GPON技術在小區接入中的應用分析

刁 娜

鐵通錦州分公司，遼寧 錦州 121000

1 小區接入的發展趨勢

圍樓布線、小區整體接入一直以來都是固網運營商開發終端市場的主要模式，傳統的小區接入方式主要是銅纜進入，借助雙絞線實現語音、寬帶業務。銅纜接入不僅成本高、抗干擾能力差，而且帶寬有限，很難滿足用戶日益增長的對高帶寬，高網速的業務需求。接入網的承載能力與通信業務網絡化、多樣性的發展趨勢之間，出現了日趨明顯的矛盾。近幾年各大運營商都在努力提高接入網的業務適應能力，相繼采取了“光進銅退”的接入網改造策略，尤其是對新小區的接入，只要條件允許，大都采用光纖接入。在小區接入光纖化進程中，鐵通公司采用了GPON技術，為開發高質量全業務小區提供了有力的網絡技術保障。

2 GPON技術概述

GPON（Gigabit Passive Optical Network）吉比特無源光網絡，是一種點到多點拓撲結構的光接入網技術，它采用無源光器件連接局端和遠端設備來實現全業務的透明傳輸，并且能夠在同一架構中實現語音、視頻等綜合業務的接入[1]。GPON技術是一種按消費者需求設計，由電信運營商驅動的運營商級的解決方案。

2.1 GPON技術特點

1）多業務性。在GPON標準中，可以承載以太網/IP業務、數據業務、PSTN、專用線、視頻等多項不同業務；

2）高效率、高速率。GPON技術在傳輸匯聚層效率、承載協議效率和業務適配效率等方面都有較好的高效性，其總效率也高于其它PON技術，可有效降低系統成本。下行速率高達2.488Gbit/s，上行為1.244Gbit/s，其非對稱特性能可為用戶提供足夠大的帶寬；

3）長距離接入。GPON支持的接入距離可大于20km，可以解決大規模光纖接入問題。針對FTTB開發的GPON系統，其OLT到ONU的最遠接入距離可以達到60km以上；

4）可靠性高。位于室外的光分配網中只有光纖和無源分光器，沒有任何有源設備，使得網絡具有高可靠性；

5）支持不同QoS要求的業務。GPON采用了對帶寬進行分類管理的策略，能夠傳輸各種QoS要求的業務。

此外GPON還有強大的OAM能力及很好的安全性能。

2.2 GPON的系統構成

GPON系統主要由OLT（光線路終端）、ODN（光分配網絡）、ONT/ ONU （光網絡終端/光網絡單元）組成。

OLT（Optical Line Terminal）光線路終端，通常位于局端。向上提供廣域網接口，向下對ODN提供光接口。

ODN（Optical Distribution Network）光分配網絡，位于ONU和OLT之間，全部由無源器件構成。其作用是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。

ONT/ONU（Optical Network Terminal/Optical Network Unit） 光網絡終端/光網絡單元，通常位于用戶端。ONU有光電轉換、信號轉換、信號處理等功能。

2.3 GPON在光纖接入中的應用模式

FTTX（Fiber-to-the-x）光纖接入，范圍從機房的局端設備到用戶終端設備，按照光纖到達位置的不同，分為光纖到路邊（FTTC），光纖到樓（FTTB），光纖到辦公室（FTTO），光纖到戶（FTTH）。

GPON在光纖接入中主要有以下3種應用模式：

1）GPON FTTH。FTTH（Fiber To The Home）光纖到戶，簡而言之就是光纖直接到達住戶家，ONU置于用戶家中，此時ONU稱為ONT，一個ONT僅供一個用戶使用，一般針對高端用戶或分散型商企用戶；

2）GPON FTTC。FTTC（Fiber-To-The-Curb）光纖到路邊，就是將ONU置于路邊，從ONU上出其它非光纖的傳輸介質把信號從路邊傳遞到用戶家。一個ONU終端一般由幾十戶到幾百戶共用，主要用于舊小區的改造；

3）GPON FTTB。FTTB（Fiber-To-The-Building）光纖到樓，采用光纖到樓，網線入戶的方式實現用戶的通信業務接入。ONU通常置于樓道內，一般幾戶到十幾戶共用一個ONU終端，也能提供較大接入帶寬。主要面向用戶集中的新建小區或中高端居民區。

3 GPON小區接入實例分析

考慮接入網改造成本，目前大多數運營商主要是采用GPON技術對新開發的小區及樓盤實現光纖接入。鐵通錦州分公司對新小區的GPON接入主要是選用GPON FTTB模式，一是用戶密集，樓內多家住戶可共用一個ONU，提高了終端設備的利用率，降低設備成本，二是在控制成本的前提下，最大限度的縮短了五類線的傳輸距離，三是這種接入模式下，用戶端一樣可以實現百兆帶寬。在目前GPON設備成本較高的大環境下，GPON FTTB模式無疑是運營商在小區接入中實現投入產出最大化的上佳選擇。

