哈喽，大家好，我又来了。这篇是我早前微信公众号上的文章。因为最近开了个“网工手艺-居家网络”专栏，现我将该文章重新整理到知乎平台上来。本文主要介绍你的的网络线路是怎么与运营商机房连接起来，当前最流行的“拉线”技术为GPON。

生活是具体的，最近我找个具体生活的切入点，来聊聊你家的宽带是怎么连到互联网大网的。本文老少咸宜，阅读完本文，你将对当前家庭宽带主流接入方式和这种方式的巧妙之处有所了解。于是，你日常可以在家轻轻地打开弱电箱柜门，然后开始向你家人、朋友介绍（嘚瑟）这是光猫，它干嘛干嘛，它怎么连怎么连……也许如此这般以后他们会更爱你哦。

〇、参考说明

• 本专栏目录：《网络工程师的居家网络之路》（分支目录）
• 总目录入口：【网工手艺】专栏入口（总目录）
• 公众号原文：你家的宽带是怎么连到互联网的？（GPON接入网）
• 我出版的书，现在五折半价活动，还望支持！

一、居家网络概述

长假在家的你我，或多或少会看点春晚奥运世界杯、为女足女篮女排喝彩；或多或少会电话视频拉拉亲情友情；或多或少会在线娱乐游戏购物。你有没有发现？这些需求，我们现在拉一条宽带就可以满足使用了。早前的有线电视、电话、互联网等在某种意义上说已悄悄地完成了“三网融合”。随着网络的不断演进，线缆资源丰富，系统容量提升，稳定性增强；此外还有诸如编解码、调制、内容分发调度、加密、动静态资源分离、协议硬件转换、资源复用共享……，众多技术叠加在一起，编织出如今既满足日常使用又普遍实惠的家庭宽带产品。

但话说回来，再再再牛的技术也需要有好的商业模式加持后落地应用，被广泛使用起来，才有价值，否则在天上短期持续被吹牛，随后很快就被人们遗忘了。目前最流行的最广泛使用的家庭宽带接入技术，GPON（Gigabit Passive Optical Network），即无源光网络，也是本篇介绍的重点。

二、家宽接入简史

2.1 窄带拨号（20世纪90年代到21世纪初）

早期“嘀…嗡嗡，嘀…嗡嗡”电话线窄带拨号，上网就不能打电话。大家可以在B站关键词“窄带拨号连接声”搜一搜，怀旧一下。

我突然想起这么一首歌，那真是通过电话线在敲打通往世界的窗啊。

• 是谁在敲打我窗，是谁在撩动琴弦？
• 那一段被遗忘的时光，渐渐地回升出我心坎。
• 是谁在敲打我窗，是谁在撩动琴弦？
• 记忆中那欢乐的情景，慢慢地浮现在我的脑海。

拨号上网有点“古老”了，其底层技术我就不提了。那时候上网很贵，用16300上网卡配合200电话卡一起使用，会便宜不少，但还是超级贵。年轻小朋友可能不知道我在讲啥。网站内容主要以文字、简单图片为载体，那时候论坛BBS比较火。

2.2 ADSL（21世纪初）

后来就有了大家耳熟能详的ADSL了，因为这个设备叫model，家里有只“猫”就从这个时候开始。猫有分线功能，于是大家可以在上网的同时拨打电话。非对称数字用户线路（ADSL，Asymmetric Digital Subscriber Line）是数字用户线路（xDSL，Digital Subscriber Line）服务中最流行的一种。此时这种已经被叫成“ADSL宽带上网”了，请自行搜索浏览复古怀旧。

2.3 GPON/EPON（2010前后至今）

再往后，慢慢就有光纤入楼入户方式了，它与ADSL长期共存缓慢演进。有个词——“光进铜退”，想必大家很长一段时间里，在新闻或者广告啥的都有听过吧？“铜”指的就是上面的电话线（电话线里面是铜丝，不信你可以找条拆一下看看），“光”指的就是光纤，玻璃纤维。

网络演进过程和人类其它历史都是类似的，有反复，反反复复，曲折盘根，有支线衍生，如EPON，GPON，又如光纤到楼（FTTB）、光纤到户（FTTH）等。“光进铜退”4个字则很好地概括了网络接入演进主线。与此同时，原先的猫也升级为光猫（ONU）啦。如今，要专门找一条电话线ADSL家庭宽带已很难很难了。GPON、10GPON已成主流，后续如何发展，咱们拭目以待。

