为什么我们要拒绝 PON 方案的 FTTR

2023-05-07

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技术

背景

最近许多运营商都开始强推自己基于 PON 架构的 FTTR 方案，其实现就是入户光猫在接入运营商网络的同时，作为一个OLT，下联子光猫（ONU）提供光纤到房间的接入方案。运营商声称这是实现他们“三千兆”、“五千兆”等营销目标的最佳手段，但实际上这种方案与 PON 技术要解决的问题完全地背道而驰，不仅无法体现 PON 技术的优势，更为用户当前的使用与未来的升级设下障碍、徒增成本。

技术回顾

无源光网络（PON）

无源光网络（PON）的发展经历了从APON（ATM passive optical network）到GPON/EPON，再到XGPON/10G EPON的几个阶段。早期的无源光网络标准APON由ITU提出，采用ATM传输模式进行通信，并在随后升级为BPON并加入许多管理机制，其支持千兆速度的标准就被称为GPON（gigabit-capable passive optical network）。与此同时IEEE也提出了自己的PON标准，被称为EPON（Ethernet Passive Optical Network）。从这些名字的变化来看，不难看出两个组织之间各自所背负的传统（ATM vs Ethernet 之争）对PON技术的深刻影响。但不管这两种标准之间的差异如何，无源光网络共享着一个最显著的特征：无源（即 Passive，其实“无源”这个翻译十分容易让人误解，我觉得倒不如直翻为“被动”更直观一些）。其原理为利用时分复用（TDM）技术，使从同一线路上可以同时承载许多用户（ONU）。这些用户在OLT的管理下，仅在给定的时隙进行数据传输（发光），从而避免干扰和冲突。也正是这样，我们可以通过光分路器把光平均分配给多个用户。光分路器是纯物理结构，可以在各种恶劣环境下进行部署，非常适合运营商用于建设接入网。

以太网（Ethernet）

而与 Passive 被动相对的则是Active（有源）的以太网，它是我们非常熟悉的网络技术，它由一系列IEEE的802.3标准所定义，常见于所有用户侧设备。本来它并不是与 PON 直接进行竞争的技术（正如上文所提到的那样，Ethernet over PON是十分常见的架构，实际上GPON和EPON都有在使用它），但当运营商把PON技术下放到家庭组网时，我们便不得不将他们放在一起进行对比。以太网的 Active 特点表现在如果我们需要将他分配给多个用户，则必须使用交换机，把以太网帧在不同的线路中进行交换，这使得它非常不便于在户外等复杂条件下进行部署。

分析

前面已经提到了无源光网络的优势及原理，以及以太网的有源特点，相信认真读完的朋友应该已经理解我所说“在家庭网络环境中无法体现 PON 技术的优势”的缘由了。道理非常简单，家庭网络是一个可控的、简单的、小规模的环境，布线距离短，房间数量少。大多数家庭的布线情况根本不需要用到分光器，全部房间都有直通一点的线；即使需要中继，部署有源的交换机成本也极低（因为不需要考虑户外等条件）。这直接消灭了无源光网络的优势。此为拒绝PON FTTR方案的第一个理由。

其次，PON网络架构的特点阻碍用户当前的使用。PON下的各ONU没有相互沟通的能力，所有数据必须经由OLT转发。这样一来，家庭网络中的瓶颈竟然可笑地变为了运营商部署的光猫（CPE）。光猫的转发能力在这里不仅局限了你的互联网接入速度，甚至还局限了你家庭内网的速度。以最常见的8145XR+K662c设备为例，其下行光口为GPON协议，受限于此，内网间的互联速度根本达不到万兆，仅有2000Mbps左右。此为拒绝PON FTTR方案的第二个理由。

最后，也是最大的问题。PON FTTR并不是一个完全开放的标准，各家设备商的实现是相当封闭的，不存在互操作性[2]。在以太网方案下，用户可以自由选择光/电模块、交换机以及路由器，想要整体升级还是只升级某段链路都由用户自己把握；而FTTR则是完全的黑盒，所有设备均由一个厂家生产，除非替换全部设备，自由升级的空间非常小。此为拒绝PON FTTR方案的最大理由。