文章來源：鮮棗課堂

今天這篇文章，我們來聊一個近幾年很火的技術(shù)——以太彩光。

在如今這個數(shù)字時代，我們時刻都離不開網(wǎng)絡(luò)。在家里，有光纖寬帶。在戶外，有移動蜂窩通信。在公司、校園、醫(yī)院、廠區(qū)等場所，同樣也需要部署網(wǎng)絡(luò)，例如校園網(wǎng)、醫(yī)院網(wǎng)等。這些也被稱為園區(qū)網(wǎng)（Campus Network）。

眾所周知，隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不斷深入，業(yè)務(wù)場景對園區(qū)網(wǎng)的要求越來越高。例如，在醫(yī)院，有很多的診室、檢查室、病房。除了辦公終端，還有大量的醫(yī)學(xué)設(shè)備。這些終端和設(shè)備必須進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，才能及時傳輸包括檢查結(jié)果、醫(yī)學(xué)影像在內(nèi)的海量數(shù)據(jù)。再例如，在校園，有很多的教室、辦公室、實驗室、宿舍。這些場所需要傳輸海量的實驗數(shù)據(jù)、教學(xué)資料。現(xiàn)在越來越流行的VR/AR沉浸式授課、遠(yuǎn)程授課，也依賴于大帶寬、低時延的網(wǎng)絡(luò)。

近幾年，AI浪潮風(fēng)起云涌，相關(guān)應(yīng)用迅速普及。園區(qū)網(wǎng)面臨的壓力和挑戰(zhàn)，就更大了。那么，怎樣才能更好地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)呢？答案就是——推動園區(qū)網(wǎng)全光化。

一、園區(qū)網(wǎng)全光化的技術(shù)路線

園區(qū)網(wǎng)誕生于上世紀(jì)八九十年代。在當(dāng)時的信息化浪潮中，很多企業(yè)采用以太網(wǎng)（Ethernet）技術(shù)構(gòu)建了早期的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，以此滿足基本的聯(lián)網(wǎng)需求。進(jìn)入21世紀(jì)后，園區(qū)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，數(shù)字場景不斷增多。盡管園區(qū)網(wǎng)采用了更高速率的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以提升帶寬，但仍然難以跟上需求的步伐，逐漸呈現(xiàn)出疲態(tài)。

那一時期，光通信的迅猛發(fā)展，給整個固網(wǎng)通信技術(shù)的演進(jìn)帶來了新的選項。相比銅纜，光通信的帶寬更大、損耗更低、成本更低、傳輸距離更長、抗電磁干擾能力更強，優(yōu)勢非常明顯。

將光通信引入園區(qū)網(wǎng)，概括來說，有3種技術(shù)方案：

第1種方案，是傳統(tǒng)以太網(wǎng)方案——繼續(xù)采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)架構(gòu)和設(shè)備，只是把網(wǎng)線換成光纖（設(shè)備上的網(wǎng)口模塊換成光模塊）。

這種方案，只能算是“修修補補”。它雖然提升了鏈路帶寬，但沒有解決架構(gòu)和維護(hù)上的問題。傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用的是“接入-匯聚-核心”三層架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，設(shè)備就越多，線纜也越多。配置過程復(fù)雜，安裝和布線工作量很大，容易出問題，排查也很困難。

第2種方案，是大家比較熟悉的PON方案，也是運營商家庭寬帶業(yè)務(wù)的主流方案。

PON方案采用點對多點（P2MP）架構(gòu)，說白了，就是把一束光復(fù)制為多束光，連接多個用戶（如32/64/128個）。

PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

PON技術(shù)的下行通常是廣播模式，上行則是基于時分復(fù)用（TDM）的共享模式。它的一大特點是帶寬共享。在高并發(fā)、重負(fù)載場景下，每個用戶實際獲得的帶寬和延遲是不確定的。在橫向流量處理、協(xié)議復(fù)雜度、兼容性、擴(kuò)展性方面，PON方案也有一定的缺陷。

