波分单线复用笑传之Custom Combo Broadband

在现在的小区建设中，开发商往往只会提供一条从弱电井到住户弱电箱的光纤入户线（有时根据广电系的专网要求，还会额外提供一条广电专用的入户线，也是光纤的；半新不老的小区可能有同轴共存），这区区一条光纤，对于我们这些宽带症候群患者来说如鲠在喉，让多少人建家里云的梦想破灭了。

这个问题有许多传统的解决方案：最直接的当然是直接再拉一条或者换多芯的光缆，但要是不可行呢？有的尝试走邻居家的线再拉网线过来，有的冒着被偷的风险把光猫和收发器放在弱电井，有的甚至铤而走险私拉飞线（物业：我看到了但我装作没看到）。但这些方法不是太麻烦就是不够优雅，更别提可能带来的安全隐患和物业纠纷。

那么，有没有一种既合规又优雅的方式，让我们在只有一根光纤的情况下实现多线接入呢？答案是肯定的——那就是WDM。

技术回顾：波分复用技术

在深入讲解我的解决方案前，让我们先来了解一下这个听起来就很高大上的“波分复用技术”。

波分复用（WDM, Wavelength Division Multiplexing）说白了就是利用光的不同波长可以互不干扰的特性，在同一根光纤中传输多路信号。就像我们在马路上可以有多条车道一样，波分复用技术给光纤“画”出了多条“光的车道”，每个波长就是一条专用车道。

在家庭宽带领域，主要使用的PON（无源光网络）技术有几种：

• GPON/EPON：早期技术，下行使用1490nm波长，上行使用1310nm波长
• XG(S)PON/10G-EPON：下一代接入技术（Next Generation Access），下行使用1577nm波长，上行使用1270nm波长

看到这里，聪明的读者们可能已经发现了：这些技术使用的波长不同，这就为我们的复用创造了可能性。

而实际上，运营商其实早就复用起来了！他们使用的 Combo PON 技术本质上就是波分复用，允许在同一个OLT端口和同一条光纤上同时支持GPON和XG(S)PON业务。我们今天要做的，不过是借用这个原理，先把他们的信号重新拆分，再按我们自己的需求合并起来——可以说是站在巨人的肩膀上搞小发明。

那么，有哪些独立的波分复用器符合这个需求呢？一开始，我以为这是一个原理上可行但是小众的需求，因为大部分运营商部署的时候都是直接使用集成了 WDM1r 波分的 Combo PON 板卡。但是经过一番搜索，我找到了完美符合需求的一款设备——华为的WDM1r1201。

更可喜的是，这款设备算相当老的东西，有很多工程余料，所以别被淘宝的价格吓到了，闲鱼最低一张仅需￥38！（顺便一提，它还有一款给1550nm有线电视光链路的姐妹型号WDM1r2202，别买错了）

参数详解

来看一下Datasheet里的示意图，WDM1r1201有三个端口：

• GPON：GPON/EPON信号输入

• NGA（Next Generation Access）：XG(S)PON/对称10G-EPON信号输入

• COM（Common）：合成信号输出

这个小设备的工作原理非常巧妙，让我们再来看一下它的规格参数：

这张图描述的是从COM端口看过去，滤波器对不同波段的处理方式：

• NGA波段(1260-1280 & 1524-1660 nm)是“Pass Band”：当混合信号进入COM端口时，NGA波段的信号会被通过并导向NGA端口。
• GPON波段(1300-1320 & 1480-1500 nm)是“Reflector Band”：当混合信号进入COM端口时，GPON波段的信号会被反射至GPON端口。

那么，当两个不同运营商的信号通过这个设备时会不会冲突呢？

不会！这就是WDM设备的妙处：

• 当ISP1的信号（包含NGA和GPON波长）输入到NGA端口时，只有NGA波长能通过到达COM口，而GPON波长会被阻止。
• 当ISP2的信号（同样包含NGA和GPON波长）输入到GPON端口时，只有GPON波长能通过到达COM口，而NGA波长会被阻止。

这样，到达COM端口（也就是我们的入户光纤）的就是经过精确筛选的、互不干扰的两种波长信号，就像两列火车在同一条轨道上行驶却永不相撞一样神奇！

方案

基于上述技术原理，我们就可以设计一个方案，让一根光纤同时接入两个不同运营商的宽带。具体接线方案如下：

为了称呼方便，下文将使用 上行1270nm、下行1577nm波长的 XG(S)PON / 对称10G-EPON 都称为 “NGA”（Next Generation Access）。

