GPON技術(shù)在接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究

張國華

摘 要：現(xiàn)階段，計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大規(guī)模普及應(yīng)用，人們對于網(wǎng)絡(luò)依賴程度隨之增加，對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用明顯提升，常用傳統(tǒng)接入技術(shù)已難以達(dá)到市場發(fā)展實際需要，所以國內(nèi)外運營商積極探索新型網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。GPON技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量高且成本低，其已獲得一定規(guī)模的市場應(yīng)用，基于當(dāng)前市場需求的基礎(chǔ)上，有必要加強GPON技術(shù)在接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究。本文首先概述GPON技術(shù)，并分析現(xiàn)階段GPON技術(shù)常見的組網(wǎng)方案，然后闡述GPON技術(shù)接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍以及GPON技術(shù)接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用流程，旨在提升GPON技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：GPON技術(shù)；接入網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用優(yōu)勢；組網(wǎng)方案

中圖分類號：TN915.63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）16-0024-02

1 GPON技術(shù)概述

1.1 GPON技術(shù)概況

GPON技術(shù)具體為千兆無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其主要基于無源光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上開發(fā)出的新型技術(shù)，參考當(dāng)前國際ITU-TG.984.x相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來說，GPON應(yīng)歸屬為先進(jìn)性寬帶無源光綜合接入技術(shù)，目前該技術(shù)應(yīng)廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)接入方面。同時基于該技術(shù)的諸多優(yōu)勢，諸如傳輸速度快、網(wǎng)絡(luò)兼容性好等，其可有效達(dá)到相關(guān)網(wǎng)絡(luò)用戶針對網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、傳輸信號質(zhì)量以及使用成本等諸多方面需求，因此目前在我國通信運營商網(wǎng)絡(luò)中獲得大量應(yīng)用。

1.2 GPON技術(shù)特征

GPON技術(shù)特征較為明顯，其具體包括下列四個方面[1]：（1）高寬帶，實際信息數(shù)據(jù)傳遞速率可高達(dá)2.5Gbps，這樣能夠滿足當(dāng)前大眾對于寬帶高速率相關(guān)需求，而且該技術(shù)能夠表現(xiàn)出明顯的非對稱特征，這樣促使其對于現(xiàn)階段我國寬帶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)市場具有極強的適應(yīng)性。（2）該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全業(yè)務(wù)接入，能夠為相關(guān)用戶提供便捷、高效服務(wù)。（3）該技術(shù)還可提供TDM業(yè)務(wù)，上述業(yè)務(wù)應(yīng)用ATM信元，這樣可明顯確保整體數(shù)據(jù)實時傳輸。（4）該技術(shù)實際適配封裝效率較高，一般來說，傳統(tǒng)APON技術(shù)應(yīng)用過程中，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸過程常需采用協(xié)議轉(zhuǎn)化方式，假使發(fā)生轉(zhuǎn)化前后字節(jié)偏差情況，會導(dǎo)致嚴(yán)重的數(shù)據(jù)丟失情況。但大范圍應(yīng)用GPON技術(shù)后，數(shù)據(jù)傳輸過程較為簡單，這主要由于該系統(tǒng)實際幀結(jié)構(gòu)封裝較為靈活，可對于各項業(yè)務(wù)實現(xiàn)有效影射，并且無需經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)化處理，不僅致使操作更為靈活，還可有效節(jié)省大量成本，這樣可達(dá)到寬帶資源的高效利用目的。

