探索GPON技术在接入网中的应用

王玉峰

摘要：随着通信技术的高速发展，无源光网络技术（PON）有效的突破了点到点的传统解决办法，解决了宽带接入问题，得到了广泛的应用，GPON技术正是一种基于ITU-TG.984.x标准发展而来的新一代宽带无源光综合接入标准。本文详细的介绍了GPON系统的组成原理和技术特点，同时根据现有接入网应用，归纳分析了GPON技术的四种应用模式，分别是FTTB、FTTB+LAN、FTTB+xDSL和FTTH。

关键词：接入网，无源光网络，GPON，FTTx

1 引言

随着我国通信技术的快速发展，无源光网络技术（PON）有效解决了宽带接入问题，突破了点到点的传统解决办法，不仅经济实用，而且在未来能够面向多种业务的用户，在光接入网技术领域中具有广阔的发展空间。GPON技术是一种以ITU-TG.984.x为标准发展而来的新一代宽带无源光综合接入标准，它不仅拥有极高的工作效率，高带宽，覆盖面积广泛以及丰富的用户接口等多种优点，而且能够向广大用户提供三网合一的接入任务，即为用户提供安全可靠、优质高效的数据、语音、视频三网合一业务[1]。

2 GPON系统组成及其特点

2.1 GPON系统组成

GPON系统主要有三大部分构成，分别是光分配网络（ODN）、光网络单元（ONU）、光分配网络（OLT），而光分配网络又由光纤线路和光分路器等构成[2]。三个部分各负其责，其中，光网络单元位于楼内机房或者小区的机房中，作用是为接入网提供用户侧的接口，采用GE光口经光分配网络上联到光分配网络，作用是为接入网提供用户侧的接口；光线路终端负责位于业务接入的中心节点，负责向接入网提供网络侧和城域网之间的接入口，采用多个GE/FE接口连接多个不同的业务网络。

2.2 GPON技术特点

GPON具有极高的传输效率和高带宽，上行速率1.244Gbit/s，下行速率可以高达2.488Gbit/s，能够为运营商在未来业务的接入带宽提供可靠保证。利用GEM的封装方式时，GPON的综合传输效率可以93%以上[3]。

为了节约运营商在处理故障和维护中的成本，特别在接入网层面中设置了一个统一的接入平台。

GPON是以电信级的技术标准进行设计的，不仅能够为不同种类的业务提供质量保证，而且也对设备的操作性制定了详细要求。同时，它还制定了对接入网层面上的保护机制以及充分完善的OAM功能，光纤自动倒换时间不超过50ms。

GPON采用的是单纤接入技术，利用单根光纤就能够满足用户需求，为运营商在接入层馈线端节省了大量的光纤资源。

网络具有良好的安全可靠性。由于在室外的光分配网中设置了无源分光器和性能稳定、只具有物理介质特征的光纤，不存在任何有源设备，使网络安全得到充分保护。

支持更远的接入距离。GPON系统是针对FTTB特别开发的，其光分配网络到光网络单元的最远接入距离能够达到60km以上。

3 GPON在FTTx中的应用模式

3.1 FTTB应用模式

当前，宽带光接入网的一个主要类型就是光纤到楼宇。由于FTTB网络结构在光分配网络点需要电力支持，从目前的形式看，多采用本地供电的方式，少数地方也出现了区域集中供电或者使用远程供电系统。同时，在多住宅单元提供了数量较多的VOIP语音接入业务，对于这种情况，还要对备用电源做好详细的解决方案。目前，被广泛认可和使用的方案有楼道应急电、交流UPS以及一次电源加蓄电池等解决方案。

在FTTB网络中，光网络单元布设到DP，无形中增加了光网络单元的数量，加之单个光网络单元能够接入的用户数量并不多，因此，在对光纤传输技术进行选择时，首先考虑不仅能够支持数量较多的光网络单元，而且能够节约光纤资源的传输技术。对当先现有的技术进行综合考评和选择，GPON技术是最佳选择。应用模式具有很多种，下面进行详细分析：

