淺談GPON技術(shù)在接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

裴 熠，廖虹劍

（江西省廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸有限公司，江西 南昌 330046）

淺談GPON技術(shù)在接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

裴 熠，廖虹劍

（江西省廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸有限公司，江西 南昌 330046）

GPON技術(shù)具有帶寬利用靈活，傳輸效率較高，管理功能完備的特點(diǎn)，目前在接入網(wǎng)中得到了大規(guī)模應(yīng)用。在應(yīng)用GPON技術(shù)時(shí)，應(yīng)做好其設(shè)計(jì)規(guī)劃、安裝與維護(hù)工作，并不斷創(chuàng)新GPON技術(shù)，滿足人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)更高的需求。文章重點(diǎn)從設(shè)計(jì)規(guī)劃、安裝與維護(hù)等方面分析了GPON技術(shù)在接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，并對(duì)其前景進(jìn)行了展望。

GPON；接入網(wǎng)絡(luò)；FTTH

1 GPON技術(shù)

千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（Gigabit-Capable PON，GPON）是在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network，PON）的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種技術(shù)。當(dāng)下就國(guó)際ITU-TG.984.x的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，GPON屬于比較先進(jìn)的寬帶無(wú)源光綜合接入技術(shù)，已經(jīng)成了最主要的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。GPON技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)，一是，GPON具有極佳的傳輸速度，最高速度可達(dá)到每秒多個(gè)G；二是，GPON能夠適用于多種網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)智能終端也有多個(gè)，傳輸距離可達(dá)到幾十千米；三是，GPON能夠有效地提供對(duì)稱和非對(duì)稱的速率傳輸，且具有較高的傳輸速率；四是GPON技術(shù)具有很好的網(wǎng)絡(luò)兼容性，并且處在不斷地發(fā)展創(chuàng)新中?？偠灾珿PON網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)由于具有上述優(yōu)勢(shì)，滿足了網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、傳輸信號(hào)質(zhì)量和使用成本等方面的需要，在我國(guó)三大通信運(yùn)行商網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。

2 GPON技術(shù)的組網(wǎng)方案

根據(jù)用戶不同的使用需求，GPON技術(shù)在接入網(wǎng)中的運(yùn)用情況也不一樣。組網(wǎng)是GPON技術(shù)發(fā)揮作用的前提條件，在組網(wǎng)期間常常會(huì)根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性質(zhì)構(gòu)建，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造的性能發(fā)揮。目前，GPON技術(shù)的組網(wǎng)包括星型方式、樹形方式、總線方式等，具體情況如下。

2.1 星型方式

當(dāng)光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）與光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit，ONU）之間按點(diǎn)到點(diǎn)配置，且每一ONU直接經(jīng)一專用光鏈路與OLT相連，中間沒(méi)有光分路器時(shí)就構(gòu)成星形結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@種組網(wǎng)方式不會(huì)在光分路引入時(shí)造成太多的損耗，所以傳輸距離遠(yuǎn)超過(guò)點(diǎn)到多點(diǎn)配置。不過(guò)，因?yàn)樾切头绞皆谑褂眠^(guò)程中要用到大量的光纖，應(yīng)用成本很高，因此一般不會(huì)選擇此種組網(wǎng)方式。

2.2 樹形方式

樹形拓?fù)涫屈c(diǎn)到多點(diǎn)配置的基本結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)利用了一系列級(jí)聯(lián)的分配點(diǎn)（Distribution Point，DP）對(duì)信號(hào)進(jìn)行分路，傳給多個(gè)用戶，同時(shí)也靠這些分配點(diǎn)將上行信號(hào)結(jié)合在一起送給OLT。分配點(diǎn)的分路器常為1∶N型，在重要客戶接入中，可能采用2∶N分光以實(shí)現(xiàn)主干光纖保護(hù)。

2.3 總線方式

總線結(jié)構(gòu)是OLT和分配點(diǎn)的拓?fù)?，分配點(diǎn)到ONU仍然是星型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)利用了一系列串聯(lián)的分配點(diǎn)以便從總線上向ONU分配OLT發(fā)送的信號(hào)，同時(shí)又能將每一ONU發(fā)送。

