前言
信息技术和网络的发展缩短了人与人之间的距离,使人们越来越离不开网络。众所周知,主要由OLT、ODN和ONU组成的PON(无源光网络)技术日趋成熟,迄今为止已得到广泛应用。ONU通常放置在用户家中,并随着用户需求的多样化而有所不同。说到ONU的类型,HGU ONU和SFU ONU总是映入我们眼帘,但很少有人能说出它们之间的区别。SFU ONU和HGU ONU究竟是什么?你将在本文接下来的内容中找到答案。
1. PON系统
首先,有必要了解作为ONU关键部分的PON。PON(无源光网络)是一种单纤双向光接入网,具有点到多点(P2MP)结构,采用典型的树型拓扑。由OLT(光线路终端)、ONU(光网络单元)和提供传输通道的ODN(光分配网络)组成的系统,就是我们所说的PON系统。
在下行方向(OLT到ONU),OLT发送的信号通过ODN到达每个ONU。而在上行方向(从ONU到OLT),ONU发送的信号只到达OLT,而不会到达其他ONU。为避免数据冲突、提高网络效率,上行方向采用TDMA方式,对各ONU的数据传输进行管理。ODN在OLT和ONU之间提供光通道。PON的结构如图1.1所示。

图1.1 PON结构参考图
2.什么是ONU?
ONU属于PON技术的终端设备,在PON系统中发挥着重要作用。ONU位于ODN和用户设备之间,提供光接口和电接口,实现各种光电信号的处理、维护和管理。目前有用户侧ONU设备,也称为光猫,直接安装在家中。
ONU的内部由核心层、业务层和公共层组成。核心层提供复用和光接口;业务层主要指用户端口,公共层保证供电和维护管理。ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。通常,带有光接收机、上行光发射机和多个桥接放大器的设备称为光节点。PON连接到OLT,OLT通过单根光纤连接到ONU。ONU可以接入各种用户终端,如机顶盒、无线路由器、电视等,并承担光电转换、维护和监控功能。
3.ONU的分类与应用
根据应用场景,ONU可分为六种类型,即SFU(单用户单元)ONU、HGU(家庭网关单元)ONU、MDU(多住户单元)ONU、SBU(单企业单元)ONU、MTU(多租户单元)ONU和CBU(蜂窝回传单元)ONU。然而,在实际应用中,终端用户仅使用SFU(单用户单元)ONU和HGU(家庭网关单元)ONU。
下文将对这两种类型的ONU进行介绍。
(1)HGU(家庭网关单元)ONU
HGU ONU以虚拟以太网接口点(VEIP)作为数据面中OMCI管理域与非OMCI管理域(TR069、SNMP等)的分界点。ME仅通过OMCI实现管理。非OMCI管理域只能管理VEIP下的所有业务和功能模块。每个HGU中只允许有一个VEIP。ONU在上传MIB时,根据设备类型上报VEIP或PPTP(物理路径终结点),而HGU只能使用并上报VEIP而非PPTP。OLT将根据ONU能力中ONU类型的归属来判断ONU设备的类型。图3.1展示了HGU ONU的业务流程。

图3.1 HGU ONU业务流程
HGU ONU是一种以上行接口为PON的家庭网关,专为单用户单元设计,与SFU ONU类似。与SFU ONU相比,HGU ONU集成了ONU和RG的功能,以实现更复杂的控制和管理,并提供以太网/IP业务、VoIP业务以及可选的CATV业务。HGU ONU具有以太网接口和POTS接口,还可选配WLAN接口、USB接口和CATV射频接口。此外,HGU ONU支持TR-069远程管理以及EMS对PON接口相关物理层和链路层的本地和远程管理,主要应用于FTTH场景。
按照ONU业务流程和接口数量的差异分类,HGU ONU具有表3-1所示的两种具体形式。
表3-1 HGU ONU的具体形式
| 编号 | 接口类型 | 以太网端口数量 | POTS端口数量 | WLAN端口数量 | USB端口数量 | CATV射频端口 |
| HGU-1A | 1G | 4 FE | 2(或1) | 1(或2) | 1 | optional |
| HGU-1B | 10G/1G | 4 GE 或 FE | 2(或1) | 1(或2) | 1 | optional |
| HGU-2A | 1G | 4(或 2)FE | 2(或1) | 0 | 0 | optional |
| HGU-2B | 10G/1G | 4(或 2)GE 或 FE | 2(或1) | 0 | 0 | optional |
注意:
PPTP 是指 OLT 将 VLAN 数据直接发送到 ONU 的各个物理接口,固定了数据流的整个处理过程。VEIP 则将 ONU 的总接口虚拟化。OLT 与 ONU 通过 VEI 进行数据对接。VEIP 下的业务由 ONU 通过其配置进行管理。简而言之,PPTP 是 LAN 口,而 VEIP 是 HGU 中的虚拟 WAN 口。
(2)SFU(单家庭单元)ONU
SFU ONU仅支持OMCI管理域。SFU使用并上报的是PPTP,而VEIP不可用。OMCI配置数据流的处理方式与RG流不同。对于OMCI数据流,WAN侧的GEM端口与LAN侧的UNI端口之间是一对一映射。所有数据包均可直接通过,无需进行MAC地址学习或转发。OMCI中不允许使用无线接口。图3.2展示了SFU ONU的业务流程。

