浅谈GPON在家庭宽带入网中的应用

余丹

1 什么是GPON

无源光网络（Passive Optical Network，简称PON）的概念很早就被提出，由于它完全使用无源设备，不含有源节点，另外，凭借着其传输路程长、容量大、全业务支持以及造价低廉等优点，它已经是了各大运营商实现FTTF、解决接入网的“最后一公里”必不可少的入网技术。PON采用“点对多点”的接入技术以及光纤传输，能够较为灵活地构成各种网络的拓朴结构。其光分支点不使用节点装置，只要连接一个设备简单的光分支器就能实现分光，所以，它具有的优点也十分明显，包括共享带宽资源、节省光缆资源、设备的安全性高、节省机房投资、综合建网的造价低廉、建网速度快等。现阶段，被广泛使用的PON技术包括 Ethernet over PON（简称EPON）、ATM-PON（简称APON）以及吉比特PON（简称GPON）三种。

GPON技术的起源是从1995年逐渐开始形成的ATMPON技术的标准，“无源光网络”的英文缩写缩写是PON。而Gigabit-Capable Passive Optical Network（简称GPON）最开始是由FSAN组织在2002年9月提出的，在此基础上，ITU-T在2003年3月制定了ITU-T G.984.1 和G.984.2，在2004年2月至6月实现了G.984.3的标准化[5]。

2 GPON系统原理

和其他网络类似，GPON系统由ONU、OLT以及无源光分配网（简称ODN）构成，其网络结构如图1所示。OLT是核心网和接入网提供的网络侧之间相连接的接口，其功能主要包括控制各个ONU、集中带宽分配、运行维护、实时监控以及管理PON系统等。ONU是接入网提供网络用户一侧的接口，它的主要功能是提供数据、话音、视频等多项业务。现阶段，GPON能够支持的最高分光比是1：64，并且随着网络技术的不断发展，GPON能够支持的最高分光比会达到1：128。

一般来说，GPON系统是由光线路终端、光分配网络和光网络单元共同连接而构成，并且使用的构造形态为树形拓扑，同时光线路终端装配在中心一端，经分路器和光网络单元相连接。一般意义上来说，光网络单元通常装配于居民小区，给接入网提供用户端的接口，能够完成视频、音频和数据传输等多项业务的接入，再通过GE口光分配网络，往上连接到光线路的终端。

GPON 网络由由光线路终端、光分配网络和光网络单元三部分构成，各构成成分具体如下：

（1）光网络单元（简称ONU）：ONU 与局端光纤线路终端设备采用光分配网络相连，为用户提供丰富的电信业务，ONU 因此一般安装在用户侧。ONU根据业务类型采用不同的传输波段进行业务的传送，例如：有线电视业务的传输采用 1500nm 波段；数据业务的传输采用 1490nm 波段；语音业务的传送采用 1310nm 波段；

（2）光分配网络（简称ODN）：主要承担连接光网络单元与光纤线路终端的传输作用，是EPON 不可缺少的部分；

（3）光线路终端（简称OLT）：主要完成传输信道的控制与分配以及网络的监控、维护、管理等功能。

3 GPON宽带网络技术的发展应用

随着3G/4G网络的迅猛发展，结合了GPON的宽带网络技术的运用也越来越广，并且一步一步成为了宽带入网的主流技术。第一，GPON技术能够灵活地实现网络的连接，可以同时拥有好几个个智能终端，还可以实现几十千米距离的网络传送，传输的距离极远；第二 ，GPON技术具有很强的传输能力极强，每秒的传送速度可以达到几个G；第三，GPON技术提供的传输速率可以同时实现对称和非对称性，具有较强的灵活性，并且具有较快的传输速率[24]。除了以上的优点之外，因为GPON技术具有极好的网络性能和网络兼容性，结合了GPON技术宽带入网方式也能得到创新发展，来实现用户对网络的高性能、高质量、远距离以及低造价的传输目标。

