浅谈GPON技术及应用

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摘要：近年来，随着互联网业务的快速发展，人们对传输带宽要求越来越高，传统的铜线接入网络已经无法满足大带宽、高速率、多业务融合趋势下的新一代网络需求。同时铜线接入高昂的网络建设成本和运营成本促使电信运营商需要更优的“最后一公里”接入技术。

关键词：gpon;FTTH;FTTB;PON;ODN

中图分类号：TN 文献标识码：A文章编号：1673-0992（2010）11-0000-01

一、无源光网络（PON）

无无源光网络（PON，Passive Optical Network）由光线路终端（OLT）、光合/分路器（Splitter）和光网络单元（ONU）组成，采用树形拓扑结构。OLT放置在中心局端，OLT与ONU之间通过无源光合/分路器连接。OLT与ONU之间的ODN（光分配网络）没有任何有源电子设备。

PON使用波分复用技术，同时处理双向信号传输，上、下行信号分别用不同的波长，在同一根光纤中传送。在运营商的局端机房，数据和语音合成在一起通过1490nm波长向下行方向传送；上行数据使用1310nm波长；视频业务使用1550nm波长从局端向用户端传送。

无源光网络技术，以其无源、没有供电压力、ODN环境适应性好、不受电磁干扰、能节省机房建设成本和降低运营维护费用等优势，能够很好地满足接入网建设的需求。尤其是GPON技术的出现，因其具有成本低、寿命长、传输距离远和高带宽等特点而备受青睐，成为新一代光接入网建设的重要方式。

二、GPON技术

GPON技术是基于ITU-T G. 984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点。作为一中灵活的无源光纤接入网，GPON可以在高速率下以对称或非对称方式工作，支持多种业务，具有强大的OAM能力。GPON以ATM信元和通用成帧协议（GEP）为帧结构协议来承载各种业务，并提供相应的QoS。GPON支持1.244Gbit/s和2.488Gbit/s的下行速率和ITU-T规定的155Mbit/s、622Mbit/s、1.244Gbit/s和2.488Gbit/s的上行速率。GPON的逻辑传输距离为60KM，实际传输距离可支持20KM以上。GPON系统的分光比最大可达1：128。

基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的OLT(光线路终端)，用户端的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元)，连接前两种设备由单模光纤和无源分光器组成的ODN(光分配网络)以及网管系统组成。

三、GPON的主要技术特点：

1、多业务接入能力。GPON基于完全新的传输融合（TC）层，能够完成高层多样性业务的适配。GPON能够同时承载ATM信元或基于GFP技术的GEM帧，能够提供数据业务、语音业务、PDH/SDH业务、ATM业务、视频业务等在内的多业务接入能力。

2、较宽的带宽和较大的覆盖范围。GPON的速率高达2.488Gbit/s，能够提供足够大的带宽来满足用户日益增长的带宽需求。GPON系统的网络覆盖范围理论上可达60KM，实际物理覆盖范围可高于20KM。

3、拥有更加完善的DBA，具有优秀QoS服务能力。GPON系统采用的DBA算法可以灵活地分配带宽，满足不同业务流对时延、抖动、丢包率等不同的QoS要求。4、支持TDM业务。TDM业务可以映射到GEM帧中，由于使用标准的8kHz(125μs)帧，能够直接支持TDM业务。

5、高效的适配封装协议。GPON的GEM提供了一种灵活的帧封装协议，支持定长和不定长的封装，对多种业务实现通用映射，不需要进行协议转换，实现过程简单、开销小、封装效率高达94%，可以充分利用带宽资源。

6、强大的OAM能力。GPON开发了丰富的业务管理和电信级的网络检测能力。GPON系统提供3种OAM通道：嵌入的OAM通道、PLOAM和OMCI。

7、技术相对复杂、设备成本高。GPON能够承载有QoS保障的多业务、具备强大的OAM能力等，但因此也增加了技术和设备的复杂性，成本相对高昂。

四、GPON技术应用

通信技术的发展日新月异，特别是光纤通信技术的发展，将具有无限的带宽潜力、卓越的传送性能和优越的联网能力的光纤接入到路边已是未来电信在接入网方面的战略部署方向。GPON由于具有上、下速率高、接入性能好、网络效率优、灵活性和可伸缩性、全业务接入等关键优势，特别是能够满足接入网未来发展的需求，是光网络接入的优选解决方案。目前，GPON已步入商用阶段，下面就基于GPON的华为FTTx组网应用介绍如下：

MA5680T光接入设备是华为公司的GPON接入产品，作为GPON系统中OLT设备，和终端ONU设备配合提供GPON接入功能；提供大容量、高速率和高带宽的数据、语音和视频解决；满足FTTH光纤到户、FTTB光纤到楼、基站传输、专线互联等组网需求；提供高带宽长距离接入，解决大范围接入覆盖问题；利用单根光纤提供语音、数据、视频业务，适应电信用户个性需求。

1、 FTTH组网应用

MA5680T在FTTH组网应用中，针对相对分散的新建高档公寓或别墅，通过光纤到户的方式，采用一根光纤同时提供语音、数据和视频接入业务。

对于语音业务，VOIP终端经由ONT和MA5680T最终接入NGN网络或通过中继网关接入PSTN网络。对于数据业务，PC由ONT接入MA5680T，上行经BRAS设备接入IP网络。对于视频业务，可采用IPTV或CATV方式，为终端用户提供视频业务。

(2) FTTB组网应用

MA5680T应用在FTTB的环境中，针对布防了双绞线的现有公寓,通过光纤到楼,下行接ONU为小区内用户提供语音、数据、视频业务等高带宽接入业务。

FTTB网络架构将ONU直接放在楼内，再通过双绞线将业务分配给用户。FTTB网络架构更适合于集中的公寓住宅和小企事业单位办公楼。

MA5680T应用在FTTB的环境中：ONT下行连接LAN交换机或网络集线器，为更多用户提供业务接入；MA5680T下行DSLAM，为更多用户提供业务接入；LAN交换机为树形结构组网，各LAN交换机间独立工作，互不影响。而且可以根据LAN交换机下带用户数多少分配带宽，非常灵活。

与现有DSL架构相比，FTTB网络架构的优点包括：提供高带宽、远距离接入，现有的DSL接入方式可达到的数据传输速率受限于双绞线的长度；节省投资，FTTB网络架构在全光纤FTTH网络与DSL网络之间实现了良好的融合，长距离采用光纤传输，短距离采用双绞线传输，节约用户投资；良好的兼容性，FTTB网络架构与现有的DSL网络架构实现兼容及互操作性。

参考文献：

[1] 华为.《GPON技术内参》2007版

[2] 中兴.《GPON发展规划》2008版