淺談GPON技術(shù)在接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

裴 熠，廖虹劍

（江西省廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸有限公司，江西 南昌 330046）

淺談GPON技術(shù)在接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

裴 熠，廖虹劍

（江西省廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸有限公司，江西 南昌 330046）

GPON技術(shù)具有帶寬利用靈活，傳輸效率較高，管理功能完備的特點，目前在接入網(wǎng)中得到了大規(guī)模應(yīng)用。在應(yīng)用GPON技術(shù)時，應(yīng)做好其設(shè)計規(guī)劃、安裝與維護工作，并不斷創(chuàng)新GPON技術(shù)，滿足人們對于網(wǎng)絡(luò)更高的需求。文章重點從設(shè)計規(guī)劃、安裝與維護等方面分析了GPON技術(shù)在接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，并對其前景進行了展望。

GPON；接入網(wǎng)絡(luò)；FTTH

1 GPON技術(shù)

千兆無源光網(wǎng)絡(luò)（Gigabit-Capable PON，GPON）是在無源光網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network，PON）的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種技術(shù)。當下就國際ITU-TG.984.x的標準來看，GPON屬于比較先進的寬帶無源光綜合接入技術(shù)，已經(jīng)成了最主要的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。GPON技術(shù)具有很大的優(yōu)勢，一是，GPON具有極佳的傳輸速度，最高速度可達到每秒多個G；二是，GPON能夠適用于多種網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)智能終端也有多個，傳輸距離可達到幾十千米；三是，GPON能夠有效地提供對稱和非對稱的速率傳輸，且具有較高的傳輸速率；四是GPON技術(shù)具有很好的網(wǎng)絡(luò)兼容性，并且處在不斷地發(fā)展創(chuàng)新中。總而言之，GPON網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)由于具有上述優(yōu)勢，滿足了網(wǎng)絡(luò)用戶對于網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、傳輸信號質(zhì)量和使用成本等方面的需要，在我國三大通信運行商網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。

2 GPON技術(shù)的組網(wǎng)方案

根據(jù)用戶不同的使用需求，GPON技術(shù)在接入網(wǎng)中的運用情況也不一樣。組網(wǎng)是GPON技術(shù)發(fā)揮作用的前提條件，在組網(wǎng)期間常常會根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性質(zhì)構(gòu)建，以實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造的性能發(fā)揮。目前，GPON技術(shù)的組網(wǎng)包括星型方式、樹形方式、總線方式等，具體情況如下。

2.1 星型方式

當光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）與光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit，ONU）之間按點到點配置，且每一ONU直接經(jīng)一專用光鏈路與OLT相連，中間沒有光分路器時就構(gòu)成星形結(jié)構(gòu)。因為這種組網(wǎng)方式不會在光分路引入時造成太多的損耗，所以傳輸距離遠超過點到多點配置。不過，因為星型方式在使用過程中要用到大量的光纖，應(yīng)用成本很高，因此一般不會選擇此種組網(wǎng)方式。

2.2 樹形方式

樹形拓撲是點到多點配置的基本結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)利用了一系列級聯(lián)的分配點（Distribution Point，DP）對信號進行分路，傳給多個用戶，同時也靠這些分配點將上行信號結(jié)合在一起送給OLT。分配點的分路器常為1∶N型，在重要客戶接入中，可能采用2∶N分光以實現(xiàn)主干光纖保護。

2.3 總線方式

總線結(jié)構(gòu)是OLT和分配點的拓撲，分配點到ONU仍然是星型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)利用了一系列串聯(lián)的分配點以便從總線上向ONU分配OLT發(fā)送的信號，同時又能將每一ONU發(fā)送。

3 GPON接入網(wǎng)的安裝與維護

3.1 GPON接入網(wǎng)的安裝

在進行GPON接入網(wǎng)的安裝時，首先要保證光纜符合項目的需求，并確保光纜的質(zhì)量；其次，在機房布線時要確保工程質(zhì)量符合消防規(guī)范，以防留下火災(zāi)隱患；再次，機架要安裝在低層面的樓房，這樣既使施工變得簡單，也便于后期的網(wǎng)絡(luò)維護。

3.2 GPON接入網(wǎng)的維護

GPON設(shè)備在使用時難免會出現(xiàn)一些故障，故障出現(xiàn)后如果不能及時解決就會影響用戶的正常使用，因此，相關(guān)人員要及時做好故障急救工作。假如是單個用戶出現(xiàn)故障，應(yīng)當首先想到從光功率及終端信息著手進行處理。假如是單PON口用戶故障，應(yīng)當首先想到從PON口，饋線光纜及流氓ONT信息等方面著手進行處理。

這里介紹一下單個ONU故障的處理方法：首先要對設(shè)備運行狀態(tài)進行檢查，檢查的順序是ONU的運行燈是否正常—ONU接觸是否良好—業(yè)務(wù)板運行燈是否正常—業(yè)務(wù)板接觸是否良好—PON接口是否正常—光口激光器有沒有打開，這一步驟逐步開展，直到發(fā)現(xiàn)問題。其次要對設(shè)備數(shù)據(jù)配置狀況進行檢查，檢查方面包括：ONT綁定的DBA模板是否存在錯誤、業(yè)務(wù)流配置是否存在錯誤以及VLAN中有沒有加入上行口。最后要對光纖及光模塊進行檢查，檢查方面包括：光纖是否插好、光纖有沒有損壞、平均發(fā)送光功率是否符合要求、接收效果不佳以及光纖和光模塊接口是否有臟物。

