无源光网络（PON：Passive Optical Network）技术在FTTH光纤到户场景，已经被证明是最经济高效和低碳节能的光纤接入技术，在全球拥有7亿级的用户接入量。

F5G全光网络采用XGS-PON/GPON无源光网络技术，拥有大带宽、低时延、安全可靠、绿色环保和多网融合等优势，在2019年将应用场景延伸到政企园区接入场景，并以迅雷不及掩耳之势，掀起了一阵全光网络建设热潮。以太厂商也纷纷推出以太全光方案，加入全光阵营。

那么问题来了，园区的最佳全光网络方案，到底是F5G全光网络，还是以太全光网络呢？以太全光厂商经常说F5G全光是共享带宽机制，采用分光器分光，把带宽都均分了，会导致每个终端的带宽不足，这是真的吗？F5G全光方案东西流量互访有问题，这是真的吗？以太全光宣称是独享带宽，这是真的吗？让我们擦亮眼睛一起辨别一下，客观公正地来寻找答案。

♢ F5G分光科普 ♢

无源分光器是F5G全光网络的基础部件，无源是指无需电源供电即可工作，分光是指光信号经过分光器之后，可输出多份相同的光信号，每一份光信号内容都一样，只是光信号功率强度变弱了。如下示例，光信号功率强度为2dbm的输入光信号，经过1:16等比分光器之后，变成光信号功率强度为-12dbm的光信号，其中1:16等比分光器的典型光功率损耗约14db。

注：1:16等比分光，每一支路输出的光功率强度为原来的1/16，即强度比原来小10log(1/16)≈12db，加上其它损耗约14db。

由分光器分光的物理本质可以知道，PON口发送的光信号，经过分光器之后，每一个ONU都可以接收到相同的光信号，分光器均分PON口带宽的说法显然是错误的，每一个ONU都可以达到PON口的最大带宽。

♢ 带宽架构 ♢

F5G全光点到多点无源分光 VS 以太点到点有源分光

首先，从架构本质入手，两种全光方案架构本质的核心差异如下图

F5G全光网络采用点到多点的无源分光技术，一个PON端口可通过无源分光器接入1至128个ONU，是点到多点的连接。无源分光器的引入，实现了园区极简的两层架构。OLT可部署在核心机房，无源免维护的分光器则可部署在园区的任意位置，ONU部署在房间。

以太全光网络和传统网络一样仍然是三层架构，只是将楼层弱电间的接入交换机，在端口数量变少之后，下沉到房间，但仍需要在楼栋弱电间部署大量有源的汇聚交换机。也许有人会问，如果把汇聚交换机和OLT一样部署在核心机房，那么以太全光方案不也可以实现两层架构吗？这得铺多少根光纤、占用多粗的光纤管道（思考一下为什么？），才能把接入交换机的光纤全部拉到核心机房。本质上，以太全光是点到点的有源分光技术。为什么这么说呢？汇聚交换机的上行口实际对应于无源分光器的上行口，汇聚交换机的接入端口对应于无源分光器接入端口，汇聚交换机需要供电，这不就是有源分光嘛。至于点到点，这个很容易理解，一个汇聚交换机的端口只能接入一个接入交换机，是点到点连接。

♢ 带宽模型：本质收敛 ♢

回到前文提到的问题，F5G是共享带宽，以太全光是独享带宽，这是真的吗？让我们从带宽模型角度来分析一下，如下图，F5G全光和以太全光都存在带宽收敛，只是带宽收敛的位置不一样而已，实质上都是共享带宽。例如：F5G全光方案采用XGS-PON(10G GPON)技术，采用1:16的分光比，收敛比是1:16。以太全光方案采用160GE的上行，用户侧接入256个10GE接入交换机，收敛比也是1:16。

♢ 南北流量：平分秋色 ♢

随着园区业务云化和集中化的趋势，核心业务系统主要部署在核心机房的数据中心或云上，而终端用户访问和使用这些业务均属于南北流量。南北流量在整个园区网络中存在多处收敛点，PON端口的分光器的收敛，只不过是众多收敛点中的其中一个，绝不是瓶颈。以太全光方案的带宽收敛点在于汇聚交换机上行端口。南北流量业务，所以F5G全光和以太全光并无本质差别，只是带宽收敛位置不一样而已。

♢ 东西流量：各有千秋 ♢

东西流量分为三个互通场景：

◆场景①：同一ONU或者接入交换机下挂的用户互通。F5G全光方案可以在ONU内部进行不同用户的互通。以太全光方案可以在接入交换机内部进行不同用户的互通。两者无差别。

