探索GPON技術(shù)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用

王玉峰

摘要：隨著通信技術(shù)的高速發(fā)展，無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（PON）有效的突破了點(diǎn)到點(diǎn)的傳統(tǒng)解決辦法，解決了寬帶接入問題，得到了廣泛的應(yīng)用，GPON技術(shù)正是一種基于ITU-TG.984.x標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展而來的新一代寬帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)。本文詳細(xì)的介紹了GPON系統(tǒng)的組成原理和技術(shù)特點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)有接入網(wǎng)應(yīng)用，歸納分析了GPON技術(shù)的四種應(yīng)用模式，分別是FTTB、FTTB+LAN、FTTB+xDSL和FTTH。

關(guān)鍵詞：接入網(wǎng)，無源光網(wǎng)絡(luò)，GPON，F(xiàn)TTx

1 引言

隨著我國通信技術(shù)的快速發(fā)展，無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（PON）有效解決了寬帶接入問題，突破了點(diǎn)到點(diǎn)的傳統(tǒng)解決辦法，不僅經(jīng)濟(jì)實(shí)用，而且在未來能夠面向多種業(yè)務(wù)的用戶，在光接入網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域中具有廣闊的發(fā)展空間。GPON技術(shù)是一種以ITU-TG.984.x為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展而來的新一代寬帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，它不僅擁有極高的工作效率，高帶寬，覆蓋面積廣泛以及豐富的用戶接口等多種優(yōu)點(diǎn)，而且能夠向廣大用戶提供三網(wǎng)合一的接入任務(wù)，即為用戶提供安全可靠、優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)據(jù)、語音、視頻三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)[1]。

2 GPON系統(tǒng)組成及其特點(diǎn)

2.1 GPON系統(tǒng)組成

GPON系統(tǒng)主要有三大部分構(gòu)成，分別是光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）、光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）、光分配網(wǎng)絡(luò)（OLT），而光分配網(wǎng)絡(luò)又由光纖線路和光分路器等構(gòu)成[2]。三個(gè)部分各負(fù)其責(zé)，其中，光網(wǎng)絡(luò)單元位于樓內(nèi)機(jī)房或者小區(qū)的機(jī)房中，作用是為接入網(wǎng)提供用戶側(cè)的接口，采用GE光口經(jīng)光分配網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)到光分配網(wǎng)絡(luò)，作用是為接入網(wǎng)提供用戶側(cè)的接口；光線路終端負(fù)責(zé)位于業(yè)務(wù)接入的中心節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)向接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)和城域網(wǎng)之間的接入口，采用多個(gè)GE/FE接口連接多個(gè)不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

2.2 GPON技術(shù)特點(diǎn)

GPON具有極高的傳輸效率和高帶寬，上行速率1.244Gbit/s，下行速率可以高達(dá)2.488Gbit/s，能夠?yàn)檫\(yùn)營商在未來業(yè)務(wù)的接入帶寬提供可靠保證。利用GEM的封裝方式時(shí)，GPON的綜合傳輸效率可以93%以上[3]。

為了節(jié)約運(yùn)營商在處理故障和維護(hù)中的成本，特別在接入網(wǎng)層面中設(shè)置了一個(gè)統(tǒng)一的接入平臺。

GPON是以電信級的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，不僅能夠?yàn)椴煌N類的業(yè)務(wù)提供質(zhì)量保證，而且也對設(shè)備的操作性制定了詳細(xì)要求。同時(shí)，它還制定了對接入網(wǎng)層面上的保護(hù)機(jī)制以及充分完善的OAM功能，光纖自動倒換時(shí)間不超過50ms。

GPON采用的是單纖接入技術(shù)，利用單根光纖就能夠滿足用戶需求，為運(yùn)營商在接入層饋線端節(jié)省了大量的光纖資源。

網(wǎng)絡(luò)具有良好的安全可靠性。由于在室外的光分配網(wǎng)中設(shè)置了無源分光器和性能穩(wěn)定、只具有物理介質(zhì)特征的光纖，不存在任何有源設(shè)備，使網(wǎng)絡(luò)安全得到充分保護(hù)。

支持更遠(yuǎn)的接入距離。GPON系統(tǒng)是針對FTTB特別開發(fā)的，其光分配網(wǎng)絡(luò)到光網(wǎng)絡(luò)單元的最遠(yuǎn)接入距離能夠達(dá)到60km以上。

3 GPON在FTTx中的應(yīng)用模式

3.1 FTTB應(yīng)用模式

當(dāng)前，寬帶光接入網(wǎng)的一個(gè)主要類型就是光纖到樓宇。由于FTTB網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在光分配網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)需要電力支持，從目前的形式看，多采用本地供電的方式，少數(shù)地方也出現(xiàn)了區(qū)域集中供電或者使用遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)。同時(shí)，在多住宅單元提供了數(shù)量較多的VOIP語音接入業(yè)務(wù)，對于這種情況，還要對備用電源做好詳細(xì)的解決方案。目前，被廣泛認(rèn)可和使用的方案有樓道應(yīng)急電、交流UPS以及一次電源加蓄電池等解決方案。

在FTTB網(wǎng)絡(luò)中，光網(wǎng)絡(luò)單元布設(shè)到DP，無形中增加了光網(wǎng)絡(luò)單元的數(shù)量，加之單個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元能夠接入的用戶數(shù)量并不多，因此，在對光纖傳輸技術(shù)進(jìn)行選擇時(shí)，首先考慮不僅能夠支持?jǐn)?shù)量較多的光網(wǎng)絡(luò)單元，而且能夠節(jié)約光纖資源的傳輸技術(shù)。對當(dāng)先現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行綜合考評和選擇，GPON技術(shù)是最佳選擇。應(yīng)用模式具有很多種，下面進(jìn)行詳細(xì)分析：