鐵通錦州分公司于2010年采用GPON FTTB模式接入了商專興業金典小區。商專興業金典小區共有住戶340戶，20個單元，鐵通公司采用點到多點的組網方式實現小區的光纖接入。

3.1 商專興業金典小區組網描述

在商專興業金典小區組網中，OLT置于距小區最近的局端機房，作為用戶業務的收斂及分發。OLT網絡側與IP城域網及PSTN網絡相聯，接入側通過GPON接口單光纖連接2個分光器，2個分光器用戶側各接出10支單光纖與部署在小區各單元樓內的ONU設備相聯。ONU部署在各單元樓樓道分線盒內，根據各單元樓實際住戶數量的不同，分別選用8、16、24路接口ONU供樓內住戶共用，每個OUN上的用戶共用百兆帶寬。ONU上有寬帶、語音兩類接口，ONU下采用五類線直接入戶，其中6芯用作網絡連接，2芯用作語音業務。用戶的PC終端采用PPPOE方式上網，公司通過對用戶端口的數據配置，可將用戶帶寬限制到百兆以下任何數值，并可實現用戶端上、下行帶寬一致。

3.2 以GPON技術實現小區接入的優勢

商專興業金典小區選用GPON FTTB模式實現小區光纖接入，體現出的優勢大致有以下幾點：

1）可實現高帶寬接入。傳統的銅纜接入，雙絞線入戶的傳輸模式，普通住戶可實際享受到的上網帶寬通常不超過8M。而以GPON技術接入，通過端口數據配置，住戶最高可獲得接近百兆的超高接入帶寬，完全可以滿足小區用戶對帶寬及速率的需求；

2）業務拓展性強。由于GPON技術自身的特點，使其可承載多種協議和技術，支持視頻、數據等高帶寬業務，為鐵通公司日后其它寬帶新業務的推廣提供了有力的網絡保障；

3）穩定性高。避免了傳統接入技術信噪比過低，導致用戶端出現實際使用帶寬低于設備開通帶寬的現象。同時GPON的技術特性也確保了語音通話質量；

4）系統成本相對較低。點到多點的組網模式，加之GPON技術的單纖傳輸、高效率性、高分路比等特性，相對降低了項目的建設成本；

5）故障隱患少，降低了維護成本。由于室外沒有任何有源設備，GPON的無源特性將環境對線路的影響降到了最低。無論是線路質量還是網絡承載能力都遠好于銅纜接入技術。用戶端五類線直接入戶，無需運營商提供任何終端設備，免去了用戶端設備的維護工作，大大節省了維護的人力、物力投入，降低了維護工作量。

目前在小區實際接入中，ONU設備的供電保障一直是工程中最為頭痛的棘手問題。現在ONU大多采用市電接入，一旦出現緊急停電狀況，用戶的語音業務就將中斷。目前雖有室外ONU小功率UPS方案或遠距離直流供電方案，但在實際工程中由于受到樓內空間限制或成本限制，實施起來都不理想。GPON接入技術中OUN設備的不間斷供電保障問題，還有待在實踐中不斷摸索，探尋一種最為有效且操作性強的解決方案。

此外，室外型ONU設備的長期供電費用，也是運營商較為頭痛的成本支出。但隨著GPON設備市場需求量的不斷擴大，其成本勢必會大幅下降，屆時在小區光纖接入工程中，GPON FTTH接入模式的性價比或許會高于GPON FTTB接入模式。

4 結論

現階段住宅小區的通信業務需求相對有限，普通住戶還是以語音和互聯網接入為主。因此，GPON技術在現階段小區接入中較為明顯、直觀的優勢就是高帶寬、高速率、高穩定性及良好的網絡承載質量。但隨著光纖化的普及，接入網改造的深入，通信服務內容的日益豐富，GPON接入技術在多業務承載能力、信息安全保障及業務管理和運營商級的網絡監測能力等方面的優勢，也必將逐漸顯現出來。GPON技術在小區接入中的應用，不僅可以實現接入工程的高性價比，更為運營商的市場拓展，提供了延展性極強的網絡技術保障。

[1]郎為民，郭東生.EPON/GPON從原理到實踐[M].人民郵電出版社，2010.

[2]王勇.GPON的應用探究[J].通信與信息技術，2010，4.

[3]李景峰.GPON技術及其在本地接入網中的應用[J].中國高新技術企業，2010，15.