探索GPON技術在接入網中的應用

王玉峰

摘要：隨著通信技術的高速發展，無源光網絡技術（PON）有效的突破了點到點的傳統解決辦法，解決了寬帶接入問題，得到了廣泛的應用，GPON技術正是一種基于ITU-TG.984.x標準發展而來的新一代寬帶無源光綜合接入標準。本文詳細的介紹了GPON系統的組成原理和技術特點，同時根據現有接入網應用，歸納分析了GPON技術的四種應用模式，分別是FTTB、FTTB+LAN、FTTB+xDSL和FTTH。

關鍵詞：接入網，無源光網絡，GPON，FTTx

1 引言

隨著我國通信技術的快速發展，無源光網絡技術（PON）有效解決了寬帶接入問題，突破了點到點的傳統解決辦法，不僅經濟實用，而且在未來能夠面向多種業務的用戶，在光接入網技術領域中具有廣闊的發展空間。GPON技術是一種以ITU-TG.984.x為標準發展而來的新一代寬帶無源光綜合接入標準，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點，而且能夠向廣大用戶提供三網合一的接入任務，即為用戶提供安全可靠、優質高效的數據、語音、視頻三網合一業務[1]。

2 GPON系統組成及其特點

2.1 GPON系統組成

GPON系統主要有三大部分構成，分別是光分配網絡（ODN）、光網絡單元（ONU）、光分配網絡（OLT），而光分配網絡又由光纖線路和光分路器等構成[2]。三個部分各負其責，其中，光網絡單元位于樓內機房或者小區的機房中，作用是為接入網提供用戶側的接口，采用GE光口經光分配網絡上聯到光分配網絡，作用是為接入網提供用戶側的接口；光線路終端負責位于業務接入的中心節點，負責向接入網提供網絡側和城域網之間的接入口，采用多個GE/FE接口連接多個不同的業務網絡。

2.2 GPON技術特點

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2.488Gbit/s，能夠為運營商在未來業務的接入帶寬提供可靠保證。利用GEM的封裝方式時，GPON的綜合傳輸效率可以93%以上[3]。

為了節約運營商在處理故障和維護中的成本，特別在接入網層面中設置了一個統一的接入平臺。

GPON是以電信級的技術標準進行設計的，不僅能夠為不同種類的業務提供質量保證，而且也對設備的操作性制定了詳細要求。同時，它還制定了對接入網層面上的保護機制以及充分完善的OAM功能，光纖自動倒換時間不超過50ms。

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

網絡具有良好的安全可靠性。由于在室外的光分配網中設置了無源分光器和性能穩定、只具有物理介質特征的光纖，不存在任何有源設備，使網絡安全得到充分保護。

支持更遠的接入距離。GPON系統是針對FTTB特別開發的，其光分配網絡到光網絡單元的最遠接入距離能夠達到60km以上。

3 GPON在FTTx中的應用模式

3.1 FTTB應用模式

當前，寬帶光接入網的一個主要類型就是光纖到樓宇。由于FTTB網絡結構在光分配網絡點需要電力支持，從目前的形式看，多采用本地供電的方式，少數地方也出現了區域集中供電或者使用遠程供電系統。同時，在多住宅單元提供了數量較多的VOIP語音接入業務，對于這種情況，還要對備用電源做好詳細的解決方案。目前，被廣泛認可和使用的方案有樓道應急電、交流UPS以及一次電源加蓄電池等解決方案。

在FTTB網絡中，光網絡單元布設到DP，無形中增加了光網絡單元的數量，加之單個光網絡單元能夠接入的用戶數量并不多，因此，在對光纖傳輸技術進行選擇時，首先考慮不僅能夠支持數量較多的光網絡單元，而且能夠節約光纖資源的傳輸技術。對當先現有的技術進行綜合考評和選擇，GPON技術是最佳選擇。應用模式具有很多種，下面進行詳細分析：

3.2 FTTB+LAN的應用模式

這種應用模式的實現方式為在樓道或者樓層中布設光纖端接點，ONU負責提供多個入網接口，也有ONU終結光信號。需要注意的是，入網五類線在距離上有所限制，必須保證ONU到達最終用戶的走線距離不得長于100m時才能實現。

3.3 FTTB+xDSL的應用模式

此種模式的實現方式為在樓道或者樓層中布設光纖端接點，用戶側使用xDSL接口以雙絞線進入用戶，小型DSLAM設備網絡側使用GPON上聯口。這種應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，使現有的線路得到了有效利用，節省資源，同時，提供了中小容量的DSL MDU，設有適合在室外惡劣環境中使用的一體化機柜。

3.4 FTTH應用模式

FTTH應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家庭用戶中，實現方式是通過光纖傳輸媒介連接到通信局端和家庭住宅。FTTH在具體的網絡構成中，FTTH和光分配網絡的連接、FTTH和光網絡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ONU光節點，這時，ONU被稱作ONT，將ONT接口連接直接提供到居民的家庭網絡中[4]。

不管是多層小區還是別墅區，只要是FTTH網絡，ONU全部都是在用戶家中放置的，使用無源的光分配網絡來連接光分配網絡和光網絡單元。同時，在FTTH網絡結構中，需要在ONU點提供供電，可以采用UPS供電也可以使用家庭直接供電。在GPON系統中，光纖和光分路器是系統的主要構成部分，OLT設置的位置相對來講比較靈活，不僅可以設置在小區機房中，而且也可以設置在遠端的端局機房中，可以根據現場的具體情況進行鋪設。

ONU和OLT側都設置了高速接入的數據接口，為數據業務的開展提供了良好的接入途徑。由于ONU的入網接口為用戶的寬帶上網提供接入服務，為了和現有的用戶管理方式保持一致，同時也考慮了現階段寬帶中的應用實際，BRAS依然承擔著用戶管理和認證工作。對于數據業務接入，采用恰當的QS策略依然是最需要考慮的，每個業務都有自己的需求和特點，需要提供適合本業務需要的QS保證，進而為不同的業務提供適合本業務發展的業務質量和帶寬保證。

對于社區信息化場合而言，FTTH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上，可以根據普通小區、高檔小區以及別墅小區的具體消費需求，分層次的為用戶提供一步到位的FTTH。接入業務能夠滿足家庭永華對局域網、有線方式、無線方式以及廣域網等多種業務的接入需求，同時還提供種類豐富的接入業務，包括寬帶上網、語音家庭、數字家庭、CATV視頻業務等多種業務。

4 結束語

GPON技術在接入網層面上提供了一個統一的接入平臺，不僅能夠滿足當前FTTx的大部分業務需求，而且也節省了運營商的故障處理成本和維護成本。運營商FTTx的應用具有雙纖保護、覆蓋面積光、帶寬高等優點，加之光分配網都處于室外，并且沒有有源設備，只有無源分光器和物理介質相當穩定的光纖，為網絡提供了安全保證。

參考文獻

[1] 徐偉亮，李俊. GPON：最新一代無源光網絡[J]. 黑龍江通信技術. 2003（03）

[2] 馮野. GPON技術及實際應用[J]. 黑龍江科技信息. 2010（29）

[3] 邱國鋒. GPON技術——后網絡智能化時代的核心[J]. 科技信息. 2010（31）

[4] 孫剛. 基于GPON技術及應用模式探討[J]. 中國新技術新產品. 2011（18）