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全光网大擂台:F5G全光网络 vs 全光以太彩光网络
来源:ONA高级技术专家 | 作者:吴文竞 | 发布时间: 2022-06-07 | 2505 次浏览 | 分享到:
F5G全光网络具有架构简单、安全可靠、简易运维等特点。此外,带宽利用率高,绿色节能,是园区组网的优选方案。

F5G全光网络具有架构简单、安全可靠、简易运维等特点。此外,带宽利用率高,绿色节能,是园区组网的优选方案。


F5G:以10G PON、Wi-Fi 6、200G/400G等技术为

代表的第五代固定网络

彩光技术的标准(G.694.2)在2003年已制定发布,

属于F2G时代的技术



F5G全光网络方案:

采用F5G的代表技术10G PON的全光网络方案,F5G全光网络是一种点到多点的架构,OLT部署在核心机房,弱电间部署无源分光器,ONU部署到房间、桌面,是网络主流建网方案,经济节能,绿色环保,网络可持续演进。


全光以太彩光方案: 

采用彩光技术实现的全光网络方案,以太彩光网络是一种点到点的架构,核心交换机和接入交换机采用价格昂贵的彩光模块,核心机房采用价格昂贵的合分波器对彩光进行合波,弱电间采用价格昂贵的合分波器对彩光进行分路,以实现弱电间无源化,是非主流的建网方案,网络演进代价高昂。


科普:

彩光是指中心波长波动范围很小的光,彩光技术的标准(G.694.2)在2003年就已经发布,属于F2G时代的技术,主要的应用场景是长距离传输(几十公里~几百公里)的场景,为了节省宝贵的主干光纤资源,将多种不同中心波长的彩光通过合分波器进行合分波,在一根主干光纤上进行传输。彩光应用场景非常受限,不适用于园区短距离的场景。




                           全  光  网  大  擂  台                           

建设大型园区,

F5G全光方案和以太彩光,孰优孰劣?


假设有智慧医院需要建设10000个信息点位,我们采用F5G全光方案和全光以太彩光方案进行对比测算,为了满足智慧医院医疗影像各种大带宽的应用,均采用万兆网络技术。医院对网络可靠性要求高,要考虑链路和设备的冗余保护方案。


F5G全光网络方案:

采用 XGS-PON技术,ONU设备支持4个以太口,10000个信息点位,共需要2500台ONU。OLT支持17块 XGS-PON业务板,每块 XGS-PON业务板支持16个 XGS-PON端口,总共支持272个 XGS-PON端口,采用1:16的分光比。


全光以太彩光方案:

采用10GE彩光光模块,接入交换机支持4个以太口,10000个信息点位,共需要2500台接入交换机。核心交换机支持8块10GE业务板,每块10GE业务板支持48个10GE端口,一台核心交换机总共支持384个10GE端口。


 ▏   选择F5G全光方案,更加经济节能    ▏


  

F5G全光网络方案,F5G基于点到多点网络架构,通过分光器实现了一路光信号转换为多路、乃至上百路光信号,实现了光纤链路、光模块等资源的极大节省;而全光以太彩光方案是基于点到点网络架构,在网络建设时,需要部署大量的核心交换机。




            F5G全光网络 VS 全光以太彩光网络             

全 光 网 大 擂 台


【核心交换机和OLT数量

      及核心交换机端口数量】


F5G全光网络方案:

2台核心交换机 + 2台OLT,占用核心交换机8个10GE端口。

核心设备数量:

用1:16的分光比,2500台ONU,需要2500 ÷ 16 = 156.2个 XGS-PON端口,OLT支持272个 XGS-PON端口,1台OLT就支持接入2500台ONU。由于网络做Type B双归属保护,仅需2台OLT。

注:核心交换机和OLT之间通过8个10GE端口互联,可以加上100G 的接口,OLT也支持。


全光以太彩光方案:

14台核心交换机,占用核心交换机5000个10GE端口。

注1:每台交换机需要2个10GE端口上行做保护,占用核心交换机2个10GE端口。2500台接入交换机,需要占用 2500 × 2 = 5000个10GE端口。

注2:每台核心交换机支持384个10GE端口,5000 ÷ 384 = 13.02,核心交换机两两做堆叠保护,共需要14台核心交换机。


PK结果:

F5G全光方案完胜,F5G全光方案少了12台核心交换机,多了2台OLT;全光以太彩光方案所所占核心交换机10GE端口是F5G全光方案的625倍。




    F5G全光网络 VS 全光以太彩光网络     

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【核心机房占用面积】

F5G全光网络方案:4平方米

注:2台OLT和2台核心交换机各占用1个2.2米的21英寸标准机柜,1个机柜占用面积按照2平方米计算,2个机柜占用4平方米。


全光以太彩光方案:54平方米

注:2台核心交换机占用1个2.2米的21英寸标准机柜,1个机柜占用面积按照2平方米计算,14台核心交换机占用7个机柜,共占用7 × 2 = 14平方米,由于彩光的方案在核心机房还需要部署大量的合分波器,每台合分波器支持48端口,5000个端口需要104台合分波器,每5台合分波器占用一个2.2米的机柜,共需要21台机柜,需要空间21 × 2 = 42平方米,总共需要14 + 42 = 54平米。


