浅谈GPON技术及应用

秦付军

身份证号码：45032319871206XXXX广西南宁

摘要：：近年来，基于PON光纤接入技术的兴起，宽带网络得到了真正的提速，而以PON技术为基础的GPON，凭借着传输距离远、高带宽、高传输速率、高分光比，以及更强的业务承载能力，更加合适宽带数据业务市场。本文主要对GPON技术及其应用进行了探讨，以便于相关工程技术人员提供参考。

关键词：GPON技术；FTTH；FTTB；应用；

一、无源光网络（PON）

随着互联网的快速发展，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高带宽、高速率、多业务融合趋势下的新一代网络需求。在光进铜退策略的实施过程中，PON技术被认为建设FTTx最理想的宽带接入技术。PON是基于一点对多点网络拓扑结构的一种FTTx接入技术。其结构主要是从光纤线路中断设备（OLT）下行通过一根光纤经由无源器件光分路器，将光信号分路广播给各光用户终端设备（ONT）。无源光网络PON系统由光线路终端（OLT）、光合/分路器（Splitter）和光网络单元（ONU）组成，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技术通过缩短接入网络中铜缆的长度，将光纤进一步向用户延伸，逐步使用光缆替代传统铜缆接入网中的主干段、馈线段、分线段和入户线段。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，凭借其优秀的接入能力而备受青睐，成为新一代光接入网建设重要的接入方式。

二、GPON技术简介

GPON是一种应用于接入网、局端设备（OLT）与多个用户端设备（ONU/ONT）之间，通过无源的光缆、光分/合路器等组成的光分配网ODN）连接的网络，在OLT光线路终端）和ONU（光网络单元）之间ODN（光分配网络）没有任何有源电子设备[1]。其中，ODN由光分路器和光纤线路组成，OLT放置于业务接入中心节点，为接入网提供网络侧与局域网之间的接口，通过多个GE/FE上连接不同的业务网络，而ONU放置于小区或楼内机房，为接入网提供用户侧的接口，提供语音、数据、视频等多业务流的接入，通过GE光口ODN上连至OLT。

GPON技术具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点，它的出现，使得光纤资源利用率末端接入方面得到明显的提高。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实现单纤双向传输，系统采用WDM技术，理论传输距离可达60KM，并且其分光比最大可达1：128。GPON接入层采用点到多点光纤组网，大大节省了光线资源，提供多种保护模式，简化了网络层次，无源技术大大减少了故障点，采用合理的组网模式，建网成本较传统的建网模式更低，提供语音、各种视频、数据和专线业务等的全业务综合接入，是一种更佳、支持全业务、效率更高的宽带接入解决方案。

三、GPON的主要技术特点

1、传输速率高

按照标准规定，GPON的上行速率和下行速率最高可达2.448Gb/s，能够满足未来网络应用日益增长的对高带宽的需求，其非对称性更能适应宽带数据业务市场[2]。此外，GPON的分光能力是EPON的2倍，覆盖相同用户时可节省一半的主干光纤。采用GPON技术进行光接入网络建设，可节省线路成本和局端设备投资50%，在保证服务质量的同时，可以实现家庭用户和企业上行带宽的共享。

2、传输距离长

GPON在单一光纤中完全集成了语音与数据，以其本身的格式传输语音与数据，不会额外增加网络的复杂性，并具有更远的传输距离，GPON的传输实际距离最远可达20km。

3、多业务接入能力。GPON基于完全新的传输融合层，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，它的业务承载能力比EPON更加高效。

4、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。

5、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

GPON由于具有上下行传输速率高、接入性能好、网络效率高、部署组网灵活、全业务接入等关键优势，能够满足接入网未来发展的需求，是光网络宽带接入的优选解决方案。在FTTX宽带光接入实现上，主要的应用有：

1、FTTB组网应用

采用GPON技术承载的FTTB接入，需要解决ONU供电问题，其应用模式有以下两种：

1）FTTB+Xdsl应用模式。具体是将光纤端接点分布在楼层或楼道，小型DSLAM设备网络侧采用GPON上联口，用户侧提供xDSL接口通过双绞线入户。这种应用模式是利用现有的线路资源、双绞线资源，采用成熟的ADSL、VDSL等技术，提供中小容量的宽带接入，它同样适合室外恶劣环境的一体化机柜宽带接入。

2）FTTB+LAN应用模式。具体是将光纤端接点分布在楼层或楼道，由ONU终结光信号，ONU提供多个以太网接口。受以太网五类线的距离限制，这种实现需要保证ONU到最终用户的布线距离不超过100m。

相对于原有的DSL接入方式，FTTB网络架构的优点包括：提供高带宽、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，并具有良好的兼容性。实现了全光纤FTTH网络与DSL网络之间实现了良好的融合兼容和互操作性。

2、FTTH组网应用

FTTH（光纤到家庭用户）是利用光纤传输媒质连接通信局段和家庭住宅的接入方式，引入光纤到单个家庭住宅独享。在物理网络结构上，FTTH在OLT与ONU之间采用全程光纤的接入方式，将ONU光节点布设到居民用户家中，此时ONU称为ONT，直接提供UNI接口连接居民家庭网络。在FTTH网络中，无论是别墅区还是多层住宅，ONU都是置于用户家中，在OLT和ONU之间采用无源的光分配网络。在FTTH网络接入中，主要是光分路器和光纤构成，OLT可以置于远端的端局机房，也可以置于小区机房，具体可以依据实际条件而定。

GPON宽带接入技术，立足于高带宽高传输速率接入，根据高档小区、别墅小区和普通小区的消费承受能力，分层次提供一步到位的FTTH。FTTH模式提供系列化ONU/ONT终端，满足家庭用户有线宽带、无线宽带、广域网和局域网等各种业务接入需求。FTTH模式比较适合家庭用户宽带，而光纤到办公桌面的企业宽带接引也越来越普及。目前，农村地区大多采用ADSL技术实现宽带接入，随着IPTV和高清电视等高带宽业务引入家庭，传统农村宽带接入网络面临改造升级，近年大力推行的农村光网络覆盖，农村ODN工程建设就是顺应这样的发展趋势。

五、总结

总之，GPON技术的优势明显，使用GPON技术进行宽带接入网络工程建设，可以将原本复杂的接入网络层进行简化改造，解决了绝大部分FTTx业务需求，是最为理想的接入技术。随着设备成本逐渐降低以及三网融合的趋势下，GPON的大规模商用将是势在必行。

参考文献：

[1]温谦宏.浅析GPON技术特点及其应用[J]城市建设理论研究.2012(22)

[2]孙会莉.浅析GPON技术及应用[J]价值工程.2013(20)