今天這篇文章，我們來聊一個(gè)最近幾年很火的技術(shù)——以太彩光。

在如今這個(gè)數(shù)字時(shí)代，我們時(shí)刻都離不開網(wǎng)絡(luò)。在家里，有光纖寬帶。在戶外，有移動(dòng)蜂窩通信。在公司、校園、醫(yī)院、廠區(qū)等場(chǎng)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(chǎng)景對(duì)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(shí)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(shí)驗(yàn)室、宿舍。這些場(chǎng)所需要傳輸海量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、教學(xué)資料?，F(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(shí)延的網(wǎng)絡(luò)。

最近這幾年，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(duì)這些挑戰(zhàn)呢？

答案就是——推動(dòng)園區(qū)網(wǎng)全光化。

█園區(qū)網(wǎng)全光化的技術(shù)路線

園區(qū)網(wǎng)最早誕生于上世紀(jì)八九十年代。在當(dāng)時(shí)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(chǎng)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(shí)期，光通信的迅猛發(fā)展，給整個(gè)固網(wǎng)通信技術(shù)的演進(jìn)帶來了新的選項(xiàng)。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(zhǎng)、抗電磁干擾能力更強(qiáng)，優(yōu)勢(shì)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(bǔ)補(bǔ)”。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(yùn)營(yíng)商家庭寬帶業(yè)務(wù)的主流方案。

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

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(shí)分復(fù)用（TDM）的共享模式。它的最大特點(diǎn)是帶寬共享。在高并發(fā)、重負(fù)載場(chǎng)景下，每個(gè)用戶實(shí)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(diǎn)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)鏈路層及以上完全是標(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(shì)的基礎(chǔ)上，充分融入了光通信的優(yōu)勢(shì)，通過一根單芯光纖，即可實(shí)現(xiàn)從核心到多個(gè)接入點(diǎn)的直連架構(gòu)。

以太彩光方案中，每個(gè)接入交換機(jī)分配一個(gè)獨(dú)立的、專屬的波長(zhǎng)，接入交換機(jī)到匯聚交換機(jī)是獨(dú)享帶寬，不存在爭(zhēng)搶，而且時(shí)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(shì)。

█以太彩光背后的黑科技

目前，業(yè)界在以太彩光方案上做得最好的廠商，是銳捷網(wǎng)絡(luò)。

早在2021年，銳捷率先創(chuàng)立了“以太全光網(wǎng)”架構(gòu)，并推出了業(yè)內(nèi)首個(gè)基于以太網(wǎng)的全光方案——極簡(jiǎn)以太全光解決方案1.0。這些年，銳捷一直在對(duì)這個(gè)方案進(jìn)行演進(jìn)迭代，并將它運(yùn)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(jiǎn)以太彩光網(wǎng)絡(luò)解決方案4.0（以下簡(jiǎn)稱：4.0方案）”。這個(gè)全新方案以“極簡(jiǎn)”為核心理念，通過技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)性能的指數(shù)級(jí)提升，同時(shí)大幅簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與運(yùn)維。

• 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(gè)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(gè)場(chǎng)景，無論是在帶寬、時(shí)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(shí)，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，必須全面升級(jí)，才能支撐企業(yè)的轉(zhuǎn)型需求，帶給用戶更好的體驗(yàn)。

舉例來說，現(xiàn)在各所學(xué)校都在推動(dòng)智慧教育。在一個(gè)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(dòng)教學(xué)、VR實(shí)驗(yàn)、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(shí)驗(yàn)室、圖書館、行政辦公室以及學(xué)生宿舍等其它大流量場(chǎng)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(jí)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(huì)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(jì)，緊密圍繞了這兩個(gè)關(guān)鍵需求。方案有兩個(gè)標(biāo)志性的指標(biāo)，分別是——“1:16高密度彩光”與“單模單芯160G”。

• 1:16高密度彩光

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

傳統(tǒng)方案中，每個(gè)接入交換機(jī)需要一對(duì)光纖（也就是2根）?！?.0方案”，減少為1根。對(duì)于大型園區(qū)或樓宇改造項(xiàng)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(zhǎng)陣列最多只有18個(gè)波長(zhǎng)，實(shí)際商用中常為16波。

傳統(tǒng)上（下圖方案1），想要實(shí)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(gè)不同波長(zhǎng)分別承載上下行信號(hào)（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(gè)波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)雙向通信。這意味著16個(gè)CWDM波長(zhǎng)可以承載16路獨(dú)立的全雙工信道。這在業(yè)界尚屬首次。

