1、医院简介
山东大学齐鲁医院是国家卫生健康委委属（管）医院，教育部直属重点大学——山东大学的直属附属医院，首批委省共建国家区域医疗中心（综合类）牵头和主体建设单位。医院坚持立足山东、面向全国、放眼世界，致力于建设国际知名、国内一流高水平研究型医院，实施“医疗立院、学科强院、人才兴院、依法治院、党建领院”五位一体发展战略，在济南、青岛形成了两地多院区发展格局。医院实际开放床位5000张，2019年度完成门急诊量496万人次，出院病人23万人次，手术量17万台次。
2、园区网现状
2001年医院济南中心院区进行了全院园区网建设，院区内所有楼宇均进行了综合布线，建设信息点5000多个。上一代园区网建成迄今已近20年，原有桥架老化严重、线路混乱、故障频发、信息点不足等问题日益凸显，不仅使得网络工程师们疲于奔命，也严重制约了医院信息化发展，下一代园区网的建设迫在眉睫。
3、下一代园区网设想
鉴于下一代园区网的重要作用，我们希望其能够具有以下特点：结构简单、带宽高（可升级）、成本低廉、支持多业务、扩展性强、寿命长、运维方便。
图1 带宽与介质的对照关系
如图1所示，采用铜缆建设园区网，在带宽升级时需要更换线缆，而采用光缆则不需要，在“光进铜退”的大趋势面前，下一代园区网最好建设为全光网络。
1、全光网络实现方式
（1）点对点方式（图2中的①）：从网络设备到用户终端之间采用点到点的光通信方式，该方式需要光纤资源多、光模块多，成本高，用户分布密集时，对走线空间要求高，布线工作量大。
（2）有源光网络方式（图2中的②）：接入设备拉近到用户侧，但接入设备为有源设备，该方式较点到点网络所需要光纤资源少、工程部署难度低，但有源设备的部署涉及机房空间和供电问题且维护成本高。
（3）无源光网络方式（图2中的③）：规避了方式二接入设备机房空间、供电及维护等问题，部署与维护综合成本最低。
图2 全光网络实现方式
2、无源光网络介绍
PON（Passive Optical Network），即无源光网络，由光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、无源光分配网ODN（Optical Distribution Network）、光网络单元ONU（Optical Network Unit）或光网络终端ONT（Optical Network Terminal）组成的点到多点信号传输系统，简称PON系统。
POL（Passive Optical LAN），即无源光局域网，是基于无源光网络（PON）技术的局域网。
光线路终端OLT是PON网络的核心设备，下行通过分光器连接多个ONU，一方面实现对ONU的控制、管理，另一方面对ONU上传的信息进行汇聚处理；上行一般情况下连接园区的核心交换机，网络地位类似于传统园区网络的汇聚层设备。
图3 光线路终端OLT
无源光分配网ODN，由分光器POS（Passive Optical Splitter）、光缆/光纤及其它光路的接续、跳转设备组成，其作用是在OLT与ONU之间提供光传输通道。
图4 分光器POS
光网络单元ONU是信息点的接入设备，接入业务类型多样，如PC、WIFI、视频回传、监控、IPTV、TV、语音等，提供GE/FE、POTS、WIFI、POE、CATV等多种接口。ONU可支持室内、室外安装场景，面板安装、桌面安装、机架式安装等不同安装方式。
图5 光网络单元ONU
3、拓扑对比
图6 网络拓扑示意图
如图6所示，左侧为传统以太网，中间为点到多点有源光网络，右侧为点到多点无源光网络。可见，有源光网络的特点是在传统以太网的基础上，减少铜缆使用，将接入交换机尽量部署到用户附近；而无源光网络使用OLT作为汇聚层，分光器与ONU的组合作为接入层。
4、无源光网络制式
PON技术的概念是20世纪90年代初提出的，主要可分为用非同步传输模式（ATM）进行分组通信的APON技术、用于宽带接入的BPON技术、基于以太网（Ethernet）分组传送的EPON技术以及兼顾ATM/Ethernet/TDM综合化的GPON技术等。
表1列举了在POL中主要使用的PON技术，目前GPON技术应用最为广泛，10G GPON对称技术也逐渐成为主流。
5、无源光网络技术特点
（1）单芯双向，波分复用：以GPON为例，在单根光纤上，上下行分别采用中心波长为1310/1490um的光传输信号，实现OLT与ONU的通信。
图7 单芯双向，波分复用
（2）上行时分复用：各ONU在属于自己的时隙里传输数据，光信号在分光器处进行耦合。
图8 上行时分复用
（3）下行广播，ONU选择性接收：所有的ONU都能收到相同的数据，但ONU会丢弃掉不属于自己的数据。
图9 下行广播，ONU选择性接收
1、建设阶段优势分析（优势项标红）
2、运维阶段优势分析（优势项标红）
（未完待续）
作者简介
王磊
山东大学齐鲁医院信息网络中心副主任，信息系统项目管理师，数据库工程师，信息安全工程师，(ISC)²注册信息系统安全专家，BSI信息安全管理体系(ISO 27001) 内审员，数据中心规划设计工程师。担任山东省健康管理协会医院信息化分会副主任委员等社会兼职。
