基于F5G固定网络技术的园区网规划设计方案

F5G是The 5th generation Fixed networdks的缩写，即第五代固定网络，也经常被叫做F5G全光网。我们要、需要注意F5G和5G是不同的概念。5G是移动通信网络技术，主要服务于无线网络，用于手机等移动终端的接入；F5G是固定通信网络技术，主要服务于有线网络，用于光纤宽带接入。

对园区网来说，在光纤可达的情况下，如果对固定性、大带宽、低时延、高安全有较高要求，那么应用F5G再适合不过了，因为其特点就是：超大带宽、全光连接和极低时延。

一、固网通信技术发展阶段

根据F5G工作组（F5G标准建设组织）的相关资料，目前固定通信网络技术主要划分为5个阶段。

第一阶段是电话网。以拨号接入和ISDN技术为代表，通过使用电话网络基础设施来架构和适配网络通信。

第二阶段是20M以下宽带网。随着互联网的迅速普及和ADSL技术的推广，20M以下的宽带网络开始走入千行万业。

第三阶段是30M-100M家庭宽带网。通过应用VDSL技术，配合FTTB和PON接入技术，实现家庭宽带的普及和发展。

第四阶段是光纤宽带网。光纤取代铜缆，GPON技术飞速发展，固定接入网开始具备高带宽、稳定、结构简单等优势。

第五阶段即F5G网。从骨干网、接入网、园区网直至终端桌面进行全光网络连接，网络上下行速率千兆及以上，时延到10us以下，充分辅助实现各行业的数字化转型。

二、规划设计目标

随着园区各项业务的快速发展，园区网作为信息传输的重要基础设施，已经成为信息化建设的重要组成部分。为满足日益增长的网络需求，进一步提高网络性能和安全性，本规划设计方案旨在构建一个基于F5G固定网络技术的园区网，实现以下目标：

- 提高网络带宽，降低传输时延，满足智慧办公的需求；

- 优化网络结构，提高网络安全性和稳定性；

- 降低网络运维成本，提高企业信息化建设的经济效益。

三、园区网规划设计方案

1、园F5G技术介绍

F5G技术原理其实与常见的光纤接入网一致，以单模光纤为介质，主要核心设备包括局端设备OLT（光纤路终端）、分光设备ODN（光分配网络）、用户分配单元ONU（终端设备），以某光纤入户业务为例，示意图如下。

光纤入户示意图

主要使用设备介绍如下：

OLT：一般放置在运营商机房，属于汇聚设备，与ODN进行网络连接，对ONU进行集中管理。

ODN：OLT和ONU通过ODN连接起来通信。ODN主要由光纤、一个或多个分光器组成，通常放置在小区的配线柜中。

ONU：放置在用户侧，连接电脑、电话等设备，用户上网数据通过ONU的上行接口经过ODN后传输给OLT进行处理。

部分读者可能不了解光纤接入，如果你有园区网交换机基础的话，可以先把OLT当作是核心交换机，ODN当作是汇聚交换机，ONU当作是接入交换机。这个解释并不科学，只是权宜理解。

2、网络结构

传统园区网采取三层网络网络拓扑结构，包括核心层、汇聚层和接入层。核心层负责高速数据传输和跨区域数据交互，连接各个汇聚层设备；汇聚层负责将接入层的数据汇总并传输至核心层；接入层负责将用户设备连接至网络。

F5G结构相比于传统网络，具备架构简化、运维简单的特点。具体来说，就是基于点对多点的光汇聚架构，通过光分路设备替代原来的汇聚交换机进行汇聚，减少网络层次，变成二层架构。一方面光分路设备部署便捷，无需大块空间和空调制冷等，可以大幅减少甚至是取消原来的园区弱电机房。另一方面，ONU是通过OLT集中管理的，整个园区管理节点收缩到2台OLT即可。

3、综合布线

F5G是全光网络，因此园区网应采取单模光纤替代原来的弱电线路，甚至将光纤直接部署至终端设备。这可带来一定的成本损耗，但光纤传输速率高、抗干扰能力强、传输距离远，折衷算来，成本可以接受。

4、网络设备选型

作为F5G工作组重要成员，某为的F5G设备具备比较高的成熟度和先进性，因此本方案主要基于某为设备。

OLT设备建议使用OptiXaccess EA5800系列，具体选型可根据网络的规模大、中、小选择不同的型号，普通园区选择EA5800-X7就足够了。这款设备支持分布式架构，能够将业务分布到每个业务板上；具备TypeB/TypeC双归属地容灾备份保护，双主控板、双电源板冗余备份；控制与转发分离，保证设备业务不中断。而OLT设备所需的无源光端口数可根据ONU数量和分光比来确定，通常情况下:ONU数量 / 分光比 = OLT光端口数。

ONU设备选用P815E-G-L1，接口多、带宽高；支持室内、外部署，即插即用；具备TypeB保护能力，可靠性好。这些功能也使得ONU能够选择不同的部署方式，比如放置在报箱中、家具上、办公室角落等。其部署原则只有一个，ONU应该尽量靠近终端设备。

ODN选用光电复合缆供电单元-S1016-L或分光器-SPL2605。ODN的分光比主要根据ONU的用户端口数量和用户设备的带宽确定，分光比 = 总带宽 / 每个ONU的带宽（ONU带宽由用户需求确定）。

5、其它考虑

OLT和核心交换机规划。核心交换机和OLT都是F5G园区网可靠性的关键，因此建议各配置2台进行保护和备份，OLT设备和核心交换机通过单模光纤连接，其中每台OLT和每台核心交换机间都要互联。

带宽选择。F5G目前比较成熟的是10G PON技术，本方案也建议采用10G PON技术。另外，部分接入终端，比如计算机等只支持1G带宽，所以ONU的下行接口要求可以稍低。

运维考虑。F5G网络需要进行配置的设备不多，网络层次也进一步减少，运维工作量较低。但也要考虑到尽量对设备进行备份和故障切换，确保网络的高可用性； 定期对网络设备进行巡检和维护，确保设备正常运行。

四、项目规划设计图

基于上述规划和考虑，形成设计图如下。

五、写在最后

目前，F5G应用仍处于飞速发展阶段，对未接触过的读者来说，其本质就是光纤传送网向园区网的进一步延伸。尽管相比于传统园区网，F5G在带宽、时延、可靠性等方面有较大提升，但对于网络带宽要求没那么高、管理要求却非常严格的一类园区来说，是否有必要跟进还值得进一步研究和商榷。