◆场景②：在一台OLT不同ONU下挂的用户互通，或者一台汇聚交换机下接入交换机下挂的用户互通。F5G全光方案可以在OLT内部进行不同用户的互通。当这两个用户在同一个PON口时，这两个用户的互通流量只影响该PON口下其它用户的南北流量带宽。当这两个用户在不同PON口时，这两个用户的互通流量会影响两个PON口下的其它用户的南北流量带宽。以太全光方案在一台汇聚交换机下挂的用户互通，因为汇聚交换机和接入交换机之间是独享链路的原因，此时不影响其它用户，该场景以太全光优。

◆场景③：不同汇聚交换机下挂用户的互通。不同汇聚交换机下挂的用户互通，互通的流量都需要经过汇聚交换机的上行口，到核心交换机进行互通，互通流量占用汇聚交换机的上行口带宽，此时互通的流量会影响整个汇聚交换机下所有用户的南北流量带宽。

场景3只考虑以太全光方案，是因为F5G全光方案中一台OLT可接入用户数非常多，跨OLT互通的场景在实际应用中非常少见。而以太全光方案中一台汇聚交换机可接入用户数少，跨汇聚交换机互通的场景更为普遍。

A. F5G全光方案，OLT上一块16口的PON板，通过1：16分光技术，就可以接入256台ONU，一台OLT可接入17 PON板 * 256 ONU = 4352台ONU，基本上一个中大型园区，只需要一台OLT放置在核心机房就可以覆盖整个园区的用户接入了

B. 以太全光方案，若采用框式汇聚交换机，一块单板按48端口计算，按业界一般可插8块单板的汇聚交换机计算，只能接入384台接入交换机（实际上，还需要预留1块或2块单板槽位做上行板，此时就只能接入288台接入交换机）。若采用盒式汇聚交换机，则最多只能接入48台接入交换机。楼栋弱电间需要部署多台汇聚交换机才能满足楼栋接入要求。由于1台汇聚交换机汇聚接入用户少，跨汇聚交换机（楼栋内、楼栋间）互通，对于以太全光来说，是一个非常普遍的情况。

东西流量对比总结如下： 

划重点：东西流量一般只有在电脑共享文件夹，或者用户私搭FTP服务器等场景，才会直接出现东西流量互访，这种互访方式由于不受安全监管控制，容易存在信息泄露等安全性问题。

♢ 灵魂拷问 ♢ 

以太光的接入段带宽独享还有实际应用场景吗？

重要事情说三遍：以太全光的独享仅限于

接入段！接入段！接入段！

F5G全光方案分光器不分带宽，分光器只是分配光功率，每个ONU均可以达到PON口的最大带宽（XGS-PON 10Gbps或GPON 2.5Gbps）。F5G全光方案通过芯片级的动态带宽保证技术，可以保证每个ONU的每个端口都有确定性的保证流量，即使网络拥塞，这部分带宽也是可保证的，不会出现网络卡顿。

以太全光方案，由于没有带宽保证机制，在接入交换机的上行口拥塞和汇聚交换机的上行口拥塞，都会产生无差别丢包。举个简单的例子，有一台GE上行的接入交换机，下行4个GE接入4台电脑。当其中一台电脑，以接近1Gbps的速率往服务器上传文件时，其它3台电脑就连浏览普通网页都会感觉到无比卡顿，要是通过电脑参加视频会议就会更酸爽了。Ping包会出现大量丢包，时延可能也会出现几毫秒到几十毫秒的时延。当然也有可能时延没有变大特别多，仍然是几毫秒，这是因为交换机的缓存buffer太小了，上行口的发送队列溢出，把Ping包直接丢弃了。

F5G全光方案，1台GPON ONU的下行GE口下挂4台电脑。当1台电脑以接近1Gbps的速率往服务器上传文件时，其它3台电脑由于拥有100Mbps（保证带宽大小灵活可配）的保证带宽，仍然可以拥有良好的业务体验，不管是访问业务系统，还是浏览网页，仍然是流畅无比。也许有人会说GPON上行时1.25bps，对以太光方案有点不太公平。没关系，可以用两台电脑上传满1.25Gbps时，其它两台电脑再去进行其它业务，也是无比丝滑。

♢  总  结  ♢

本文通过从带宽架构、带宽模型、南北流量、东西流量和体验保障等几个维度，客观地分析了F5G全光网络和以太全光网络在带宽上的对比，可以看出某些厂商对F5G全光的说法是错误的，F5G全光采用点到多点的无源分光技术，不仅可以满足园区各种东西流量、南北流量模型的应用场景，还能提供以太全光所不具备的用户端口级带宽保障技术，是最佳的低碳节能的全光方案。关于低碳节能，后续再详细介绍，按照相同的接入用户规模和带宽收敛模型，以太全光方案汇聚层（汇聚交换机）功耗，大约是F5G全光方案汇聚层（OLT）功耗的10倍以上。