1:16的超高收斂比，帶來的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。

首先，它使得整個(gè)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(jī)為例，在線卡滿載的情況下，一個(gè)設(shè)備就可以承載1536個(gè)房間的接入（設(shè)備有96個(gè)端口，每個(gè)端口16個(gè)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(duì)于大型園區(qū)或樓宇改造項(xiàng)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(jià)值更為凸顯。光纖減少后，布線會(huì)更加靈活，美觀度也會(huì)提升。

第三，更高的收斂比，帶來核心設(shè)備與機(jī)房空間節(jié)省。在滿足同樣數(shù)量接入點(diǎn)的情況下，網(wǎng)絡(luò)中心所需的核心交換機(jī)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(jī)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，極大地簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/strong>更少的核心設(shè)備、更少的機(jī)柜空間、無源免運(yùn)維的弱電間，這些都意味著管理節(jié)點(diǎn)、故障點(diǎn)以及運(yùn)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(jī)房和弱電間空間成本、光纖布線成本以及長(zhǎng)期的電力和運(yùn)維人力成本，其總體擁有成本（TCO）展現(xiàn)出非常大的優(yōu)勢(shì)。

大家需要注意，想要實(shí)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(hào)質(zhì)量。這個(gè)對(duì)光信號(hào)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(shí)工作，也會(huì)產(chǎn)生巨大的功耗和散熱。如果沒有控制好，就會(huì)導(dǎo)致激光器波長(zhǎng)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(shí)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(jí)的工程難題。銳捷能夠做出這項(xiàng)技術(shù)，說明他們克服了一系列物理極限的挑戰(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。

• 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(shí)現(xiàn)雙向同時(shí)高達(dá)160Gbps的傳輸帶寬。

這個(gè)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(jí)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(shí)現(xiàn)，不僅為園區(qū)網(wǎng)帶來了前所未有的帶寬體驗(yàn)，更為未來的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

現(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(duì)，充分發(fā)揮Wi-Fi 7無線技術(shù)的性能潛力。

簡(jiǎn)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(duì)未來5-10年的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)“一次投資，長(zhǎng)期受益”。

總之，“160G超大帶寬”提供了強(qiáng)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(shí)，以太彩光帶來的價(jià)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(jiǎn)”理念的驅(qū)動(dòng)下，極簡(jiǎn)以太彩光4.0方案還帶了更多的價(jià)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(jī)，實(shí)現(xiàn)“三層變兩層”。并且設(shè)備本身也一直在“精簡(jiǎn)”，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(shí)現(xiàn)了透明匯聚，取消了樓層交換機(jī)

還有在部署上的“極簡(jiǎn)”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(diǎn)數(shù)量減少了50%以上，施工效率直接提升一倍。對(duì)于園區(qū)網(wǎng)絡(luò)來說，10公里內(nèi)的距離，都可以實(shí)現(xiàn)無中繼傳輸，降低部署難度。

再比如運(yùn)維上的“極簡(jiǎn)”?！?.0方案”提供了統(tǒng)一的運(yùn)維管理平臺(tái)，在數(shù)字孿生技術(shù)的加持下，可以實(shí)現(xiàn)端到端全鏈路的可視、可控、可優(yōu)，分鐘級(jí)故障定位與恢復(fù)。這大大降低了對(duì)運(yùn)維人員的專業(yè)技能要求，也減少了運(yùn)維成本。

運(yùn)維管理平臺(tái)

█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(gè)行業(yè)數(shù)千個(gè)客戶實(shí)踐中得到了廣泛的驗(yàn)證和認(rèn)可，累計(jì)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(shì)與無源光網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)優(yōu)勢(shì)集于一身，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)性能、長(zhǎng)期演進(jìn)能力和運(yùn)維能力的全面升級(jí)。它提供的不再是簡(jiǎn)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(gè)可行的選項(xiàng)，更是一個(gè)全新基準(zhǔn)?！?:16”的高收斂比通過重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，從根本上?shí)現(xiàn)了物理和管理的“極簡(jiǎn)”。而“160G”的無收斂帶寬，則為萬物互聯(lián)時(shí)代的萬兆接入提供了堅(jiān)實(shí)的性能基石。

我相信，越來越多的企業(yè)會(huì)認(rèn)識(shí)到以太彩光方案的優(yōu)越性，也會(huì)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(gè)爆炸式發(fā)展的階段，從“連接”時(shí)代大步邁向“體驗(yàn)”時(shí)代。

讓我們拭目以待！

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