在如今这个数字时代，宽带已经成为我们每个人、每个家庭的生活必需品。如果没有它，我们会坐立难安、心绪不宁。
那么，你知道宽带背后的技术原理吗？从最早期的 56k“猫”拨号，到现在的千兆城市、千兆家庭，我们的宽带技术到底经历了怎样的变革？今天这篇文章，我们就来详细了解一下 ——“宽带的故事”。
我相信很多 70 后 80 后的小伙伴，肯定见过，并且非常熟悉。没错，这就是当年我们最初接触互联网时，进行“拨号上网”的界面。那还是 20 多年前，小枣君还在上大学的时候。为了上网，我需要买一块调制解调器卡（Modem，俗称“猫”），插在电脑上。然后把宿舍仅有的一根电话线，插在“猫”上，设置完毕，才能开始拨号。
是的，你没看错，就是这么慢。当初我们整个宿舍就靠这“涓涓细流”，连到学校系统上选课。当时的心情，请大家自行体会...采用这种原始方式，一旦你拨号上网，电话就无法打通，处于“占线”状态。而且，拨号上网的费用还特别贵，和打电话一样，按照分钟计费（大约 3 毛一分钟）。速度本来就慢，眼看着钱哗哗流走，能把你急死。如果你觉得宿舍的网速慢，那么，也可以选择去网吧。最早的网吧，也是拨号上网。后来，部分网吧开始升级。在这些网吧的门口，往往会写几个大字 ——“ISDN 专线，高速冲浪”。
后来，在 ADSL 基础上，又升级出了 ADSL2、ADSL2 ，速率也一度能达到 20Mbps。再后来，又有了 VDSL、VDSL2 等一系列技术。这些技术，通常被统称为 xDSL 技术。
直到现在，国外有些地方仍然在使用 xDSL 技术。基于 VDSL2 演进出来的 G.Fast，最高理论速度竟然可以达到 1Gbps。前面我们说到，国内有的网吧使用了 ISDN 技术。其实，这个 ISDN 技术的生命周期也比较短，还没怎么搞，ADSL 技术就发展起来了。当时，有的网吧升级了 ADSL，也有的换了别的专线，例如 DDN（Digital Data Network，数字数据网）什么的，那是后话。除了 ADSL 之外，我们身边还出现了广电宽带（有线通）等上网方式。广电宽带，我相信用过的人都印象深刻。其实就是通过有线电视（CATV）的同轴电缆，提供宽带接入的一种方式。
早期的光通信技术比较弱（PDH / SDH 阶段），光纤传输信号衰减大。所以，搞的都是有源光网络（Active Optical Network，AON），需要引入外部能源（电源）对光进行加强（中继），设备更复杂，成本更高。后来，技术逐渐成熟了一些，光可以传得更远了，开始有了无源光网络（Passive OpticalNetwork，PON）。
无源光网络，分为 OLT、ODN、ONT / ONU。OLT（光线路终端）是局侧设备，ONT / ONU（光网络单元 / 终端）是用户侧设备（例如光猫）。
ODN 是光分配网（Optical Distribution Network），可以理解为 PON 的躯干。PON 的无源，主要是指的这个部分无源，会大幅降低建设和维护成本。PON 的早期阶段（80 年代末），厂商们推出的基本是窄带 PON 技术。这种技术速率很低，不超过 2Mbps。而且，因为厂商们各自为战，所以一直没有形成统一的规范和标准。1995 年，包括 BELLSOUTH、BT、France Telecom 在内的 7 家网络运营商共同发起成立了全业务接入网联盟（FSAN），希望能提出一种统一的光接入网设备标准。不久之后，1997 年，根据 FSAN 的建议，ITU-T（国际电信联盟电信标准分局）推出了 APON 技术体系，也就是 G.983.1 标准。APON，就是 ATM PON。ATM 可不是自动取款机，它是异步传输模式（Asynchronous Transfer Mode）的缩写。ATM 的本质，就是一种传输协议。老一辈通信人肯定对 ATM 很熟悉，它曾经是 IP 协议的竞争对手，一度非常流行。到了 2001 年，FSAN 和 ITU-T 对 APON 规范进行了升级修订，顺便改了个名，叫做 BPON（Broadband PON，宽带无源光网络）。之所以改名，主要是他们不希望 APON 被人误解为只能提供 ATM 业务。为了进一步提升 PON 的速率标准，2002 年，FSAN 启动了一项新的工作，对 1Gbps 以上的 PON 网络进行标准化。2003 年 3 月，在 FSAN 的建议基础上，ITU-T 颁布 G.984 标准，也就是 GPON（Gigabit-capable PON，千兆比特无源光网络）。