4 GPON接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

視頻、云和智慧家庭的蓬勃發(fā)展推動固網(wǎng)入戶帶寬需求迅速上漲，現(xiàn)有的GPON接入技術(shù)已經(jīng)無法滿足當下的需求。10G GPON由于比GPON具有更快的傳輸速度、更遠的傳輸距離，已經(jīng)成為接入網(wǎng)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。千兆接入（Gigaband）規(guī)模部署近在眼前。然而，作為公認的技術(shù)發(fā)展方向，由PON邁向10G GPON的演進道路并非一片坦途，存在業(yè)務(wù)和技術(shù)上的不少挑戰(zhàn)和不確定性。

千兆業(yè)務(wù)帶來的挑戰(zhàn)是空前的，要求網(wǎng)絡(luò)以更快的速度升級換代，10G GPON FTTH將是千兆接入主流方案，可實現(xiàn)端到端的成熟商用。10G GPON技術(shù)已經(jīng)提出較長時間，由PON向10G GPON的平滑演進也是業(yè)界共識，但是其中的演進路線依然存在不少挑戰(zhàn)和不確定性。從業(yè)務(wù)層面來看，目前的寬帶套餐從10M，20M，50M，100M甚至千兆不等，且從用戶實際需求出發(fā)，多種接入寬帶速率依然有其生命周期，高價值套餐與基礎(chǔ)寬帶套餐必將長期共存。這直接帶來的是E/GPON與10G GPON的長期共存，終端側(cè)ONT極大程度會在同一個ODN分光下，分波方案是必然選擇。從具體的技術(shù)來看，EPON與10 G EPON天然波長可以共存，使得現(xiàn)網(wǎng)ODN側(cè)無需改動，用戶側(cè)ONTEPON或者10 G EPON可以在一個10 G EPON口下共存；而GPON與10G GPON則需要通過WDM1r合波設(shè)備進行部署，使新部署的10G GPON向下兼容GPON網(wǎng)絡(luò)。國內(nèi)運營商在部署FTTH時更多選用的是GPON技術(shù)，GPON向XG-PON的平滑演進顯得尤為重要。鑒于GPON向XG-PON的演進一直缺乏標準引導(dǎo)，且沒有相關(guān)經(jīng)驗可取，這實際上是運營商在實際的網(wǎng)絡(luò)部署中發(fā)現(xiàn)的需求。

從GPON到10G GPON不是一個一蹴而就的過程，而是需要慢慢發(fā)展的，10G GPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有10 G/2.5 G下上行非對稱和lO G/10 G上下行對稱的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在對稱結(jié)構(gòu)中，上下行方向均提供10 Gbit/s的速率；非對稱結(jié)構(gòu)中，采取下行10 Gbit/s上行2.5 Gbit/s的方案。首先，為了實現(xiàn)10G GPON平穩(wěn)地過渡，10G GPON系統(tǒng)必須兼容現(xiàn)有的GPON系統(tǒng)，10G GPON下行使用L波段，上行使用O波段。通過采用WDM技術(shù)，10G GPON可以兼容目前部署的GPON，實現(xiàn)10G GPON的平滑過渡。其次，ONU向l0 G/10 G轉(zhuǎn)變，OLT向10 Gbit/s的上下行速率轉(zhuǎn)變。在下行信道完成升級后，上行信道開始向10 Gbit/s速率轉(zhuǎn)變。最后，ONU向10 G/2.5 G轉(zhuǎn)變，OLT向10 Gbit/s的下行速率轉(zhuǎn)變。由于10 Gbit/s突發(fā)模式接收機等技術(shù)難題,要實現(xiàn)經(jīng)濟可靠的10 Gbit/s上行鏈路速率相對困難，所以2.5 Gbit/s上行成為一個經(jīng)濟可行的方案。2.5 Gbit/s的上行鏈路，不僅將上行通道擴容了兩倍，還大大降低了突發(fā)模式接收機的設(shè)計難度，從而降低了接入成本。同時2.5 Gbit/s上行還可以有效滿足用戶的各種接入需求。

總之，10G GPON已經(jīng)成為各大運營商的下一步計劃，其計劃利用Combo PON方案，迅速地完成10G GPON的推廣，為寬帶客戶提供更好的服務(wù)。

5 結(jié)語

在技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新下，在網(wǎng)絡(luò)的不斷演進下，隨著中國市場4G LTE網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，GPON接入網(wǎng)的方式應(yīng)用得越來越廣，為運營商提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋和提升網(wǎng)絡(luò)容量提供了有效途徑，打造了一個美好的網(wǎng)絡(luò)新時空。

[1]霍洪濤.GPON光纖接入網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢[J].電信科學(xué)，2008（12）：91-93.

[2]王克禮.基于GPON技術(shù)接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的研究[J].電腦知識與技術(shù)，2012（35）：8381-8382.

[3]劉克明. GPON光纖接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景淺議[J].數(shù)字通信世界，2015（6）：298-299.

[4]孫友偉.基于GPON的下一代數(shù)字有線電視接入網(wǎng)絡(luò)[J].電視技術(shù)，2008（10）：51-53.

Discussion on the application of GPON technology in the access network

Pei Yi, Liao Hongjian
（Jiangxi Radio and Television Network Transmission Co., Ltd., Nanchang 330046, China）

GPON technology has the characteristics of high bandwidth utilization, high transmission efficiency and complete management function, and it has been massive used in the access network at present. In the application of GPON technology, we should do its design planning, installation and maintenance work, and constantly innovate GPON technology to meet the higher demand for the network. This paper analyzed the application of GPON technology in the access network from the aspects of design planning, and installation and maintenance.

GPON; access network; FTTH

裴熠（1984— ），男，江西新余，碩士，助理工程師；研究方向：廣播電影，電視工程。