1.3 GPON技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

目前GPON技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，這主要由于該技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯，其具體表現(xiàn)為下列四個方面[2]：（1）該技術(shù)信息數(shù)據(jù)傳輸距離相對較遠(yuǎn)，基于光纖傳輸方式，實際接入層覆蓋半徑可達(dá)到20km。（2）可提供帶寬較高，能夠為各個用于提供上行1.25G物理層以及下行2.5G物理層。（3）分光特性較為突出，其能夠基于局部一端單根光纖利用分光引出多路到用戶光纖，這樣可有效光纖資源。（4）GPON技術(shù)能夠應(yīng)用Triple-play業(yè)務(wù)，這樣能夠有效提升業(yè)務(wù)市場競爭力，并且可有效處理雙絞線網(wǎng)絡(luò)接入階段產(chǎn)生的各種寬帶問題，能夠滿足當(dāng)前相關(guān)用于對于高清電視及實況轉(zhuǎn)播等諸多高帶寬業(yè)務(wù)需求，進(jìn)而達(dá)到三網(wǎng)合一的應(yīng)用效果。

2 現(xiàn)階段GPON技術(shù)常見的組網(wǎng)方案

2.1 星型方式

一般來說，光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元之間主要采用點到點連接方式，各個光網(wǎng)絡(luò)單元均使用專用光鏈路和光線路終端進(jìn)行連接，并且中間不使用光分路器，這樣便構(gòu)建星形結(jié)構(gòu)，由于上述組網(wǎng)方式在光分路引入過程中不會出現(xiàn)過多損耗情況，所以實際傳輸距離遠(yuǎn)大于點至多點配置。同時這種星型方式實際應(yīng)用過程中使用大量光纖，整體成本過高，所以大多不會采用上述組網(wǎng)方式。

2.2 樹形方式

樹形拓?fù)浠纠命c到多點配置結(jié)構(gòu)方式，上述結(jié)構(gòu)主要基于移動數(shù)量的級聯(lián)分配點對于信號實施有效分路，然后傳送這各個用戶，再基于上述分配點將上行信號整體傳送至光線路終端，其分配點分路器基本為1：N型，這樣能加強主干光纖保護(hù)。

2.3 總線方式

總線結(jié)構(gòu)作為光線路終端與分配點的拓?fù)洌浞峙潼c到光網(wǎng)絡(luò)單元基本采用星型結(jié)構(gòu)，并且該結(jié)構(gòu)應(yīng)用大量串聯(lián)分配點，這樣才可從總線上向光網(wǎng)絡(luò)單元分配光線路終端發(fā)送的信號，并及時發(fā)送各個光網(wǎng)絡(luò)單元。

3 GPON技術(shù)接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍

3.1 家庭網(wǎng)絡(luò)

GPON系統(tǒng)最初應(yīng)用目的在于達(dá)到光纖到戶的目的，基于現(xiàn)階段消費者對于網(wǎng)絡(luò)依懶性大幅度增強以及使用要求日漸增多，GPON技術(shù)優(yōu)勢能夠滿足當(dāng)前普通小區(qū)依據(jù)高級別墅區(qū)對于網(wǎng)絡(luò)速度相關(guān)需求，尤其大量運營商已逐步增大GPON技術(shù)相關(guān)研究，這樣能夠明提升GPON技術(shù)光纖到戶過程中各種資源利用效率，基于光纖網(wǎng)絡(luò)在家庭網(wǎng)絡(luò)中使用率進(jìn)一步增加，滿足大眾對于網(wǎng)絡(luò)速度相關(guān)要求。

3.2 商業(yè)大客戶

我國信息化發(fā)展速度較快，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍日趨廣泛，這樣促使企業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用率隨之增加，尤其實際企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生各種復(fù)雜性數(shù)據(jù)，單純依靠人工記錄以及整理難以確保正確性，并且需使用大量人力資源，并且各個部門之間溝通極不方便。基于企業(yè)發(fā)展實際需求，尤其針對商業(yè)大客戶來說，公司內(nèi)部很多部門電腦要求高帶寬接入，這樣對于網(wǎng)絡(luò)信息傳遞速度要求相應(yīng)增加，因此需在公司附近設(shè)置分光器，運營商只需利用一纖芯便可實際解決公司對于網(wǎng)絡(luò)速度的相關(guān)需求。對于一些工業(yè)區(qū)而言，利用GPON技術(shù)可有效改變傳統(tǒng)企業(yè)聯(lián)網(wǎng)模式，基于整體整體性規(guī)劃，利用少數(shù)纖芯工業(yè)區(qū)內(nèi)采用合理化分光器設(shè)置，便可實現(xiàn)高速度、高帶寬的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相關(guān)要求[3]。