第3種，就是我們今天重點要介紹的以太彩光方案。

以太彩光，顧名思義，就是“以太+彩光”。它采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)體系，可以與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無縫融合。它在物理層使用了彩光WDM技術(shù)，但在數(shù)據(jù)鏈路層及以上是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)。換言之，以太彩光方案在集成了以太網(wǎng)協(xié)議及優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，充分融入了光通信的優(yōu)勢，通過一根單芯光纖，即可實現(xiàn)從核心到多個接入點的直連架構(gòu)。

以太彩光方案中，每個接入交換機分配一個獨立的、專屬的波長，接入交換機到匯聚交換機是獨享帶寬，不存在爭搶，而且時延也更低。在維護(hù)性、擴(kuò)展性、兼容性等各方面，以太彩光方案也比傳統(tǒng)以太網(wǎng)方案和PON方案更有優(yōu)勢。

二、以太彩光背后的黑科技

早在2021年，銳捷率先創(chuàng)立了“以太全光網(wǎng)”架構(gòu)，并推出了基于以太網(wǎng)的全光方案——極簡以太全光解決方案1.0。這些年，銳捷一直在對這個方案進(jìn)行演進(jìn)迭代，并將它運用到了眾多客戶的園區(qū)網(wǎng)建設(shè)中，贏得了客戶的認(rèn)可和青睞。

2025年5月，銳捷正式發(fā)布了“極簡以太彩光網(wǎng)絡(luò)解決方案4.0（以下簡稱：4.0方案）”。這個全新方案以“極簡”為核心理念，通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)性能的指數(shù)級提升，同時大幅簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與運維。

1.方案的誕生背景

前面我們已經(jīng)提到，在全行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及AI浪潮的雙重壓力下，整個園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)已經(jīng)面臨很大的壓力和挑戰(zhàn)。在醫(yī)院、學(xué)校、廠區(qū)等各個場景，無論是在帶寬、時延和容量上，還是在可維護(hù)性、穩(wěn)定性、可靠性上，都有更高的要求。

從帶寬來看，百兆已經(jīng)過時，千兆正在普及，萬兆即將成為主流。從業(yè)務(wù)來看，新型業(yè)務(wù)層出不窮，單一端口需要承載的業(yè)務(wù)類型和流量模型日益復(fù)雜。園區(qū)網(wǎng)的收斂比和端口帶寬，必須整體升級，才能支撐企業(yè)的轉(zhuǎn)型需求，帶給用戶更好的體驗。舉例來說，現(xiàn)在各所學(xué)校都在推動智慧教育。在一個教室里，可能有智慧黑板、教學(xué)終端、考試屏蔽儀、門禁、攝像頭、電子班牌等大量數(shù)字化終端，還要支持4K互動教學(xué)、VR實驗、云桌面等業(yè)務(wù)，并發(fā)帶寬需求輕松突破10G。

學(xué)校里類似的教室可能有數(shù)百間。這還不包括實驗室、圖書館、行政辦公室以及學(xué)生宿舍等其它大流量場所。

其次，就是密度問題。目前很多學(xué)校樓棟光纖僅有10多芯，遇到120間以上的房間需求，就需要面臨網(wǎng)絡(luò)層級增多、管理更加困難的問題。如果規(guī)模更大的話，核心設(shè)備也會相應(yīng)增加，占用空間大且成本高。

所以，學(xué)校的園區(qū)網(wǎng)，既要支撐龐大的接入端口數(shù)量（1000+），也要確保端口帶寬滿足需求（10Gbps+）。“4.0方案”的設(shè)計，緊密圍繞了這兩個關(guān)鍵需求。方案有兩個標(biāo)志性的指標(biāo)，分別是——“1:16高密度彩光”與“單模單芯160G”。

2.1:16高密度彩光

“1:16高密度彩光”，是指一個核心交換機的彩光端口，通過一根光纖和無源分光設(shè)備，即可同時接入16臺遠(yuǎn)端的萬兆彩光接入交換機，實現(xiàn)1:16的超高收斂比。

傳統(tǒng)方案中，每個接入交換機需要一對光纖（也就是2根）。“4.0方案”，減少為1根。對于大型園區(qū)或樓宇改造項目，可以明顯減少布線成本和工期。大家需要注意，ITU-T G.694.2定義的標(biāo)準(zhǔn)CWDM（粗波分復(fù)用）波長陣列最多只有18個波長，實際商用中常為16波。

