GPON在網絡中的應用探析

余先弘

（中國移動通信集團廣西有限公司欽州分公司，廣西 欽州 535000）

0 引 言

GPON是千兆無源光網絡或稱吉比特無源光網絡，它是最新一代寬帶無源光綜合接入標準，帶寬高、效率高、覆蓋范圍大而且用戶接口豐富，可以有效彌補傳統網絡的不足，進而提高用戶的使用體驗，因此它已經成為了大部分運營商進行接入網寬帶化以及綜合化改造的首選技術[1]。目前，主流的發展方向是解決GPON在應用時出現的問題，優化其應用情況。下文分析了我國GPON在網絡中的應用，并對GPON未來發展進行了預測，希望能夠為有關人員提供參考。

1 GPON技術概述

1.1 GPON網絡技術簡介

作為一項早在2002年就被提出的技術，在經歷了長時期的發展以后，GPON技術得到了不斷的更新和完善，至今已經形成了一個標準化的模式。PON技術（無源光網絡技術，其技術原理如圖1所示），是GPON技術的基礎。因此，GPON同所有PON系統一樣，也是由ONU、OLT和無源光分配網組成，其結構如圖2所示。OLT為接入網提供網絡側與核心網之間的接口，通過ODN與各ONU連接。作為GPON系統的核心功能設備，OLT具有集中帶寬分配、控制各ONU、實時監控、運行維護管理GPON系統的功能。ONU為接入網提供用戶側的接口，提供話音、數據、視頻等多業務流與ODN的接入，受OLT集中控制。系統支持的分支比為1∶16/32/64，隨著光收發模塊的發展演進，支持的分支比將達到1∶128。在同一根光纖上，GPON可使用波分復用（WDM）技術實現信號的雙向傳輸。根據實際需要，還可以在傳統的樹型拓撲的基礎上采用相應的PON保護結構來提高網絡的生存性。

對比以往的技術，GPON在許多方面有了長足的進步。GPON技術的傳輸速率比傳統技術要快，而且覆蓋范圍也比后者要廣，效率要比后者高。除了速度快、范圍廣以及效率高這三個優點以外，在經過了長期發展以及優化以后，GPON技術在靈活性等方面也有了較大的優勢。此外，GPON在不斷完善的同時也在不斷提高用戶的體驗，使得運營商能夠升級業務，進而滿足用戶的各種需求。GPON技術的優點主要可以分為如下5個方面。

（1）安全性高。用戶使用GPON技術接入互聯網，能夠有效對信息傳輸過程進行保護，防止信息泄露，而且GPON技術還能夠在網絡異常的時候進行適當的維護工作，進一步提高了信息傳輸的安全性。

（2）用戶基數大，成本低。現代社會，幾乎人人都離不開網絡，而這也使得了互聯網的蓬勃發展，網絡資源得以增加。而人們為了追求更好的用戶體驗，就要選擇優秀的入網連接方式，而GPON無疑是最好的選擇，所以其用戶基數十分龐大。而這龐大的用戶基數則分攤了GPON技術的使用成本，用戶數量越多，成本越低，同時發展也就更快。

圖1 PON技術原理示意圖

圖2 GPON系統結構圖

（3）通信質量高。GPON技術的穩定性強、帶寬高，能夠保障通信的質量，用戶在進行信息傳輸的時候不必擔心會出現丟包等現象，能夠充分滿足用戶的通信要求。

（4）帶寬技術高。GPON技術的帶寬比以往任何技術都要高，能夠更好地適應網絡發展，滿足用戶的需求。

（5）簡單而高效的適配封裝。GPON技術采用GEM來對多個業務進行封裝，而封裝形式是一種靈活的幀結構封裝，能夠對多個業務進行通用封裝而且整個封裝過程耗時短，有效提高了封裝效率。

1.2 GPON總體網絡規劃

GPON有多種組網方案，圖3展示了采用GPON的各種FTTx實現。網絡規劃是按照地區之間的差異來進行的，在城市內的居民區，要按照光分比1：32來進行規劃，而酒店就需要結合實際的要求以及考慮用戶的體驗，要使用FTTH+FTTB的組網方案，如果酒店內部的布線已經做好部署，可以使用FTTH/FTTB+LAN的入網方案來進行建設，以便滿足客戶的基本通信網絡要求。而在人口較少，科技也比較落后的農村地區則是采用1∶64的光分比來進行規劃，避免出現資源浪費的現象。

