LAN Óptica Pasiva (POL) y Perspectiva de Aplicación

PrefacioEn la actualidad, la mayoría de las redes empresariales utilizan LAN de cable de cobre tradicional, las cuales presentan cada vez más inconvenientes. Con el rápido desarrollo de la computación en la nube, el big data y el video 4K, cada vez más empresas están migrando gradualmente a centros de datos en la nube. Como resultado de los cambios en el tráfico y la arquitectura, la mayor parte del tráfico ha pasado de una arquitectura de conmutación local a una arquitectura de conmutación en la nube. Por otro lado, con el desarrollo explosivo del video, el IoT e Internet, estas aplicaciones exigen cada vez más un alto ancho de banda y baja latencia. En la era de la transformación digital, las empresas necesitan urgentemente una red que pueda soportar el acceso de todas las “cosas”, y la red POL es la mejor opción.

I. Introducción a POL

1.1 Descripción general de POL

POL es una LAN empresarial basada en la tecnología PON que proporciona a los usuarios servicios integrados de datos, voz, video y otros a través de fibras ópticas. No es una tecnología nueva, sino que aplica la tecnología de red PON, que ha sido probada durante mucho tiempo en las redes de ISP, a la red empresarial. POL puede aportar un gran valor a los clientes y, al mismo tiempo, no cambiará la planificación de negocio existente ni el modo de conexión de red de los clientes, y puede proporcionar todas las funciones que ofrece la red LAN tradicional.

1.2 Topología de POL

POL proporciona una red de transmisión de Capa 2, adopta la tecnología PON para ofrecer acceso gigabit al usuario y utiliza una sola fibra óptica para converger varios servicios como video, datos, inalámbrico y voz.

Topología de POL:

1.3 Comparación entre POL y la LAN tradicional

En la red POL, el conmutador de agregación de la LAN tradicional será reemplazado por el OLT, el cable de cobre será reemplazado por la fibra óptica y el conmutador de acceso será reemplazado por el divisor óptico pasivo. La ONU proporciona funciones de Capa 2/Capa 3 y ofrece servicios de datos, voz y video de forma cableada o inalámbrica.
El sentido descendente de la red PON adopta el modo de difusión: la señal óptica es enviada por el OLT y dividida en múltiples señales ópticas hacia cada ONU con la misma información a través del divisor óptico. La ONU recibe selectivamente sus propios paquetes según las etiquetas que lleva el mensaje y descarta los paquetes cuyas etiquetas no coinciden.

El sentido ascendente de la red PON: el OLT asigna uniformemente una ranura de tiempo a cada ONU. La ONU transmite señales estrictamente de acuerdo con esta ventana de tiempo. La ONU apagará el puerto óptico cuando la ranura de tiempo no pertenezca a su propia ranura. El mecanismo de programación de la ventana de tiempo ascendente depende en gran medida de la tecnología de medición de distancia PON.
Comprender los principios de la tecnología PON nos ayudará a aplicar esta tecnología con mayor destreza en el diseño de redes. En particular, las características pasivas (sin necesidad de alimentación eléctrica) de su red de distribución óptica, y la planificación y el diseño de la distribución puntual derivados de la diferencia con los conmutadores tradicionales requieren una atención especial. Para garantizar que los paquetes de tráfico en ambos sentidos se reenvíen en una fibra de núcleo único, PON utiliza la división de longitud de onda para procesar la transmisión de señales bidireccional al mismo tiempo. Las señales ascendentes y descendentes utilizan diferentes longitudes de onda, pero se transmiten por la misma fibra. La dirección de OLT a ONU/ONT es la dirección descendente, y viceversa es la dirección ascendente. La dirección descendente utiliza 1490nm y la dirección ascendente utiliza 1310nm.
Comparación de la estructura de líneas:

Comparación de la selección de dispositivos:

II. Análisis de ventajas de POL

A través de la comparación entre POL y la LAN tradicional en la sección anterior, podemos encontrar los desafíos de la LAN tradicional y las ventajas únicas de POL.

Desafíos de la LAN tradicional:

Un gran número de conmutadores ocupan el espacio de la sala de ordenadores, alto consumo de energía y difícil disipación de calor.

La conexión entre enrutadores de agregación es complicada y ocupa espacio en las tuberías, lo que dificulta el cableado y el mantenimiento.

Las ubicaciones de los conmutadores están dispersas, la gestión es complicada y se requiere un gran equipo de mantenimiento.
Limitación de la distancia de transmisión.

Es complicado añadir nuevos equipos de red.

Es difícil actualizar y ampliar la red.

Ya sea por su distancia de transmisión, actualizaciones de red fluidas, alta fiabilidad, redes flexibles, fácil despliegue, y operación y mantenimiento simplificados, el sistema de cableado integrado tradicional ha quedado completamente rezagado respecto a POL. POL integra la transmisión del cableado integrado tradicional con fibra hasta el escritorio, fibra hasta la unidad de usuario y fibra hasta el área pública, y convierte la red L3 original en una arquitectura L2 plana. Las empresas pueden integrar diferentes sistemas como datos, voz, videovigilancia e inalámbrico en una sola red de fibra óptica, lo que tiene ventajas incomparables sobre el cableado integrado tradicional.

Análisis de ventajas de POL:

Arquitectura avanzada:La red POL utiliza fibra monomodo, con un potencial de ancho de banda casi ilimitado y actualizaciones de banda ancha fluidas bajo demanda.

Segura y fiable:Transmisión totalmente por fibra óptica, antidetección, antiinterferencias electromagnéticas, los dispositivos PON proporcionan una fuerte capacidad de defensa contra DoS, reduciendo los ataques a la red.