傳統(tǒng)上（下圖方案1），想要實現(xiàn)雙向通信，要么使用兩根光纖，一收一發(fā)，單向16波，雙向32波。要么，采用單纖雙向（BiDi）技術(shù)，在一根光纖上使用兩個不同波長分別承載上下行信號（下圖方案2），就變成一根光纖16波，8波收8波發(fā)。單纖可用的信道數(shù)減半。

銳捷方案（上圖方案3）的核心突破在于，在單根光纖上，利用同一個波長實現(xiàn)雙向通信。這意味著16個CWDM波長可以承載16路獨立的全雙工信道。這在業(yè)界具有創(chuàng)新性。

1:16的超高收斂比，帶來的優(yōu)勢是非常明顯的。

首先，它使得整個組網(wǎng)中，能夠承載的接入數(shù)量大幅增加了。

以銳捷RG-N18014-E核心交換機為例，在線卡滿載的情況下，一個設(shè)備就可以承載1536個房間的接入（設(shè)備有96個端口，每個端口16個接入，96×16=1536），足以滿足絕大部分學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)的需求。

其次，更高的收斂比，意味著更少的光纖數(shù)量。

剛才已經(jīng)提到，單根光纖承載16路全雙工信道，使得端口密度直接翻倍，主干光纖占用減半。對于大型園區(qū)或樓宇改造項目，可節(jié)省巨額的布線成本和工期，尤其是在光纖管道資源緊張的老舊建筑中，價值更為凸顯。光纖減少后，布線會更加靈活，美觀度也會提升。

第三，更高的收斂比，帶來核心設(shè)備與機房空間節(jié)省。在滿足同樣數(shù)量接入點的情況下，網(wǎng)絡(luò)中心所需的核心交換機數(shù)量、板卡數(shù)量和物理端口數(shù)量都大幅減少。這直接帶來了機柜空間、設(shè)備功耗和制冷需求的大幅降低。

第四，1:16的高密度聚合，簡化了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。更少的核心設(shè)備、更少的機柜空間、無源免運維的弱電間，這些都意味著管理節(jié)點、故障點以及運維工作量的大幅減少了，降低了管理的復(fù)雜度。

綜合來看，通過節(jié)省匯聚層設(shè)備投資、中心機房和弱電間空間成本、光纖布線成本以及長期的電力和運維人力成本，其總體擁有成本（TCO）展現(xiàn)出非常大的優(yōu)勢。

大家需要注意，想要實現(xiàn)1:16的高密度彩光，難度遠(yuǎn)比我們想象中要大得多。

首先，光通信的工作波段是有限制的，而不同的光路之間，需要保持一定的間隔，才能避免產(chǎn)生信道之間的串?dāng)_，影響信號質(zhì)量。這個對光信號的產(chǎn)生和接收器件性能提出了更嚴(yán)苛的要求。

其次，16路高功率激光器同時工作，也會產(chǎn)生巨大的功耗和散熱。如果沒有控制好，就會導(dǎo)致激光器波長漂移，進(jìn)一步加劇串?dāng)_，形成惡性循環(huán)。

最后，是尺寸要求。必須在嚴(yán)格限定的QSFP-DD等封裝尺寸內(nèi)實現(xiàn)所有功能，并保證可靠性和易用性。

總之，1:16高密度彩光，可以說是世界級的工程難題。銳捷能夠做出這項技術(shù)，說明他們克服了一系列物理的挑戰(zhàn)。根據(jù)銳捷的官方介紹，之所以他們能夠做到，是基于光耀雙通技術(shù)、激光切片技術(shù)、全頻載波技術(shù)等技術(shù)的加持。

3.單模單芯160G

“單模單芯160G”，則是指在一根單模光纖上，通過波分復(fù)用技術(shù)，實現(xiàn)雙向同時高達(dá)160Gbps的傳輸帶寬。這個數(shù)值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了當(dāng)前主流的40G/100G鏈路，是10G PON的16倍，或50G PON的3.2倍。160G的端口帶寬，不僅滿足了當(dāng)前的“萬兆（10Gbps）到房間”，更為未來升級至20G甚至40G接入預(yù)留了充足的演進(jìn)空間。