4 GPON宽带入网技术的应用评价

4.1 GPON在家庭宽带组网中的性能优势

GPON宽带入网技术凭借着其性能的优势，使之能够得到广泛运用的，GPON技术在性能方面的优势具体体现在以下几点：第一，在全部的PON技术中，GPON宽带入网技术具有的净宽带最好并且最高；第二，GPON宽带入网技术是一个全新的业务平台 ，它的装置灵活简单，并且扩展性能也比较好；第三，GPON宽带入网技术的传输不仅速度快，并且其具有的传输效果也比较良好；第四，把GPON技术和传统的铜缆线入网进行比较，GPON技术的成本比较低廉，传输的性能高，信号的损耗也比较少，其业务性能可以保证安全和稳定[25]。

4.2 GPON在家庭宽带组网中的建设优势

GPON在家庭宽带组网中的建设优势主要体现在机房建设方面、中间节点的建设方面以及线路建设的方面。

（1）机房的建设

GPON的入网技术和以往的铜线接入方式相比，铜线接入的缺点体现在其信号在电缆的时候会出现损耗的情况。根据这种情况，铜线接入的方式就需要采取建造机房的方法来处理这种问题。但是GPON的入网技术就不会出现这种窘况，GPON技术在机房的建设方面不需要花费大力气，只要安装上一条光缆和几个光收发器就能实现。因此，GPON的入网技术不仅可以大幅度地提高服务质量，还能够把建造成本降到最低，其优势不言而喻。

（2）中间节点的建设

基于 GPON 技术的接入网络，除了两端需要有源设备外，中间节点建设是不需要电源的，因此，无论是投资成本还是网络建设的方便性都具有较强的优势。而对于传统方式构建的接入网络其中间节点建设都需要电力设备，这给网络建设带来了许多的不便。因为在中间节点的建设初期，必须考虑到中间节点的供电问题，需要有配套的电力电缆，特别是较偏远无配套电力电缆的地区，还得自建电力线路，即带来了不便也增加了成本[27]。另外基于传统方式的中间节点后期维护也是一个较繁重的工作，而且中间节点一般建设于小区的绿化带和写字楼的墙壁内，在维护中必须采取相应的安全措施才能保证维护人员的安全。传输线路上众多的中间节点所耗费的电量也需要一定的费用。

（3）线路的建设

GPON技术和以往的铜线入网进行比较，GPON的入网技术的优势之处还在于对线路的建设方面。因为以往的接入所采用的线路是铜线，但是铜线的成本昂贵，因此线路建设的造价也进一步增加。而GPON入网技术完全不一样，其电缆是光纤，光纤的价格比铜线低廉得多，这样就减少了线路建设方面的开销，最终达到“光进铜退”的目的。

4.3 GPON 在家庭宽带组网中的价格优势

设备建设、路线建设以及基础设施方面的投资成本基本上组成了宽带的投资成本。GPON的宽带入网技术在家庭宽带组网中的价格优势具体体现在以下两个点：第一，GPON入网技术所需要的材料，GPON入网技术的光缆材料是光纤，相对铜线的成本会比较低廉；第二，GPON入网技术要完成其功能的话不用其它装置进行辅助，和以往的接入技术相比在投资成本方面又进一步下降。根据使用光纤材料以及不需要其它装置进行辅助这两个方面，GPON的（下转第219页）（上接第178页）入网技术在价格方面的优势就显而易见了。

随着网络技术的不断发展，GPON 技术的研究与应用也取得了巨大的成就，其产品类型已日益丰富，并形成了产业化与规模化，基于 GPON 技术的设施与设备的价格也在不断走低，因此对于其它PON 技术而言，GPON 具有较强的优势[30]。在线路建设方面，GPON 采用的是光纤，其价格较便，而目前传统接入网所采用的电缆价格却在不断走高，两种价格相比较，光纤的优势更加明显。

[责任编辑：杨玉洁]