Soporte convergente: La solución POL puede soportar datos, voz, video y otros servicios en una sola red.

Ahorro de espacio: La solución POL es súper convergente. El campus solo necesita proporcionar una sala de ordenadores central y no necesita muchas salas de ordenadores en las plantas.

Amplia cobertura: La distancia cubierta es de 20 km, cumpliendo los requisitos de cobertura de edificios súper altos y campus súper grandes.

Ecológica y de bajo consumo: La solución POL utiliza divisores ópticos pasivos para reemplazar los equipos de convergencia de la red tradicional, y la sala de equipos no requiere aire acondicionado, lo que es más eficiente energéticamente.

Mantenimiento conveniente: La tecnología PON adopta un método de gestión centralizada para evitar las desventajas de la gestión descentralizada de los esquemas tradicionales y reducir la dificultad de operación y mantenimiento.

Ventaja de coste: Basado en la experiencia pasada, utilizando 1000 puntos como muestra, elegir el método FTTD (Fibra Hasta el Escritorio) de POL ahorrará un 15% de coste en comparación con las redes de conmutadores tradicionales, y elegir FTTO (Fibra Hasta la Oficina) ahorrará más del 58% de coste en comparación con las redes de conmutadores.

III. Perspectivas del desarrollo de POL

POL se encuentra actualmente en las primeras etapas de desarrollo y la tasa de utilización actual no es alta, pero se producirán cambios significativos en los próximos cinco años. El grado de adopción de soluciones POL por parte de los usuarios empresariales no es lo suficientemente alto, pero los fabricantes y los grupos sociales han estado promoviendo vigorosamente esta tecnología, y la demanda de IoT se convertirá en una importante fuerza impulsora para promover POL.

En cuanto a los escenarios aplicables de POL, la mayoría de la gente puede pensar en lugares como oficinas corporativas, campus educativos y hoteles. No se puede negar que estos lugares son los más utilizados, pero a partir de las ventajas únicas de POL, podemos ver que POL ayuda a reducir el consumo de energía y los costes operativos. El IoT es la clave para promover realmente la adopción de la tecnología POL por parte de las empresas. En la solución de aplicación IoT, un gran número de dispositivos terminales dispersos en varios lugares necesitan estar conectados a la red. La LAN tradicional no puede satisfacer dicha demanda, y POL puede servir como un puente para eliminar la brecha en esta demanda. Por lo tanto, POL encontrará mayores aplicaciones en los campos de infraestructura urbana, fabricación, procesamiento, energía solar, eólica y energía inteligente. La razón es que las líneas de cable actuales en estas instalaciones industriales suelen extenderse varias millas, mientras que POL puede extenderse a larga distancia y los nodos pueden desplegarse a lo largo de la línea mediante cables multifibra y divisores ópticos. Tomemos como ejemplo la industria manufacturera, que implica sensores como caudalímetros, filtros o de temperatura; estos dispositivos necesitan estar conectados a Internet y las LAN tradicionales tienen dificultades para satisfacer sus necesidades de red. Lo que se necesita es poder operar de manera estable en el entorno de trabajo de estos dispositivos sensores y que no produzca interferencias electromagnéticas ni radiación. POL es precisamente esa tecnología. Tiene una larga distancia de transmisión, puede conectarse en red a través de un divisor óptico, no produce interferencias electromagnéticas ni radiación, y puede usarse para la conexión de la mayoría de los equipos. Tiene una gran demanda en las industrias manufactureras y de procesamiento. Desempeña un papel en escenarios de aplicación de gran área y amplia cobertura.

POL es una tecnología asombrosa porque se basa en la transmisión por fibra óptica, tiene una estructura de red simple, es fácil de gestionar y tiene ciertas ventajas tanto en costes de construcción como de operación y mantenimiento. Con el desarrollo continuo de las empresas, los usuarios exigen un mayor ancho de banda y el uso de fibras ópticas será cada vez más común, expandiéndose desde las redes de campus y redes troncales hasta el campo de acceso. Los usuarios de TI intentan aceptarla, y la buena tecnología demostrará su valor con el tiempo. Pero tengo que admitir que todavía hay una enorme resistencia a la promoción de POL. Las empresas que han invertido mucho en LAN tradicionales pueden no cambiar a POL, al menos no de inmediato. Para las organizaciones pequeñas, las soluciones POL pueden no ser una buena idea. En comparación con las redes basadas en cobre de par trenzado, es posible que el usuario no utilice toda la capacidad que POL puede proporcionar, y la solución puede resultar muy cara. Por lo tanto, estas dos tecnologías pueden coexistir en el futuro, y POL se utilizará para compensar las funciones que la LAN tradicional no puede lograr. Además, para aquellos familiarizados con la tecnología de red tradicional, lleva tiempo aprender, adaptarse, dominar y aplicar gradualmente la tecnología POL.

Resumen:

Con la inteligentización de las ciudades, la aplicación de la computación en la nube y el big data, y la popularización del IoT, cada vez más aplicaciones empresariales se basarán en la nube en el futuro. Para las redes empresariales, la transformación digital es imperativa, lo que requiere una red simple. POL tiene las características de una red con múltiples servicios, rentabilidad, simplicidad, flexibilidad, seguridad y fiabilidad, y apoya eficazmente la digitalización empresarial. Por lo tanto, se está convirtiendo en la mejor opción para la transformación digital en educación, hotelería, energía eléctrica, transporte, seguridad inteligente, industria y otros campos. Con la mejora gradual del reconocimiento de los clientes, el ecosistema también está creciendo. Creo que POL seguirá creciendo rápidamente en el futuro.