局域网：无源光纤与传统局域网
经过几十年，企业已成功部署传统的局域网（LAN）来传输其关键数据，如今许多企业仍在依赖这些网络。LAN建立在铜缆（如6A类）的基础上，连接计算机和设备，以便它们可以通过网络共享信息和资源。
虽然无源光纤局域网（也称为“无源光纤LAN”或“POLAN”）一直是LAN架构的替代选择，但部署需要广泛的光纤知识。直到最近，大多数企业都不需要光纤来支持其速度和连接要求，因此POLAN被忽视了。
但时代在变。企业正在研究人工智能、虚拟现实、5G和Wi-Fi 6。智慧楼宇不断增进自动化和连接建筑系统以提高效率。大学校园提供混合和远程学习。酒店正在不断创新，为客人提供连接和个性化服务。
因此，网络主干更多地采用光纤构建，以满足对更高连接密度、更多带宽和更快网络速度的要求。这为涉及无源光纤LAN的新机遇打开了大门。在已经需要光纤的应用中，POLAN正在成为传统LAN的可行替代品。它主要依赖于光纤布线，在某些情况下，光纤布线可以降低网络复杂性和成本，消除距离限制，降低材料需求等。
POLAN是否适合您的下一个项目？让我们比较一下LAN和POLAN，看看它们如何以不同的方式提供相同的功能。
网络组件
传统的局域网（具有10 Gb/s主干的网络）依赖于铜缆，由多个层面或级别的以太网线缆、路由器和有源交换机组成。
同时，无源光纤局域网包括：
- 用于主干网的单模光纤
- 无源分光器
- 管理网络智能的光线路终端（OLT）
- 通过扁平网络架构中的一个管理控制台管理设备的光纤网络终端（ONT）
- 从支持以太网供电的ONT到终端设备的分类布线
功能
传统的LAN使用路由器和交换机来连接设备并管理它们之间的信号分发。
网络顶层的路由器连接到园区或建筑物交换机。然后，分布式交换机连接到电信机房（TR）中的交换机。在那里，再使用铜缆实现从TR到设备的连接。
但是，无源光纤LAN以不同的方式提供相同的功能。它是一种点对多点网络，依赖于FTTx架构和协议，而不是基于交换机的以太网。
为了建立POLAN，需要一股单模光纤从前端或OLT连接到所需位置。它连接到一个无源光纤分路器，该光纤分路器通过光分布波导技术将信号加倍并中继到其他光纤束。每一股光纤都可以连接到支持一个到数百个设备的ONT。
建筑与空间要求
在注重节省空间的光纤环境中，POLAN可以帮助优化房地产空间。
为了支持多达2,000个用户（例如，相当于一家大公司的规模），传统的铜缆主干网需要90个机架单元的空间（18个标准设备机架）。根据应用的不同，这可能会占用能够用于其他用途的宝贵地面空间。
LAN还要求终端设备距离电信机房100米以内，以符合TIA标准。这些特殊用途的房间也占用了建筑面积。
由于无源光纤局域网基于光纤进行构建，因此可在更小的空间内为更多用户提供服务。例如，要支持7,000多个用户，只需要9个机架单元（安装在同一个标准设备机架内）即可。
POLAN还减少了TR需求（或者在某些情况下，可以消除此类需求）。这是因为与铜缆的100米限制相比，单模布线可以延伸至30公里的范围。
通过消除每隔100米使用一个TR或交换机的需求，无源光纤LAN减少了布线所需的空间。无源分路器通过减少光纤数量进一步降低了空间需求。
能源使用
POLAN占地面积小，架构简化，有助于减少对环境的影响。
出于以下几个原因，POLAN可以被认为是一种节能的选择：
- POLAN的散热要求较低。ONT和OLT之间使用的无源组件散发的热量更少，并且可在更大的温度范围内工作。这就通过消除TR中的电源和冷却需求降低了能耗。
- 在无源光纤网络中，组件本身也比有源组件消耗更少的功率，这有助于降低能耗。
生命周期
如果您未来转向光纤，那么无源光纤局域网可以将网络生命周期延长到二十年或更长时间。
虽然铜缆理论上可以支持高达10 Gb/s的速度，但根据所使用的布线系统，在带宽方面，目前没有任何技术比光纤更好。它的性能不受线缆的限制。相反，性能受到组成系统的电子组件的限制。由于这些组件获得了改进，现有的光缆能够支持它们。
光纤还具有更低的延迟，这意味着它可以将数据传输更长的距离，而不会出现延迟或中断，从而实现快速下载和上传以及快速访问资源。
需要支持更高的速度时，无源光纤LAN 会准备好支持100 Gb/s或更快的速度。
安全性
光缆不发射或辐射信号或干扰。相反，通过光缆传播的信号包含在光纤束内。这使得使用窃听器“监听”光纤线缆变得非常困难。
通过对每8,000个以太网端口（而不是传统LAN所需的大约350个交换机，而且每个交换机都有自己的IP地址）使用一个管理/IP地址，无源光纤局域网减少了IP地址和管理接口。反过来，这减少了违规目标。
成本
到目前为止，我们提到的几乎所有内容（空间要求、能源使用、安装和材料要求、网络生命周期等）都提供了节省成本的机会。
无源光纤局域网协会（APOLAN）技术委员会发布了无源光纤LAN和以太网交换机之间的成本比较。这项研究验证了40%到56% 节省幅度，证实了POLAN的成本效益。因为POLAN需要购买的组件更少，安装所需的时间也更少。
网络组件数量的减少也降低了持续的运营成本。通过集中智能和管理，减少了专门用于维护和管理的工时。团队反而可以专注处理更关键的问题，例如日常的移动、添加和更改。这一点尤其重要，因为IT和网络员工面临着持续的技能缺口和劳动力短缺。
即将提供更多POLAN内容
特别感谢Tellabs帮助Belden撰写此博客。我们双方都看到了POLAN在合适应用中展现的优势，并且都是APOLAN和HTNG（酒店技术下一代）的活跃成员。
在这一年中，我们将共同制作一系列POLAN博客，涵盖以下主题：
- POLAN对可持续发展的贡献
- POLAN的电源选项，包括4类
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- 澄清常见的POLAN误解
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相关资源：
客座作者
John Hoover
Tellabs市场营销总监；APOLAN董事
John Hoover是Tellabs的市场营销总监，也是光纤局域网促进协会（APOLAN）的董事会主席。在过去的20年里，他对行业里程碑发挥了影响，例如早期无源光纤网络部署、视频实施、无线以及最近的全球企业采用无源光纤局域网。在LinkedIn上与John交流。
关于作者
Massimo Carboni于2021年加入Belden，担任光纤实验室技术员，之后成为我们光纤连接团队的产品开发工程师。在此职位上，他帮助Belden构思、设计和测试新的光纤连接产品，并确保它们符合标准和指南要求。他拥有康考迪亚大学机械工程应用科学硕士学位。