就在 FSAN 和 ITU-T 干得热火朝天的同时，另一家标准化组织也没闲着，也开始捣鼓 PON 技术。它就是同样大名鼎鼎的 IEEE（电气和电子工程师协会）。IEEE 是以太网（Ethernet）标准的制定者和大靠山。IEEE 在 1998 年发布了吉比特（Gigabit）以太网标准之后，就寻思着搞一个基于以太网的 PON 标准。2000 年，IEEE 成立了 EFM 工作组，正式启动相关标准化工作。EFM 工作组的全名很有趣，叫做第一英里以太网工作组（Ethernet for the First Mile），归属于制定以太网标准的 IEEE 802.3 组。2004 年 4 月，EFM 工作组大功告成，正式推出了 IEEE 802.3ah 标准，也就是 EPON（Ethernet PON，基于 Ethernet 以太网的 PON）。
后来，随着时间推移，ATM 在与 IP 的竞争中逐渐失势没落。APON（BPON）也因为成本、效率等原因被运营商们抛弃，退出了历史舞台。所以，APON（BPON）我就不多介绍了，大家也不需要了解太多。反正大家记住，当时的行业主流，就是 EPON 和 GPON。它们是不同标准组织推出的不同技术体系。两者之间并没有升级演进或替代的关系，可以算是平行发展。两者具体的技术区别，网上资料很多，大家可以另行研究。总之，EPON 和 GPON 各有优劣。简单来说，GPON 带宽更大，带的用户更多，效率更高，但实现起来也更复杂，所以成本也更高。从国内的市场份额来看，EPON 当时在中国电信被普遍采用，而 GPON 更受中国联通和中国移动的欢迎。在海外，除了日本以及少部分国家使用 EPON 之外，大部分国家和地区都是用的 GPON。大家如果有印象的话，大约 2010 年左右，电信师傅开始上门更换设备，不再使用电话线上网了。取而代之的，是接进弱电箱的一根网线。网线的内芯往往会被分开。8 根线芯，其中 2 根接 RJ11 口，连接电话；另外 6 根，接到电脑上，上网。
那时候，Wi-Fi 无线路由器也逐渐开始出现，网线可以接到无线路由器上，让更多的台式电脑、笔记本电脑上网。2008 年左右出现智能机后，手机也可以通过 Wi-Fi 上网。我们的互联网接入能力有了又一次飞跃。配合那时候开始出现的 3G / 4G，繁荣的移动互联网时代，正式开启了。刚才说的接进弱电箱的网线，其实基本上属于 FTTB（光纤到大楼）或 FTTC（光纤到路边）技术。以 FTTB 为例，来自运营商的光纤接到大楼弱电机房的 ONU，然后转换成 LAN，接到用户家中。
那一时期，还有一个时代特点：2008 年国内电信运营商第三轮重组结束后，中国移动收了中国铁通，也开始以铁通的底子为基础，大力进军家庭宽带市场。后来，联通也加入了战局。这直接导致后来家庭宽带激烈的市场竞争，宽带费用开始大幅下降。没过几年，FTTB 开始变成了 FTTH。入户的不再是网线，而是光纤。
我们有了光猫，光纤插在光猫（ONT）上，网络独享，速度变得更快，而且更稳定。
XG (S)-PON 和 10G-EPON，都是 10Gbps 级别。在用户侧，实现的速率是 1Gbps，也就是千兆。国内很多地方这些年拼命宣传的千兆城市、千兆家庭，主要是基于这两个技术。大家应该也注意到了，从 2018 年开始，我们家里的宽带，逐渐从 100M 到 200M、500M、1000M。电信师傅三天两头联系你，上门“免费”换设备。运营商也经常搞活动，办理各种 199 元、299 元的套餐，升级家里的宽带。
相比之下，Wi-Fi 的质量体验，反而是一个瓶颈。经常出现家里 100M 宽带的情况下，手机仍然“转圈圈”的现象。基于这一点，运营商提出的解决方案，是“全屋千兆”，也就是 FTTR，光纤入房间。把光纤拉到每一个房间，然后通过 Wi-Fi，实现体验改善。
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