3 GPON接入網(wǎng)的安裝與維護(hù)

3.1 GPON接入網(wǎng)的安裝

在進(jìn)行GPON接入網(wǎng)的安裝時(shí)，首先要保證光纜符合項(xiàng)目的需求，并確保光纜的質(zhì)量；其次，在機(jī)房布線時(shí)要確保工程質(zhì)量符合消防規(guī)范，以防留下火災(zāi)隱患；再次，機(jī)架要安裝在低層面的樓房，這樣既使施工變得簡(jiǎn)單，也便于后期的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。

3.2 GPON接入網(wǎng)的維護(hù)

GPON設(shè)備在使用時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)一些故障，故障出現(xiàn)后如果不能及時(shí)解決就會(huì)影響用戶的正常使用，因此，相關(guān)人員要及時(shí)做好故障急救工作。假如是單個(gè)用戶出現(xiàn)故障，應(yīng)當(dāng)首先想到從光功率及終端信息著手進(jìn)行處理。假如是單PON口用戶故障，應(yīng)當(dāng)首先想到從PON口，饋線光纜及流氓ONT信息等方面著手進(jìn)行處理。

這里介紹一下單個(gè)ONU故障的處理方法：首先要對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，檢查的順序是ONU的運(yùn)行燈是否正?！狾NU接觸是否良好—業(yè)務(wù)板運(yùn)行燈是否正?！獦I(yè)務(wù)板接觸是否良好—PON接口是否正?！饪诩す馄饔袥](méi)有打開，這一步驟逐步開展，直到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。其次要對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)配置狀況進(jìn)行檢查，檢查方面包括：ONT綁定的DBA模板是否存在錯(cuò)誤、業(yè)務(wù)流配置是否存在錯(cuò)誤以及VLAN中有沒(méi)有加入上行口。最后要對(duì)光纖及光模塊進(jìn)行檢查，檢查方面包括：光纖是否插好、光纖有沒(méi)有損壞、平均發(fā)送光功率是否符合要求、接收效果不佳以及光纖和光模塊接口是否有臟物。

4 GPON接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

視頻、云和智慧家庭的蓬勃發(fā)展推動(dòng)固網(wǎng)入戶帶寬需求迅速上漲，現(xiàn)有的GPON接入技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)下的需求。10G GPON由于比GPON具有更快的傳輸速度、更遠(yuǎn)的傳輸距離，已經(jīng)成為接入網(wǎng)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。千兆接入（Gigaband）規(guī)模部署近在眼前。然而，作為公認(rèn)的技術(shù)發(fā)展方向，由PON邁向10G GPON的演進(jìn)道路并非一片坦途，存在業(yè)務(wù)和技術(shù)上的不少挑戰(zhàn)和不確定性。

千兆業(yè)務(wù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)是空前的，要求網(wǎng)絡(luò)以更快的速度升級(jí)換代，10G GPON FTTH將是千兆接入主流方案，可實(shí)現(xiàn)端到端的成熟商用。10G GPON技術(shù)已經(jīng)提出較長(zhǎng)時(shí)間，由PON向10G GPON的平滑演進(jìn)也是業(yè)界共識(shí)，但是其中的演進(jìn)路線依然存在不少挑戰(zhàn)和不確定性。從業(yè)務(wù)層面來(lái)看，目前的寬帶套餐從10M，20M，50M，100M甚至千兆不等，且從用戶實(shí)際需求出發(fā)，多種接入寬帶速率依然有其生命周期，高價(jià)值套餐與基礎(chǔ)寬帶套餐必將長(zhǎng)期共存。這直接帶來(lái)的是E/GPON與10G GPON的長(zhǎng)期共存，終端側(cè)ONT極大程度會(huì)在同一個(gè)ODN分光下，分波方案是必然選擇。從具體的技術(shù)來(lái)看，EPON與10 G EPON天然波長(zhǎng)可以共存，使得現(xiàn)網(wǎng)ODN側(cè)無(wú)需改動(dòng)，用戶側(cè)ONTEPON或者10 G EPON可以在一個(gè)10 G EPON口下共存；而GPON與10G GPON則需要通過(guò)WDM1r合波設(shè)備進(jìn)行部署，使新部署的10G GPON向下兼容GPON網(wǎng)絡(luò)。國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商在部署FTTH時(shí)更多選用的是GPON技術(shù)，GPON向XG-PON的平滑演進(jìn)顯得尤為重要。鑒于GPON向XG-PON的演進(jìn)一直缺乏標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)，且沒(méi)有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可取，這實(shí)際上是運(yùn)營(yíng)商在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)部署中發(fā)現(xiàn)的需求。