图3.2 SFU ONU业务流程
从应用和ONU容量的角度来看,SFU ONU专为具有宽带接入终端功能的单家庭单元设计,不具备更复杂的家庭网关功能。SFU ONU主要用于FTTH场景,具有1个或4个以太网接口,可用于以太网/IP业务、可选VoIP业务(内置IAD)或CATV业务。
根据表3-2所示ONU的业务流程和接口数量的差异,SFU ONU有三种具体形式。
表3-2 SFU ONU的具体形式
编号 | 接口类型 | 以太网端口数量 | POTS端口数量 | CATV射频端口 |
| SFU-1A | 1G | 1个GE或FE | 0 | optional |
| SFU-1B | 10G/1G | 1个GE或FE | 0 | optional |
| SFU-2A | 1G | 4 FE | 0 | optional |
| SFU-2B | 10G/1G | 4 GE 或 FE | 0 | optional |
| SFU-3 | 1G | 4 FE | 2 | optional |
注意:如果不包含TDM服务,SFU适合商业客户。
SFU ONU工作在桥接模式(ISO模型第二层),支持多种VLAN功能,其以太网端口可通过OMCI/OAM由OLT配置和管理。结合家庭网关,SFU ONU擅长提供强大的业务能力。然而,SFU ONU不具备三层路由功能和WAN连接配置。C-Data的单端口1GE ONU是个例外,因为它具有三层路由、静态路由、PPPoE、DHCP功能等。
(3)HGU ONU与SFU ONU的功能差异
| SFU ONU | HGU ONU | |
| PON类型 | EPON / GPON | EPON / GPON |
| EPON/GPON 标准 | IEEE 802.3/802.3ah ITU-TG.984.x | IEEE 802.3/802.3ah ITU-TG.984.x |
| 桥接/路由 | 桥接/L2 | 桥接/L2 和路由/L3 |
| WAN 配置 | 不支持 | 支持 |
| TR069功能 | 不支持 | 支持 |
| OLT配置其以太网端口 | 支持 | 不支持 |
| NAT功能 | 不支持 | 支持 |
| 端口转发功能 | 不支持 | 支持 |
| 环路检测功能 | 支持 | 不支持 |
| DHCP服务器 | 不支持 | 支持 |
| 无线WIFI | 不支持 | 支持 |
4. C-DATA SFU/HGU ONU
| 编号 | ONU形态 | ONU型号 | SFU/HGU |
| 1 | EPON & GPON & XPON 1GE / 1GE + CATV | FD511G & FD701G 系列 | SFU ONU(带路由功能) |
| 2 | EPON & GPON & XPON 1GE + Wi-Fi / 1GE + 1FE + Wi-Fi / 4GE + 2 pots + Wi-Fi (AC) | FD511GW & FD512XW & FD702XW & FD604GW & FD804GW 系列 | HGU ONU |
| 3 | EPON & GPON & XPON 1GE + 3FE / 1GE + 3FE + CATV / 4GE | FD50X & FD704X & FD504G 系列 | SFU ONU(无路由功能) |
5.结论
SFU ONU和HGU ONU各有优缺点。事实上,ONU的主要作用是为终端用户提供带宽接入,在接入网的“最后一英里”中发挥着至关重要的作用,使终端用户能够更好地享受网络。因此,选择合适的ONU应取决于您的网络环境。
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