浅谈GPON技术在接入网络中的应用
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【摘 要】gpon技术作为新一代光纤接入技术，采用GEM帧封装技术，具有抗干扰能力强、带宽特性好、网络传输速率高、接入距离、覆盖面积广、接口对、维护方便等特征，在网络接入技术中有着良好的应用前景，文章分析了GPON网络接入的架构和GPON的网络接入技术特点和应用接入模式，为GPON网络的接入提高建议，成为很多通信运营商作为改造传统以太网通信接入网建设的主流技术。
【关键词】GPON技术；通信；发展和应用
随着宽带业务应用的多元化以及运营商提供的服务多样化，网络信息的传输量成倍的增加，对网络带宽需求的不断提高，采用光纤的接入方法能够有效的解决网络带宽问题，采用GPON技术解决网络带宽问题的基本特征是：网络传输的吉比特高速率、信息封装的高效率、支持多业务透明传输，网络的上行与下行的传输速率快，同时提供明确的Qos质量保护和高级别的服务保障，能够提供有效的信息传输的网络监测和业务管理。
1 GPON网络接入系统的架构
同所有网络PON的接入系统相似，GPON系统的接入由光网络接入单元ONU、光线路终端OLT和无源光分配网络ODN等三部分组成，OLT为网络接入侧与用户核心网络之间的接口，具有分布带宽和控制光网络接入单元，对网络进行实时维护和监控，ONU主要为用户网测提供接入接口，提供语音、数据和视频等相关的业务流，受OLT的集中控制，根据信息的传输的要求，系统的分支比可以为1：16或者1：32、1：64比例，根据光分支的特征和要求，这种光分支比可以达到1：128。在GPON的接入网络系统中，GPON可以采用波分复用技术来实现系统信号的双向传输，提高信号传输的带宽。如果网络的带宽在遇到信号阻塞的时候，还可以对传统的树型拓扑进行提升，采用相应的传统的PON保护结构以提高网络的信号传输的速率和网络稳定性。基于GPON技术的网络接入系统的架构如下图1所示：
2 GPON接入网络的技术特点
GPON网络接入主要采用的是点到多点网络拓扑结构，采用的是无线光接入技术，网络的安全性能比较稳定，网络信息的传输主要采用的GEM数据封装的方式，可以满足众多用户视频点播和语音通信的功能，具有高质量的信息安全保护机制和高效的网络传输速率。
（1）GPON接入网络传输速率高。信号的上行传输速率达到1.244Gbit/s，下行速率达到了2.488Gbit/s的高速传播速率，能够满足运营商和用户对网络信号传输的带宽需求，用户主要采用的是CEM封装方式，信号的传输比较稳定，综合传输速率达到95%以上。网络的接入采用的是非对称性的单路光纤的接入，可以有效的满足ONT的用户需求，可以有效的节省运营商的光纤资源，提升网络带宽的利用效率。
（2）QoS保证的全业务接入。GPON主要采用的Qos服务质量对传输的信息进行保证，能够有效的承载ATM信息元，对网络信息的传输采用GEM封装技术，对网络信息的传输能够提供很好的服务等级，提高网络信息的传输速率，能够支持Qos安全服务质量保证，提供网络信息的全业务接入能力，网络信息发射端在承载GEM帧时，能将TDM的数据信息映射到GEM帧中，可以采用标准的帧（8hz，125us）直接支持TDM的数据传输业务，保证业务信息的实时传输，可以承载语音、视频服务，保证系统信号传输的Qos服务质量。
（3）简单、高效的信息封装技术。GPON技术主要采用的是GEM的信息封装和分片技术，提供了一种灵活、方便的帧封装结构，能够将一条信息分割成若干个GEM帧，并将GEM帧按照信息的分割顺序进行传递，实现多种业务的通用映射，信息在传输的过程中，不需要进行通信协议的转换，信息传输的过程简单，占用的带宽比较小，GEM帧封装的效率高达97%以上，能够实现网络带宽资源的有效利用，提高网络通信的效率。
目前，基于PON技术通信接入网存在诸多问题，例如覆盖范围窄、信号传输质量差、带宽小以及容易掉线、Qos服务质量差等不足，不适合于大规模的网络信息传输、语音、视频等业务流的发展及应用。随着通信技术的发展，网络视频点播、语音信息的传递，网络对宽带通信的需求不断提高，GPON接入技术能够很好的解决这一问题。
（1）FTTB接入应用模式。这种就是光纤到楼宇宽带光接入网网络，主要采用光纤替换用户引入点之前的铜线电缆，将光网络接入单元ONU布设在传统的信息分支点上，并将ONU以下的接入采用其他介质接入用户，可以方便的实现多个用户共享，每个光网络接入单元可以支持10～100左右的用户，光线路终端OLT一般安放在局端，用于用户的业务信息分发工作，OLT上联网络侧采用光纤接口并与ONU设备相连接，用户侧提供相关的线接口，主要包括POTS、ISDN、ADSL、以太网等相关通信网络的接口。在一般情况下，FTTB接入模式的方式要根据实际接入的小区或用户的情况而定，可以采用FTTB+XSDL（主要用于接入家庭的网络用户）或者FTTB+LAN（主要是接入楼宇或小型的局域网中）两种模式模式。
（2）FTTH接入应用模式。GPON技术的网络接入模式可以根据具体的情况进行设计，FTTH的接入就是光纤到家庭用户的接入方式，连接通信局端和家庭住宅的接入方式，主要是利用光纤传输媒质对用户的网络进行连接，通过引入光纤由单个家庭使用，提高网络的传输速率，但是在某种程度来说，容易造成带宽的浪费。这种接入方式，在物理网络构成上，FTTH在光线路终端OLT与无源光分配网络ONU之间采用全程光纤的接入方式，保证通信网络的上行和下行的传输速率，将无源光分配网络ONU光节点根据实际的需要布设到用户家中；这样，无源光分配网络ONU称为ONT网络接入方式，能够直接的通过UNI为用户同UNI接口连接。在FTTH的网络接入应用模式中，OLT与ONU之间主要采用无源光分配网络技术，网络的构成主要由光分路器和光纤构成，形成一个动态管理的系统，能够实现视频、语音、交互式大型网络游戏等业务流比较大的网络信息传输，光线路终端OLT可以根据需要置放在小区机房或者专业的远程机房中，这种接入设备的供电方式可以采用220v的家庭电源供电，也可以采用专用的UPS进行供电，保证系统的稳定性。
4 小结
GPON技术作为一种点到多点网络宽带接入技术，才用了GEM封装技术，并且能够有效的实现信息分片传输技术，吸取了PON网络传输的优点，能够与网络服务运营商制定的ITU技术标准相适应，拥有多种信息接口的接入方式，在信息的传输方面超过了传统以太网的网络接入方式，可以实现视频、语音、大型交互式网络游戏等业务流比较多的网络信息的传输。GPON技术可以通过对原有的网络技术进行改造并加以简化，就能够实现快速的网络传输技术，在使用中充分体现其广覆盖，高带宽，双纤保护等特点，实现GPON技术网络接入的先进性。
参考文献
[1]陈洪州.GPON技术应用及发展探讨[J].科技创新导报，2011（27）.
[2]刘玉兰，吴延红.GPON技术及应用[J].数字技术与应用，2011（5）.