PK结果:

F5G全光方案完胜,全光以太彩光方案所需的机房空间是F5G全光方案的13.5倍。




    F5G全光网络 VS 全光以太彩光网络    

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(光模块数量&光模块功耗)


【光模块数量】

F5G全光网络方案:

314 个 XGS-PON光模块

注1:采用1:16的分光比,2500台ONU,需要156个 XGS-PON端口,由于网络做Type B双归属保护,仅需156.2× 2 ≈ 314个 XGS-PON端口

注2:ONU采取内置 XGS-PON光模块,无需再购买光模块


全光以太彩光方案:

10000 个10GE光模块


PK结果:

F5G全光方案完胜,全光以太彩光方案所需的光模块是F5G全光方案31倍。


【光模块功耗】

F5G全光网络方案:

光模块功耗3815W

注:ONU侧按照每 XGS-PON光模块功耗1.3W计算,2500台ONU共2500个10 GPON光模块,共3250W。OLT侧按照每 XGS-PON光模块功耗1.8W计算,314个光模块,共565W。总共光模块功耗3250 + 565 = 3815W


全光以太彩光方案:

光模块功耗15000W

注:按照每10GE光模块功耗1.5W计算,2500台接入交换机共2500 × 2 = 5000个10 GE光模块,核心交换机5000个10GE 光模块,总共光模块功耗10000 * 1.5= 15000W


PK结果:

F5G全光方案完胜,全光以太彩光方案光模块功耗是F5G全光方案3.9倍。




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(分光器或者合分波器&单模光纤长度)


【分光器或者合分波器】

F5G全光网络方案:

157个2:16分光器

注:2500个ONU,1:16的分光比,需要的分光器为2500 ÷ 16 ≈ 157


全光以太彩光方案:

210个48口的合分波器

注:2500个接入交换机,5000个端口,弱电间需要合分波器:5000 ÷ 48 ≈ 105台合分波器(分路);核心机房需要合分波器:5000 ÷ 48 ≈ 105台合分波器(合路);总共105 + 105 = 210台合分波器


PK结果:

F5G全光方案完胜,一台合分波器的成本大概是分光器的3倍,无源器件的费用,全光以太彩光方案是F5G全光方案的4倍。


【单模光纤长度】

F5G全光方案:281千米


全光以太彩光方案:832千米


PK结果:

F5G全光方案完胜,单模光纤长度全光以太方案是F5G全光方案的3倍。


 

注:光纤长度计算



   ▏  园区多业务演进,

F5G全光网实现高效建网及维护    

 

F5G全光网络方案:

以 XGS-PON为例,OLT使用一种规格的 XGS-PON光模块,无源分光器端口不需要区分波长,ONU自带光模块,安装和接线特别简单,不容易出错


全光以太彩光方案:

核心交换机的端口和无源分波器(合路)的分路必须一一对应,接入交换机和无源分波器(分路)的分路必须一一对应,发送和接收光纤也不能连错,连线异常复杂,①到⑧任一个地方接错,业务都不能正常工作


【部署和运维过程】


(全光以太彩光)


(F5G工作原理)


全光以太彩光方案部署时,需要针对16中不同类型的光模块类型,进行复杂的网络设计,彩光光模块种类太多,合分路器端口对应关系,光纤连接,异常复杂,部署和维护困难;F5G全光网络,基于简洁的网络传输极致,在建网阶段,安装连线简单,不易出错,通过光网络单元ONU可实现数据、语音(模拟电话)、IPTV/CATV等业务的统一承载,部署效率提升80%。




        F5G 全 光 网 络 VS 全 光 以 太 彩 光 网 络         

总      结



F5G全光网络方案:

是业界主流的方案,具有成熟的产业生态链,采用F5G的XGS-PON/GPON技术,点到多点的架构,一个OLT的PON端口,通过无源分光器可连接多个ONU,节省了大量的光模块,弱电间无源化免维护,经济节能,绿色环保。F5G支持网络带宽持续演进,50G GPON的国际标准在2021年已正式发布,作为F5.5G的核心技术,可满足未来10~15年的带宽演进需求。


全光以太彩光方案:

是个“非主流”架构的方案,本质仍然是点到点的架构,占用大量的核心交换机及核心交换机端口,价格昂贵,设备功耗大,占用大量的核心机房空间。网络演进需要更换设备和大量的光模块,演进代价高昂,带宽利用率低。此方案仅节省了中间的主干光纤,但是彩光模块价格昂贵,得不偿失。


第一轮擂台比拼——F5G全光网 vs 全光以太彩光,大家已直观感受到F5G全光方案在架构简洁、网络经济性、绿色节能、安全可靠、安装运维简单等各方面都具有全方位的巨大优势,全光以太彩光方案则像是一个噱头和混淆视听的“非主流”无源光方案。当然,F5G全光方案带宽利用率更高,更经济节能。全光以太彩光方案虽然每个接入交换机都可以达到独享10Gbps,具有带宽优势,但是带宽利用率低,共享度差,存在巨大的浪费。


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