3.2 FTTB+LAN的應(yīng)用模式

這種應(yīng)用模式的實(shí)現(xiàn)方式為在樓道或者樓層中布設(shè)光纖端接點(diǎn)，ONU負(fù)責(zé)提供多個(gè)入網(wǎng)接口，也有ONU終結(jié)光信號。需要注意的是，入網(wǎng)五類線在距離上有所限制，必須保證ONU到達(dá)最終用戶的走線距離不得長于100m時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。

3.3 FTTB+xDSL的應(yīng)用模式

此種模式的實(shí)現(xiàn)方式為在樓道或者樓層中布設(shè)光纖端接點(diǎn)，用戶側(cè)使用xDSL接口以雙絞線進(jìn)入用戶，小型DSLAM設(shè)備網(wǎng)絡(luò)側(cè)使用GPON上聯(lián)口。這種應(yīng)用模式使雙絞線資源得到了充分利用，借助相對成熟的ADSL2+、VDSL技術(shù)，使現(xiàn)有的線路得到了有效利用，節(jié)省資源，同時(shí)，提供了中小容量的DSL MDU，設(shè)有適合在室外惡劣環(huán)境中使用的一體化機(jī)柜。

3.4 FTTH應(yīng)用模式

FTTH應(yīng)用模式就是光纖到家庭用戶模式，目的就是將光纖引入到單個(gè)家庭用戶中，實(shí)現(xiàn)方式是通過光纖傳輸媒介連接到通信局端和家庭住宅。FTTH在具體的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成中，F(xiàn)TTH和光分配網(wǎng)絡(luò)的連接、FTTH和光網(wǎng)絡(luò)單位之間的連接方式使用的全程光纖方式，在居民用戶家中鋪設(shè)ONU光節(jié)點(diǎn)，這時(shí)，ONU被稱作ONT，將ONT接口連接直接提供到居民的家庭網(wǎng)絡(luò)中[4]。

不管是多層小區(qū)還是別墅區(qū)，只要是FTTH網(wǎng)絡(luò)，ONU全部都是在用戶家中放置的，使用無源的光分配網(wǎng)絡(luò)來連接光分配網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)單元。同時(shí)，在FTTH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，需要在ONU點(diǎn)提供供電，可以采用UPS供電也可以使用家庭直接供電。在GPON系統(tǒng)中，光纖和光分路器是系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，OLT設(shè)置的位置相對來講比較靈活，不僅可以設(shè)置在小區(qū)機(jī)房中，而且也可以設(shè)置在遠(yuǎn)端的端局機(jī)房中，可以根據(jù)現(xiàn)場的具體情況進(jìn)行鋪設(shè)。

ONU和OLT側(cè)都設(shè)置了高速接入的數(shù)據(jù)接口，為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展提供了良好的接入途徑。由于ONU的入網(wǎng)接口為用戶的寬帶上網(wǎng)提供接入服務(wù)，為了和現(xiàn)有的用戶管理方式保持一致，同時(shí)也考慮了現(xiàn)階段寬帶中的應(yīng)用實(shí)際，BRAS依然承擔(dān)著用戶管理和認(rèn)證工作。對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入，采用恰當(dāng)?shù)腝S策略依然是最需要考慮的，每個(gè)業(yè)務(wù)都有自己的需求和特點(diǎn)，需要提供適合本業(yè)務(wù)需要的QS保證，進(jìn)而為不同的業(yè)務(wù)提供適合本業(yè)務(wù)發(fā)展的業(yè)務(wù)質(zhì)量和帶寬保證。

對于社區(qū)信息化場合而言，F(xiàn)TTH模式是最佳選擇。GPON的光接入平臺建立在高帶寬接入的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)普通小區(qū)、高檔小區(qū)以及別墅小區(qū)的具體消費(fèi)需求，分層次的為用戶提供一步到位的FTTH。接入業(yè)務(wù)能夠滿足家庭永華對局域網(wǎng)、有線方式、無線方式以及廣域網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)的接入需求，同時(shí)還提供種類豐富的接入業(yè)務(wù)，包括寬帶上網(wǎng)、語音家庭、數(shù)字家庭、CATV視頻業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù)。

4 結(jié)束語

GPON技術(shù)在接入網(wǎng)層面上提供了一個(gè)統(tǒng)一的接入平臺，不僅能夠滿足當(dāng)前FTTx的大部分業(yè)務(wù)需求，而且也節(jié)省了運(yùn)營商的故障處理成本和維護(hù)成本。運(yùn)營商FTTx的應(yīng)用具有雙纖保護(hù)、覆蓋面積光、帶寬高等優(yōu)點(diǎn)，加之光分配網(wǎng)都處于室外，并且沒有有源設(shè)備，只有無源分光器和物理介質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定的光纖，為網(wǎng)絡(luò)提供了安全保證。

參考文獻(xiàn)

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[3] 邱國鋒. GPON技術(shù)——后網(wǎng)絡(luò)智能化時(shí)代的核心[J]. 科技信息. 2010（31）

[4] 孫剛. 基于GPON技術(shù)及應(yīng)用模式探討[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2011（18）