淺談GPON在家庭寬帶入網中的應用

余丹

1 什么是GPON

無源光網絡（Passive Optical Network，簡稱PON）的概念很早就被提出，由于它完全使用無源設備，不含有源節點，另外，憑借著其傳輸路程長、容量大、全業務支持以及造價低廉等優點，它已經是了各大運營商實現FTTF、解決接入網的“最后一公里”必不可少的入網技術。PON采用“點對多點”的接入技術以及光纖傳輸，能夠較為靈活地構成各種網絡的拓樸結構。其光分支點不使用節點裝置，只要連接一個設備簡單的光分支器就能實現分光，所以，它具有的優點也十分明顯，包括共享帶寬資源、節省光纜資源、設備的安全性高、節省機房投資、綜合建網的造價低廉、建網速度快等。現階段，被廣泛使用的PON技術包括 Ethernet over PON（簡稱EPON）、ATM-PON（簡稱APON）以及吉比特PON（簡稱GPON）三種。

GPON技術的起源是從1995年逐漸開始形成的ATMPON技術的標準，“無源光網絡”的英文縮寫縮寫是PON。而Gigabit-Capable Passive Optical Network（簡稱GPON）最開始是由FSAN組織在2002年9月提出的，在此基礎上，ITU-T在2003年3月制定了ITU-T G.984.1 和G.984.2，在2004年2月至6月實現了G.984.3的標準化[5]。

2 GPON系統原理

和其他網絡類似，GPON系統由ONU、OLT以及無源光分配網（簡稱ODN）構成，其網絡結構如圖1所示。OLT是核心網和接入網提供的網絡側之間相連接的接口，其功能主要包括控制各個ONU、集中帶寬分配、運行維護、實時監控以及管理PON系統等。ONU是接入網提供網絡用戶一側的接口，它的主要功能是提供數據、話音、視頻等多項業務。現階段，GPON能夠支持的最高分光比是1：64，并且隨著網絡技術的不斷發展，GPON能夠支持的最高分光比會達到1：128。

一般來說，GPON系統是由光線路終端、光分配網絡和光網絡單元共同連接而構成，并且使用的構造形態為樹形拓撲，同時光線路終端裝配在中心一端，經分路器和光網絡單元相連接。一般意義上來說，光網絡單元通常裝配于居民小區，給接入網提供用戶端的接口，能夠完成視頻、音頻和數據傳輸等多項業務的接入，再通過GE口光分配網絡，往上連接到光線路的終端。

GPON 網絡由由光線路終端、光分配網絡和光網絡單元三部分構成，各構成成分具體如下：

（1）光網絡單元（簡稱ONU）：ONU 與局端光纖線路終端設備采用光分配網絡相連，為用戶提供豐富的電信業務，ONU 因此一般安裝在用戶側。ONU根據業務類型采用不同的傳輸波段進行業務的傳送，例如：有線電視業務的傳輸采用 1500nm 波段；數據業務的傳輸采用 1490nm 波段；語音業務的傳送采用 1310nm 波段；

（2）光分配網絡（簡稱ODN）：主要承擔連接光網絡單元與光纖線路終端的傳輸作用，是EPON 不可缺少的部分；

（3）光線路終端（簡稱OLT）：主要完成傳輸信道的控制與分配以及網絡的監控、維護、管理等功能。

3 GPON寬帶網絡技術的發展應用

隨著3G/4G網絡的迅猛發展，結合了GPON的寬帶網絡技術的運用也越來越廣，并且一步一步成為了寬帶入網的主流技術。第一，GPON技術能夠靈活地實現網絡的連接，可以同時擁有好幾個個智能終端，還可以實現幾十千米距離的網絡傳送，傳輸的距離極遠；第二 ，GPON技術具有很強的傳輸能力極強，每秒的傳送速度可以達到幾個G；第三，GPON技術提供的傳輸速率可以同時實現對稱和非對稱性，具有較強的靈活性，并且具有較快的傳輸速率[24]。除了以上的優點之外，因為GPON技術具有極好的網絡性能和網絡兼容性，結合了GPON技術寬帶入網方式也能得到創新發展，來實現用戶對網絡的高性能、高質量、遠距離以及低造價的傳輸目標。

