GPON技術下FTTH解決方案分析

周林

摘? ? 要：光纖通信是一種帶寬較大、延遲較低、功能較為豐富的通信方式，因此要成為家庭和機構單位的網絡建設首選。而本文以某大學的小區接入光纖通信為例，對基于GPON技術的光纖FTTH通信的解決方案進行了研究，通過分析業務需求設計了工程建設方案，并計算了ODN光通道的傳輸損耗。

關鍵詞：GPON技術;FTTH通信方式;光纖通信

GPON是新一代的寬帶傳輸標準，具有高帶寬、低延遲、接口豐富等優點，同EPON相比，GPON不僅下行帶寬更大，也具備更強的非對稱性能，使其更加適應光纖通信的業務市場。因此GPON技術也被廣泛應用在各種大型建筑物內的光纖通信中，如高層建筑、商業建筑和工業生產區等。

一、GPON的構成

GPON由OLT（光纖終端）設備、ONU（光網絡單元）設備和ODN（無源光分配網）設備構成。其中OLT設備起到交換機的作用，一般放在網絡環境的中心機房中，是整個網絡結構的中心。OLT設備具有控制ONU的功能，而ONU安裝在用戶端中，提供用戶連接光纖網絡的接口，實現多種數據的傳輸，ONU通過ODN，將數據發送到OLT，而OLT根據數據的特征，將其發送到廣域網中，并接收來自廣域網的信息，將其傳輸到對應的ONU中，進而傳輸到對應的用戶設備中，完成信息的傳輸。

1.大學校區GPON接入方案

大學小區中學生和教師的數量眾多，學生使用網絡和學校中的多媒體教學以及視頻會議等都需要使用大量的網絡帶寬，因此大學校區的網絡對帶寬和QoS的需求更高。

（1）需求分析

該大學校區擁有2棟多媒體教學樓，22棟學生公寓，32棟教師家屬樓以及分布在校區中的大量商鋪等，同時校區中的圖書館也是該校區中的信息化中心，其中包括書庫和大量的電子閱覽室。目前需要一套網絡搭建方案將所有的設施中的網絡進行連接，滿足所有人的使用網絡的需求，且不能出現明顯的延遲和斷線等問題。

（2）設計方案

本方案采用FTTH網絡，基于GPON技術，以實現大量人員和設施的網絡需求，方案的具體結構如圖1所示。該方案的OLT設備放置在學校機房中，型號為MA5680T，擁有128 PON口，通過路由器和上行網絡連接，實現視頻、音頻等的傳輸，下行連接到ODN網絡，最后層層連接到具體的上網設備。

通過圖1可知，學生公寓和教師家屬樓以及校區的商鋪中使用的是1：32的分光器，而圖書館以及多媒體教學樓等使用的是性能和穩定性更強的1：64分光器，這主要考慮到學校網絡應用的環境以及節省施工的成本，因此優先保障和教學相關的建筑的網絡供應。在ONU接入方面，學生公寓中使用的ONU是每兩層一組，學生公寓共計6層，因此每個公寓中有三組ONU。學生公寓中的每間宿舍中各放置一個8口的ONU，提供POS以及FE接口以連接網絡。

教師家屬樓中由于人員密度較小且建筑數量較多，因此在每戶中放置一個2口的ONU，32棟建筑共計使用ONU 768個。

1#多媒體教學樓則采取1-4層一個分光器，5-6層一個分光器的方式，因為學校的主機房在1#多媒體教學樓的5層，因此應當在5層處再專門設置一個分光器保證網絡傳輸的穩定性，而2#多媒體教學樓中沒有機房等網絡中繼結構，因此依舊使用一棟樓一個分光器的方式。由于多媒體教學樓為學校的教學設施，因此采用的分光器規格為1：64，每間教室和機房等都安裝2個ONU，機房安裝30個ONU，共計422個ONU，ONU的型號為2口多業務型。

圖書館共計六層，由于圖書館也是電子閱覽室和資料存儲服務器的所在地，因此采用每層一個分光器的方式。其中第三層和第六層安裝一個分光器，除此之外的樓層均配備兩個分光器，分光器采用1：64，ONU的規格為2口多業務型。

學校的商鋪采用1：32的分光器，供全校區所有的商鋪使用，該校區中所有商鋪共同使用3個1：32分光器，共計70個ONU，ONU的規格為2口多業務型。

二、傳輸損耗計算

光纖通道中的傳輸損耗定義為在SR和RS兩個參考點之間傳播中造成的損耗，并采用最壞值進行核算。ODN光通道的損耗計算方式為：分光器的插入損耗+連接器的插入損耗×連接器的數量+光纖線纜的衰減系數×傳輸距離+光纖線纜的富余程度。其中：

分光器的插入損耗采用實際選用的分光器的損耗定義，本文中使用的分光器的損耗情況為：1：32型分光器的最大損耗值為17.4dB，1：64的分光器的最大損耗值為19.5dB;每個連接器的最大損耗值為0.7dB;常用的光纖的衰減系數為0.22dB/km;光纖線纜的富余程度本文中采取使用1：64分光器時的數值，為1.5dB。

該校區的占地面積約為500畝，占地的形狀接近圓形，且擁有機房的1#多媒體教學樓大體上位于場地的中心處，而場地的邊緣則有學生公寓樓和教師家屬樓，因此光纖傳播的最遠距離為8km。本文采用的FTTH方案中，由于皮帶光纖入戶距離較短，因此可以不考慮連接器的插入損耗值，以皮帶光纖的單根最大長度為2.5km計算，將光纖從機房連接到最遠的用戶端至少需要5個接頭（光纖在機房端和用戶端連接需要兩個，光纖之間的連接接頭3個），此時的最大的ODN光通道損耗值為：19.5+0.7×5+0.22×8+1.5=26.26<行業標準28dB，因此本方案中的光纖傳輸損耗值滿足實際需求。

三、結論

本文以某大學校區為例，對基于GPON技術的FHHT方案進行了分析，構建了適用于該大學校區的光纖網絡系統，可以滿足學生和教職人員的上網需求，在教學樓和圖書館中提供了更加穩定的網絡，以滿足學生和教師的學習和工作需求。光纖網絡具有傳輸速度快、用戶接口多、功能拓展性好等優勢，因此也是未來搭建網絡的主要技術。本文中介紹的GPON技術則具備豐富的功能和管理能力，可以適應未來更加復雜的網絡環境，也期待這種技術能夠在未來的網絡建設中占據重要地位。

參考文獻：

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