3.3 高速網(wǎng)吧

長期以來，網(wǎng)吧經(jīng)營過程中大多為消費者提供網(wǎng)絡(luò)信號以及電腦為核心，基于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)游戲及相關(guān)軟件對于網(wǎng)絡(luò)信號以及電腦要求較高，其中電腦質(zhì)量對于電腦使用壽命具有直接性影響，其與網(wǎng)吧安全穩(wěn)定發(fā)展表現(xiàn)出明顯關(guān)聯(lián)性。同時網(wǎng)絡(luò)速度對于網(wǎng)吧日常經(jīng)營影響尤為突出，消費者在網(wǎng)吧上網(wǎng)基本要求較高的網(wǎng)絡(luò)速度，所以網(wǎng)吧運營過程中，GPON技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，基于GPON技術(shù)高帶寬特點，該技術(shù)能夠有效達(dá)到高速網(wǎng)吧相關(guān)需求，所以現(xiàn)階段越來越多網(wǎng)吧大量使用GPON技術(shù)。

3.4 無線城市

現(xiàn)階段，智能手機是人們生活和工作中必不可少的一項工具，智能手機能使得客戶隨時隨地上網(wǎng)，只要確保手機保持充足電能的前提下，處于網(wǎng)絡(luò)條件下，均可達(dá)到網(wǎng)絡(luò)信息化傳遞的目的，但使用手機移動網(wǎng)絡(luò)觀看在線瀏覽新聞已經(jīng)在線淘寶需消耗大量流量，這樣會產(chǎn)生一定的流量費用。基于市場需求的基礎(chǔ)上wifi技術(shù)已大規(guī)模應(yīng)用，并且很多公司、家庭均設(shè)置無線網(wǎng)絡(luò)，并且各個餐廳以及部分城市公交車也設(shè)置免費無線網(wǎng)絡(luò)，因此無線網(wǎng)覆蓋范圍逐步增大，實現(xiàn)城市網(wǎng)絡(luò)的無線覆蓋，已成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。因此GPON技術(shù)作為新型現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，其對于無線城市建設(shè)以及大眾生活水平提升具有直接作用，因此增加GPON技術(shù)應(yīng)用及研究意義重大。

3.5 視頻監(jiān)控

基于安全及防護(hù)等諸多情況考慮，視頻監(jiān)控已在諸多領(lǐng)域獲得大量應(yīng)用，但傳統(tǒng)視頻監(jiān)控方式主要采用各個攝像頭獨立使用一對光纖，其會大幅度減少纖芯實際利用率。但GPON技術(shù)應(yīng)用過程中，其從機房拉出一根纖芯至攝像頭集中區(qū)域，然后采用分光器具體平衡各個攝像頭對于纖芯相關(guān)需求，會顯著減少攝像頭安裝成本，還可進(jìn)一步提升整體工作效率。

4 GPON技術(shù)接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用流程

4.1 實地考察以及寬帶設(shè)計

GPON技術(shù)應(yīng)用過程中，實地考察作為不僅缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其能夠具體掌握接入網(wǎng)絡(luò)的實際情況。一般來說，假使某寫字樓存在網(wǎng)絡(luò)接入需求，要求相關(guān)工作人員認(rèn)真對于該寫字樓實際情況實施實地考察，諸如寫字樓內(nèi)部企業(yè)數(shù)量，各個企業(yè)辦公室分布情況，這些辦公室對于網(wǎng)絡(luò)具體需求等。因此基于用戶寬帶設(shè)計階段，要求相關(guān)工作人員認(rèn)真參考上述資料情況，然后對于服務(wù)對象實際需求給予相應(yīng)判斷，然后具體設(shè)計相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且設(shè)計完成后要求開展相應(yīng)試驗，確保設(shè)計和實際需求保持一致性，假使出現(xiàn)不一致情況時，便需依據(jù)實際情況對于相關(guān)設(shè)計實施有效修改。