4 GPON寬帶入網技術的應用評價

4.1 GPON在家庭寬帶組網中的性能優勢

GPON寬帶入網技術憑借著其性能的優勢，使之能夠得到廣泛運用的，GPON技術在性能方面的優勢具體體現在以下幾點：第一，在全部的PON技術中，GPON寬帶入網技術具有的凈寬帶最好并且最高；第二，GPON寬帶入網技術是一個全新的業務平臺 ，它的裝置靈活簡單，并且擴展性能也比較好；第三，GPON寬帶入網技術的傳輸不僅速度快，并且其具有的傳輸效果也比較良好；第四，把GPON技術和傳統的銅纜線入網進行比較，GPON技術的成本比較低廉，傳輸的性能高，信號的損耗也比較少，其業務性能可以保證安全和穩定[25]。

4.2 GPON在家庭寬帶組網中的建設優勢

GPON在家庭寬帶組網中的建設優勢主要體現在機房建設方面、中間節點的建設方面以及線路建設的方面。

（1）機房的建設

GPON的入網技術和以往的銅線接入方式相比，銅線接入的缺點體現在其信號在電纜的時候會出現損耗的情況。根據這種情況，銅線接入的方式就需要采取建造機房的方法來處理這種問題。但是GPON的入網技術就不會出現這種窘況，GPON技術在機房的建設方面不需要花費大力氣，只要安裝上一條光纜和幾個光收發器就能實現。因此，GPON的入網技術不僅可以大幅度地提高服務質量，還能夠把建造成本降到最低，其優勢不言而喻。

（2）中間節點的建設

基于 GPON 技術的接入網絡，除了兩端需要有源設備外，中間節點建設是不需要電源的，因此，無論是投資成本還是網絡建設的方便性都具有較強的優勢。而對于傳統方式構建的接入網絡其中間節點建設都需要電力設備，這給網絡建設帶來了許多的不便。因為在中間節點的建設初期，必須考慮到中間節點的供電問題，需要有配套的電力電纜，特別是較偏遠無配套電力電纜的地區，還得自建電力線路，即帶來了不便也增加了成本[27]。另外基于傳統方式的中間節點后期維護也是一個較繁重的工作，而且中間節點一般建設于小區的綠化帶和寫字樓的墻壁內，在維護中必須采取相應的安全措施才能保證維護人員的安全。傳輸線路上眾多的中間節點所耗費的電量也需要一定的費用。

（3）線路的建設

GPON技術和以往的銅線入網進行比較，GPON的入網技術的優勢之處還在于對線路的建設方面。因為以往的接入所采用的線路是銅線，但是銅線的成本昂貴，因此線路建設的造價也進一步增加。而GPON入網技術完全不一樣，其電纜是光纖，光纖的價格比銅線低廉得多，這樣就減少了線路建設方面的開銷，最終達到“光進銅退”的目的。

4.3 GPON 在家庭寬帶組網中的價格優勢

設備建設、路線建設以及基礎設施方面的投資成本基本上組成了寬帶的投資成本。GPON的寬帶入網技術在家庭寬帶組網中的價格優勢具體體現在以下兩個點：第一，GPON入網技術所需要的材料，GPON入網技術的光纜材料是光纖，相對銅線的成本會比較低廉；第二，GPON入網技術要完成其功能的話不用其它裝置進行輔助，和以往的接入技術相比在投資成本方面又進一步下降。根據使用光纖材料以及不需要其它裝置進行輔助這兩個方面，GPON的（下轉第219頁）（上接第178頁）入網技術在價格方面的優勢就顯而易見了。

隨著網絡技術的不斷發展，GPON 技術的研究與應用也取得了巨大的成就，其產品類型已日益豐富，并形成了產業化與規模化，基于 GPON 技術的設施與設備的價格也在不斷走低，因此對于其它PON 技術而言，GPON 具有較強的優勢[30]。在線路建設方面，GPON 采用的是光纖，其價格較便，而目前傳統接入網所采用的電纜價格卻在不斷走高，兩種價格相比較，光纖的優勢更加明顯。

[責任編輯：楊玉潔]