电气设计中更熟练的应用这一技术，尤其是其光分配网的无源(无需供电)特性，和传统交换机的差别带来的点位配电设计尤其需要注意。
为保证在一芯光纤上转发两个方向的流量报文，PON采用波分方式;在发展到万兆PON后，实际采用了四个波长段进行光纤复用。
POL网络的超长传输能力POL采用hub-spoke结构，而交换机是多层级的树/星型结构，从总体来看，POL主要是优化了局域网的基础布线和网络结构，网络结构更加扁平和简洁。
ODN的最大传输距离达到20KM，远远超过了传统综合布线的传输距离，对于园区，机场，体育馆，超高层建筑等大型建筑的网络建设而言，传统综合布线需要增加额外的有源设备及空间来部署网络设施，以弥补传输距离的不足，而全光网(POL)网络在减少有源设备的同时，可以轻松解决难点。
POL网络的易部署属性传统综合布线系统在部署接入交换机时，需要有弱电间，机柜，电源等配套设施，而全光网(POL)无需专门的弱电间;分光器可以按照用户现场环境进行灵活布放，无需弱电间，机柜，电源等配套设施;把有源设备集中在中心机房和终端用户侧，这样让运维点更集中和更贴近使用者，让运维变得更简捷
高效。
根据部署计划将ONU进行预配置，当ONU硬件安装完成，系统上电后OLT可以自动发现和添加ONU，完成ONU设备部署、远程软调，大大提高部署效率，降低网络建设成本。
由于POL突破了传统综合布线网络中双绞线受到百米距离的限制和对弱电间的需求，并将三层网络拓扑结构简化为两层，从而节省了80%的弱电机房空间及60%供电能耗，实现网络建设成本降低30%，网络的运维开支可缩减60%以上。
POL网络的可升级性当前，按照传统的综合布线系统布放网络，寿命大概在10-15年，系统在应用过程中逐步被淘汰，然而智慧楼宇，物联网的迅速发展普及，不得不让我们重新审视网络建设的持续可用性;未来终端接入设备将成指数倍增长，带来了带宽的巨大压力，传统的综合布线不得不缩短网络重建或翻新周期，导致资源严重损耗;全光网(POL)网络光纤可以提供GPON，10GPON，未来可以提供50GPON/100GPON带宽和速率进行平滑升级，让园区，大楼网络使用寿命成倍数延长，保证网络的可用性同时，也保持了网
络的前瞻性。
设备迭代的速度是网络建设的重大问题，旧设备往往只能被废弃，这无形中会造成巨大的资产浪费，而全光网络基于光纤组网，全光组网可满足园区内各类宽带需求，比如目前热门的Wi-Fi 6业务承载需要2.5Gbps或者10Gpbs的业务接口，对应10G PON方案或者50G PON 上行大带宽就可轻松承载，全光组网网络升级只需要更换板卡，甚至只需要更换光模块就可以实现升级，再加上光纤具有耐腐蚀、抗高低温、抗干扰等特性，POL全光网络使用寿命可达30年，超长的网络使用周期让网络全生命周期内投资成本最优化。
POL网络的高可靠性POL采用PON方案架构，OLT部署在核心机房，从核心机房到用户，中间层采用无源分光器，无需独立机房部署，无需供电，减少了有中间有源设备故障点，ONU靠近用户，通过铜线连接用户。
POL全光网
络广泛应用于大中小型企业、政府机关、科技园区/工业园区、学校、医院以及需要在内部进行局域/本地宽带联网的各种场景，按照其业务需求、组网规模各有不同。
POL 通过多种组网方式来保证网络的持续可用性，如下图所示：
POL网络的安全防护POL网络有效避免了电磁干扰，电磁泄露等问题，支持AES128加密，保障数据光纤传输安全;POL设备支持MAC绑定，802.1x认证、用户隔离等、广播抑制，防DOS攻击有效杜绝了非法用户接入和其它用户攻击。
1.支持端口和ONU隔离功能 2.
支持MAC过滤 3.支持防DoS攻击 4.支持用户分级，防止未授权用户的非法侵入 5.支持端口广播/组播报文抑制 6.支持基于源/目的MAC地址、VLAN、802.1p、ToS、Diff Serv、源/目的
IP(IPv4/IPv6)地址、TCP/UDP端口号、协议类型等IP报文头信息的
流分类和流定义7.支持对报文头部80字节深度的L2-L7 ACL流分类8.支持业务流策略，包括镜像、重定向、统计、过滤
POL无源光局域网以光纤重构传统园区网络，将光纤延伸到最后一米，高度匹配部署、维护及演进发展的诉求。
目前市场规模正以18.8%的速度增长，未来IoT的普及，会带来无源光网络技术的爆发式发展，凭借其一网多业务、绿色环保、经济高效、简单灵活、安全可靠等特点，高效支撑企业数字化，开创Fixed Fibre F5G新时代，成为教育、安平、酒店、政府、交通、工厂、综合园区(智能楼宇、商业综合体、住宅社区和产业智慧园区)等千行百业数字化转型的最佳选择。