3.2 FTTB+LAN的应用模式

这种应用模式的实现方式为在楼道或者楼层中布设光纤端接点，ONU负责提供多个入网接口，也有ONU终结光信号。需要注意的是，入网五类线在距离上有所限制，必须保证ONU到达最终用户的走线距离不得长于100m时才能实现。

3.3 FTTB+xDSL的应用模式

此种模式的实现方式为在楼道或者楼层中布设光纤端接点，用户侧使用xDSL接口以双绞线进入用户，小型DSLAM设备网络侧使用GPON上联口。这种应用模式使双绞线资源得到了充分利用，借助相对成熟的ADSL2+、VDSL技术，使现有的线路得到了有效利用，节省资源，同时，提供了中小容量的DSL MDU，设有适合在室外恶劣环境中使用的一体化机柜。

3.4 FTTH应用模式

FTTH应用模式就是光纤到家庭用户模式，目的就是将光纤引入到单个家庭用户中，实现方式是通过光纤传输媒介连接到通信局端和家庭住宅。FTTH在具体的网络构成中，FTTH和光分配网络的连接、FTTH和光网络单位之间的连接方式使用的全程光纤方式，在居民用户家中铺设ONU光节点，这时，ONU被称作ONT，将ONT接口连接直接提供到居民的家庭网络中[4]。

不管是多层小区还是别墅区，只要是FTTH网络，ONU全部都是在用户家中放置的，使用无源的光分配网络来连接光分配网络和光网络单元。同时，在FTTH网络结构中，需要在ONU点提供供电，可以采用UPS供电也可以使用家庭直接供电。在GPON系统中，光纤和光分路器是系统的主要构成部分，OLT设置的位置相对来讲比较灵活，不仅可以设置在小区机房中，而且也可以设置在远端的端局机房中，可以根据现场的具体情况进行铺设。

ONU和OLT侧都设置了高速接入的数据接口，为数据业务的开展提供了良好的接入途径。由于ONU的入网接口为用户的宽带上网提供接入服务，为了和现有的用户管理方式保持一致，同时也考虑了现阶段宽带中的应用实际，BRAS依然承担着用户管理和认证工作。对于数据业务接入，采用恰当的QS策略依然是最需要考虑的，每个业务都有自己的需求和特点，需要提供适合本业务需要的QS保证，进而为不同的业务提供适合本业务发展的业务质量和带宽保证。

对于社区信息化场合而言，FTTH模式是最佳选择。GPON的光接入平台建立在高带宽接入的基础上，可以根据普通小区、高档小区以及别墅小区的具体消费需求，分层次的为用户提供一步到位的FTTH。接入业务能够满足家庭永华对局域网、有线方式、无线方式以及广域网等多种业务的接入需求，同时还提供种类丰富的接入业务，包括宽带上网、语音家庭、数字家庭、CATV视频业务等多种业务。

4 结束语

GPON技术在接入网层面上提供了一个统一的接入平台，不仅能够满足当前FTTx的大部分业务需求，而且也节省了运营商的故障处理成本和维护成本。运营商FTTx的应用具有双纤保护、覆盖面积光、带宽高等优点，加之光分配网都处于室外，并且没有有源设备，只有无源分光器和物理介质相当稳定的光纤，为网络提供了安全保证。

参考文献

[1] 徐伟亮，李俊. GPON：最新一代无源光网络[J]. 黑龙江通信技术. 2003（03）

[2] 冯野. GPON技术及实际应用[J]. 黑龙江科技信息. 2010（29）

[3] 邱国锋. GPON技术——后网络智能化时代的核心[J]. 科技信息. 2010（31）

[4] 孙刚. 基于GPON技术及应用模式探讨[J]. 中国新技术新产品. 2011（18）