1. 小区弱电井端设置：
   • 在小区弱电井（通信机房）中安装WDM1r1201波分复用器
   • 将运营商A（支持NGA的ISP）的线路连接到WDM的NGA端口
   • 将运营商B（支持GPON/EPON的ISP）的线路连接到WDM的GPON端口
   • 将WDM的COM端口连接到通往我们家的那条唯一的入户光纤
2. 家庭端设置：
   • 在家中弱电箱处，将入户光纤连接到一个1:2光分路器（PLC Splitter）
   • 将光分路器的两个输出端分别连接到两个不同的光猫：
     • 一个连接到支持NGA的光猫（用于运营商A的业务）
     • 一个连接到支持GPON/EPON的光猫（用于运营商B的业务）

这种设置之所以能工作，是因为每个光猫都只对特定波长的信号敏感：

• NGA光猫只会响应1577nm（下行）和1270nm（上行）波长的信号
• GPON/EPON光猫只会响应1490nm（下行）和1310nm（上行）波长的信号

即使两种信号同时存在于同一根光纤中，通过光分路器后到达两个光猫，每个光猫也只会“看到”并处理自己能理解的那个波长的信号，对其他波长的信号视而不见，因此不会产生任何干扰。

图示如下：

[运营商A NGA] ───────┐
                    │
                    ├── [WDM1r1201] ── [单根入户光纤] ── [1:2光分路器] ┬── [NGA光猫]
                    │                                                │
[运营商B GPON/EPON] ─┘                                               └── [GPON光猫]
     弱电井侧                                                            家庭弱电箱侧

限制条件

• 最多支持2个运营商，虽然理论上你可以再多接一个有线电视

• 运营商必须使用不同的PON标准

  • 一个运营商必须使用 GPON / EPON 标准

  • 另一个运营商必须使用 NGA 标准

  • 如果任一方或双方使用 Combo PON 技术也是可行的（因为 Combo PON 本身就以上两种标准的组合）

• 不兼容 10G EPON（非对称），其所使用的上行波长与GPON/EPON的上行波长相同，都是1310nm左右，会导致信号干扰。

• 需要能进入小区弱电井，你要在里面放置这个波分器（东西很小，而且是无源设备，应该没什么问题）

部署实战

运营商A：中国联通（GPON+XGPON ComboPON）

运营商B：中国电信（GPON+XGPON ComboPON）

我家所在小区的通信机房位于某一栋楼的负一层，整个小区的入户线都汇聚于此，而三大运营商的接入箱也放在这里。这种布置基本断绝了任何飞线或者重新布线的可能。

材料购买：

名称	数量	价格
WDM1r1201 波分	1	38元+10元邮费
1:2分光器	1	10元
SC-LC跳线	2	4元
SC-SC跳线	2	4元
总计		66元

弱电井侧接线：

弱电箱侧接线：

接入光衰：

拨号：

测速：

结论：圆满成功！

结语

通过这个波分复用的小魔法，我们成功地在只有一根光纤的情况下实现了双线接入。这个方案有几个明显的优势：

1. 完全合规：不需要私拉飞线或者借用邻居的线路，一切都在小区弱电井和自家弱电箱内完成。
2. 简单易行：只需一个WDM设备和一个光分路器，接线也非常直观。
3. 性能无损：由于波分复用的特性，两路信号互不干扰，各自的带宽和稳定性都不受影响。整个路程的光损耗大概在3dbm左右。只要你本来不是-25dbm以下的极限弱光（这种情况本来运营商也应该来调），都可以使用。
4. 成本低廉：相比其他解决方案，WDM设备和光分路器都是无源设备，价格非常亲民，一次投入长期受益。
5. 无需改动现有基础设施：整个方案只需在小区弱电井和家中弱电箱做简单连接，不需要更改任何墙内布线或小区基础设施。

尽管有一些限制条件，但对于大多数用户来说，这个方案已经足够实用。

在构想这个方案的过程中，我得到了 falling 大叔和神秘工友的启发和指导。其实这个方案应该许多人都想过，不过网上并没有搜到在家宽上实施并且分享出来的，所以我写了这么一篇博客，希望有同样困扰的大家能够从中受益，如果有任何问题或者想法，欢迎留言探讨~