前面我們提到的各種新型應(yīng)用，例如醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的傳遞、VR/AR沉浸式教學(xué)，都可以搞定。這一技術(shù)性能的實現(xiàn)，不僅為園區(qū)網(wǎng)帶來了優(yōu)秀的帶寬體驗，更為未來的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展奠定了堅實基礎(chǔ)?，F(xiàn)在Wi-Fi 7正在普及，無線AP的峰值速率已超過10Gbps。160G的端口帶寬也可以輕松應(yīng)對，充分發(fā)揮Wi-Fi 7無線技術(shù)的性能潛力。簡單來說，單模單芯160G速率，為園區(qū)網(wǎng)提供一條超寬的“信息高速公路”，可以從容應(yīng)對未來5-10年的業(yè)務(wù)增長，實現(xiàn)“一次投資，長期受益”。

總之，“160G超大帶寬”提供了強大的主干道，“1:16高密度彩光”提供了高效分發(fā)的立交橋。兩者相結(jié)合，發(fā)揮了協(xié)同效應(yīng)，完美解決了園區(qū)網(wǎng)面臨的“帶寬”與“覆蓋”矛盾。

其實，以太彩光帶來的價值不僅僅是我們剛才提到的“1:16”“160G”這些性能指標(biāo)。在“極簡”理念的驅(qū)動下，極簡以太彩光4.0方案還帶了更多的價值。

比如，“無源透明匯聚”產(chǎn)品，通過“透明匯聚”技術(shù)，用無源的波分復(fù)用設(shè)備替代傳統(tǒng)的有源匯聚交換機，實現(xiàn)“三層變兩層”。并且設(shè)備本身也一直在“精簡”，集成了裂變器，支持單雙歸屬的應(yīng)用部署，可自由選擇單接口、單上行或雙上行。

樓棟實現(xiàn)了透明匯聚，取消了樓層交換機

還有在部署上的“極簡”理念，新一代以太彩光方案采用的是端到端單芯部署的方式，依托單芯光纖承載多路業(yè)務(wù)，大幅減少了光纜布放量，光纜用量和熔纖節(jié)點數(shù)量減少了50%以上，施工效率直接提升一倍。對于園區(qū)網(wǎng)絡(luò)來說，10公里內(nèi)的距離，都可以實現(xiàn)無中繼傳輸，降低部署難度。

再比如運維上的“極簡”。“4.0方案”提供了統(tǒng)一的運維管理平臺，在數(shù)字孿生技術(shù)的加持下，可以實現(xiàn)端到端全鏈路的可視、可控、可優(yōu)，分鐘級故障定位與恢復(fù)。這大大降低了對運維人員的專業(yè)技能要求，也減少了運維成本。

運維管理平臺

三、結(jié)語

目前，銳捷的以太彩光方案已經(jīng)在教育、醫(yī)療、政府、制造等多個行業(yè)數(shù)千個客戶實踐中得到了廣泛的驗證和認(rèn)可，累計接入房間數(shù)超過35W+。

方案成功地將以太網(wǎng)的性能優(yōu)勢與無源光網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)優(yōu)勢集于一身，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)性能、長期演進(jìn)能力和運維能力的升級。它提供的不再是簡單的網(wǎng)絡(luò)通路，而是一張能夠承載未來無限想象的、高品質(zhì)、確定性的“信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)”。

方案所帶來的“1:16收斂比和單端口160G”，不僅是一個可行的選項，更是一個全新基準(zhǔn)。“1:16”的高收斂比通過重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，從根本上實現(xiàn)了物理和管理的“極簡”。而“160G”的無收斂帶寬，則為萬物互聯(lián)時代的萬兆接入提供了堅實的性能基石。

我相信，越來越多的企業(yè)會認(rèn)識到以太彩光方案的優(yōu)越性，也會將其應(yīng)用于自身園區(qū)網(wǎng)的部署中。在以太彩光方案的支撐下，園區(qū)網(wǎng)的全光化將進(jìn)入一個爆炸式發(fā)展的階段，從“連接”時代大步邁向“體驗”時代。讓我們拭目以待！