1.3 GPON在未來的發展方向

可以預見的是，PON技術將會在未來得到快速的的發展，而基于PON技術的GPON也會不斷得到完善與優化，進而彌補自身不足和擴大自身優點，為用戶提供更好的體驗。

透過現在的互聯網發展狀況可以知道，GPON更適合時代的發展，而在未來它的優勢也能夠更加突出，進而為用戶提高更高的帶寬、更快的網速以及更好的網絡質量，用戶數據的安全保障也會越做越好，GPON技術會遠超傳統技術，更加深入人心。

在網絡的架構變化不大的條件下，想要減少網絡的使用與維護成本，就需要利用PON技術的設備來進行接入網操作。此外，GPON技術還要在實際應用中總結吸取經驗，并不斷進行改善，爭取實現技術上的進步，滿足用戶需求，為用戶帶來更好地使用體驗。在使用GPON技術以后，音頻等比較大的文件能夠更快地在網絡中進行傳輸，而且經過實際應用后再對GPON技術進行改進，便能夠使數據傳輸的速度更快，同時上行通道的容量也實現了翻倍增長，可見實際應用是促進技術進步的一大推動力。

2 GPON在不同領域中的應用

2.1 GPON在接入網中的應用

GPON的應用主要可以分為兩種模式，分別是FTTH和FTTB。前者指的是光纖到戶，而后者則是光纖到樓。二者之間的接入方式并無區別，都是通過PON技術來實現的，即OTL+分光器+ONU。但是FTTB是光纖到樓道，從ONU出的是雙絞線或者五類線，FTTH則是光纖到戶，一般從ONU出五類線[2]。

FTTH和FTTB都是人們常用的入網選擇，在應用這兩種方式的時候，以往的網線會被替換成光纖用以承擔數據傳輸的任務。ONU設備的介質一般是由金屬材料來組成的，或者直接采用無線連接的方式。每個ONU設備都能夠承擔10～1 004用戶的連接，功能十分強大。但是由于ONU設備的部署數量不少，所以很少會出現多個用戶連接同一個ONU的現象。

FTTB是當前最合理、最實用也是最經濟的一種入網方式，它主要是將光信號接入大樓的總配電箱內，實現光纖信號的接入。但是大樓的頂部仍然使用同軸線纜或者雙絞線等來實現信號的分撥輸入，以便應用高速數據。目前，許多的學校或者寫字樓都采用FTTB來作為入網方式，都取得了不錯的經濟效益。

一個居民區想要把入網的成本壓低，同時又想要良好的體驗，就可以選擇FTTB的方式來入網，把光纖牽到各個樓房中，然后多個用戶連接同一臺ONU設備，這樣不僅能夠節約成本，同時也保障了用戶體驗。但是由于網絡的飛速發展，FTTH才是用戶的最佳選擇，因為它能夠給個人用戶帶來專享的高帶寬，而不必和其他人一起共用同一個ONU設備。目前，光纖到戶是我國網絡建設的目標之一。使用FTTH進行入網，使得家庭用戶與企業單位直接進行連接，使得網絡的透明度得到了提高，但是又降低了對運行環境以及供電系統的配置要求，降低了家庭使用的門檻。此外，與FTTB相比，FTTH雖然使用成本略有上升，但是它的安裝過程要更加便捷快速，同時后期的維護工作也是更加簡單。

FTTH的最大優勢在于高帶寬，用戶們在網上沖浪的時候想要在在電腦配置保持不變的情況下受到的限制減少，就需要足夠高的帶寬來支撐其瀏覽，而FTTH正好能滿足這項需求，可見其商業前景十分光明。

2.2 GPON技術在工程網絡中的應用

工程網絡和接入網存在一些差異，相比后者，前者更加注重信息傳輸的速率以及數據量。在工程網絡中，經常要在同一時間內傳輸大量的數據，所以工程網絡要求光線路終端的規格要足夠高，才能夠保障連接到數量足夠多的光分配網。而又因為傳輸的數據量大，有關設備在處理這些數據的時候會產生大量的熱能，進而導致設備故障，所以也要注意提升設備的散熱性能，保障設備能夠安全穩定地運行。此外，在GPON安裝的規劃過程中，需要遵循可持續發展的原則，同時提高光纖的利用率。

3 結 論

GPON是最新一代的無源光網絡技術，能夠給用戶提供高帶寬、高網速以及范圍廣的服務，而且其用戶接口也十分豐富，是能夠滿足用戶對網絡高要求的一項技術。因此，必須對其不斷優化和改進，以進一步提高用戶體驗，同時推動網絡發展。此外，在GPON的應用過程中還要不斷地總結經驗和收集缺陷，為技術的改進做好準備，進而彌補GPON技術本身的不足。可以預見的是，GPON在未來的應用十分廣泛，能夠改善互聯網體驗，并促進網絡的發展，是一項十分有用的技術。