打开弱电箱门，你会看到有个设备，连着一根类似这样的东西，这就是FTTH的入户光纤。一般入户线是黑色或者白色的，有点硬，叫蝶形皮缆，然后装维师傅上门熔接一条黄线蓝头的尾纤，插入光猫。这条线一定要保护好，不要折到，折到比较麻烦，需要重新熔纤。

三、GPON是啥技术？

3.1 技术特点

GPON（Gigabit Passive Optical Network），即无源光网络。该技术主要解决的是城域接入场景，即在一定范围内联网需求，如你家拉一条家庭宽带。当然，有些大型园区网可能也会用到。目前10GPON也开始主流起来了，多个“10”表示表示速度快点，容量高点，更牛的意思，本质还那个。

前面说了，再牛的技术也需要有好的商业模式加持后落地应用，被广泛使用起来，才有价值。那么GPON有什么特殊技能能让它迅速支撑起“提速降费，互联网惠及千家万户”的商业模式呢？我把我多年运维学习和观察梳理，其厉害之处如下：

无源，即不用电。现在最主流的光纤到户（FTTH）方式可以从运营商机房到用户家几公里甚至十几公里范围内，全程不用电不用电不用电。我觉得GPON凭借这点完胜了其它接入技术。对于整张网络路边户外楼道间等到处取电做中继传输，这任务布电量多大？协调多难？总电费多贵？还有电安全隐患。无源，瞬间不用考虑用电的事情，岂不美哉！

省光缆，容量大。通过一级二级甚至三级分光器一个PON口可以接入几十上百户。下图是我自己画的哈，不是很美观，但版权所有哦哈！假设本来从机房拉线到你家，我家，他家，那多贵啊？要挖路过河上桥下穿涵洞上蹿楼道弱电井的放缆操作，而且不止你我他，是你我他他他他他……。现在GPON技术可以拉一条线过一级分光器、过二级分光器，此后再拉线到你家，到我家，到他家，是不是感觉造价低了些呢？

更厉害的是，一个OLT有很多个口，理论上一个口到一级分光器后可以带64个二级分光器，而一个二级分光器也可以带64个三级分光器，一个三级分光器还可以带64个用户。也就是这么一个PON口，可以理论上可以接64*64*64=262144户，是不是很可怕？所以说容量极高。还有还有技术理论还在继续发展，不过实际上并没有用得这么饱和，一级用1:16，二级用个1:16，两级就可以接16*16=256户了，已经挺可观了，实际场景可以用1:8的分光器即可。从你我他家到机房这个过程有个术语，叫“业务收敛”。

此外，GPON还有很多很多的过“人”之处。诸如，带宽高，带宽控制灵活，精细化带宽管理，业务间严格隔离加密等。就像卖菜，可以一车一车卖，也可以一筐一筐卖，还可以一棵一棵卖，做成榨菜了还可以一叶一叶卖，丰俭由人。业务粒度细化后，产品线就宽广了很多，如电话，直播，金融游戏等，无论业务要求低延时高速率，还是要求吞吐量大低误码，均可以适配。

3.2 硬件示例

OLT设备大概长这么个样子，这是一台华为MA5680T设备，图上数量最多的口就是PON口。

3.3 官网信息

如果您还有兴趣，可以到ITU-T国际电信联盟等网站逛逛。

• 【组织官网】Transmission systems and media, digital systems and networks (itu.int)
• 【知乎问答】在哪里可以找到解释无源光网络技术工作原理的培训(在线/课堂/书籍)？

四、GPON接入网连哪？

好了，GPON接入网往上，就是城域网了，就是一层层的路由器了，这就回到了传统IP领域了。这里我以普通FTTH家宽为例，画图串讲一下，如高级点的专线可能用别的开通方式，本文不涉及。下图为简化版本，省略了一些冗余保护的内容。一般还会有双机热备，双路由保护等措施来让网络更加稳定，业务不那么容易掉线。稍微说一下，图中有一设备叫汇聚交换机，现在城区的基本已没有了，OLT直连BRAS，郊区或者人口稀少的地方可能还会有。

五、本文总结

我想，牛技术配合优秀商业模式与政策导向，铺网的总体投产成本会大幅下降，因而我们民众就更容易享受到廉价而优质的宽带服务。当然啊，投入还是很高的，接入网涉及到的放缆布线等配套工作，国家企业建设者都投入巨大的资源和精力。这也仅仅是接入网而已，还有核心网、内容网、支撑网等，有机会我们再大话交流一番。

我读过的书、用过的物（持续更新）

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发布2022年02月于广东汕头

更新2023年02月于广东汕头