4.2 整體布局規(guī)劃

首先為光線路終端規(guī)劃，其重點依據(jù)實際部署位置勤快以及光線路終端體積，并適當(dāng)參考GPON技術(shù)遠(yuǎn)程輸入相關(guān)特點，注重供電時穩(wěn)定性以及經(jīng)濟成本方面。實際測算距離過程中，重視預(yù)算成本，并處在信號傳輸有效范圍內(nèi)盡可能減少相關(guān)成本投入。其次是分光器規(guī)劃，其主要依據(jù)實際建筑布局篩選相應(yīng)的組網(wǎng)方式。最后未光網(wǎng)絡(luò)單元布局，通常其主要安裝在室外機柜中，實際安裝模式大體分為桌面安裝、機柜安裝以及掛壁安裝，并且光網(wǎng)絡(luò)單元附近應(yīng)當(dāng)安裝相應(yīng)的電源設(shè)備，這樣才可有效確保整體系統(tǒng)保持正常、穩(wěn)定運行。

4.3 選擇合適的光纜

通常光纜選擇作為GPON技術(shù)應(yīng)用重要環(huán)節(jié)之一，實際光纜選擇過程中重視下列因素影響，首先為該光纜是否和整體接入網(wǎng)絡(luò)之間具備良好匹配性，其次為使用成本。現(xiàn)階段常見的光纜大體包括G.665以及G.653，這些光纜類型具體應(yīng)用主要與傳輸距離及成本密切相關(guān)。同時光傳輸過程中基本與下列三種因素具有一定關(guān)聯(lián)性，具體為光衰減、光色散以及非線性效應(yīng)，所以實際光纜選擇過程中，應(yīng)當(dāng)重視上述參數(shù)影響。，同時上述兩種光纜型號比較來說，G.653色散程度較高，而G.665型號光纜應(yīng)用過程中，假使實際傳輸距離過長時要求采用色散斜率補償技術(shù)實施合理補償，但這些補償技術(shù)應(yīng)用成本過高，如果成本控制過于嚴(yán)格時達(dá)到不采用上述方法[4]。

4.4 基站接入

一般來說，GPON技術(shù)應(yīng)用在基站接入過程中，其能夠?qū)τ诟鱾€基站實現(xiàn)統(tǒng)一化管理，并且基站也不用重新構(gòu)建新型傳輸體系，其致使整體接入層傳輸網(wǎng)復(fù)雜程度明顯降低。同時基于光纜技術(shù)深入發(fā)展，光接入成本相應(yīng)降低，與常規(guī)銅纜比較來說，光纜使用更為方便，管理難度低，所以網(wǎng)絡(luò)接入轉(zhuǎn)型已成趨勢。現(xiàn)階段運營商常采用FTTX方式，假使用戶分布極為密集，接入點過多網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)相對集中，仍可利用傳統(tǒng)接入方式，諸如SDH，但這些方式對于光纜損耗過多，并且嚴(yán)重降低整體網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前GPON技術(shù)優(yōu)勢較為突出，并滿足現(xiàn)階段我國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展相關(guān)需求，其已成為寬帶接入重要性技術(shù)保障措施，因此實際發(fā)展前景較為廣闊。同時GPON已獲得我國各大運營商實際認(rèn)可，其具體應(yīng)用領(lǐng)域日趨增加，因此要求相關(guān)單位及技術(shù)人員認(rèn)真做好GPON技術(shù)應(yīng)用工作，這樣才可有效減少運營商實際經(jīng)營成本，還可為運營商增加相應(yīng)的經(jīng)濟收益。

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