從GPON到10G GPON不是一個(gè)一蹴而就的過(guò)程，而是需要慢慢發(fā)展的，10G GPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有10 G/2.5 G下上行非對(duì)稱和lO G/10 G上下行對(duì)稱的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在對(duì)稱結(jié)構(gòu)中，上下行方向均提供10 Gbit/s的速率；非對(duì)稱結(jié)構(gòu)中，采取下行10 Gbit/s上行2.5 Gbit/s的方案。首先，為了實(shí)現(xiàn)10G GPON平穩(wěn)地過(guò)渡，10G GPON系統(tǒng)必須兼容現(xiàn)有的GPON系統(tǒng)，10G GPON下行使用L波段，上行使用O波段。通過(guò)采用WDM技術(shù)，10G GPON可以兼容目前部署的GPON，實(shí)現(xiàn)10G GPON的平滑過(guò)渡。其次，ONU向l0 G/10 G轉(zhuǎn)變，OLT向10 Gbit/s的上下行速率轉(zhuǎn)變。在下行信道完成升級(jí)后，上行信道開始向10 Gbit/s速率轉(zhuǎn)變。最后，ONU向10 G/2.5 G轉(zhuǎn)變，OLT向10 Gbit/s的下行速率轉(zhuǎn)變。由于10 Gbit/s突發(fā)模式接收機(jī)等技術(shù)難題,要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可靠的10 Gbit/s上行鏈路速率相對(duì)困難，所以2.5 Gbit/s上行成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)可行的方案。2.5 Gbit/s的上行鏈路，不僅將上行通道擴(kuò)容了兩倍，還大大降低了突發(fā)模式接收機(jī)的設(shè)計(jì)難度，從而降低了接入成本。同時(shí)2.5 Gbit/s上行還可以有效滿足用戶的各種接入需求。

總之，10G GPON已經(jīng)成為各大運(yùn)營(yíng)商的下一步計(jì)劃，其計(jì)劃利用Combo PON方案，迅速地完成10G GPON的推廣，為寬帶客戶提供更好的服務(wù)。

5 結(jié)語(yǔ)

在技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新下，在網(wǎng)絡(luò)的不斷演進(jìn)下，隨著中國(guó)市場(chǎng)4G LTE網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，GPON接入網(wǎng)的方式應(yīng)用得越來(lái)越廣，為運(yùn)營(yíng)商提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋和提升網(wǎng)絡(luò)容量提供了有效途徑，打造了一個(gè)美好的網(wǎng)絡(luò)新時(shí)空。

[1]霍洪濤.GPON光纖接入網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)[J].電信科學(xué)，2008（12）：91-93.

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[3]劉克明. GPON光纖接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景淺議[J].數(shù)字通信世界，2015（6）：298-299.

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Discussion on the application of GPON technology in the access network

Pei Yi, Liao Hongjian
（Jiangxi Radio and Television Network Transmission Co., Ltd., Nanchang 330046, China）

GPON technology has the characteristics of high bandwidth utilization, high transmission efficiency and complete management function, and it has been massive used in the access network at present. In the application of GPON technology, we should do its design planning, installation and maintenance work, and constantly innovate GPON technology to meet the higher demand for the network. This paper analyzed the application of GPON technology in the access network from the aspects of design planning, and installation and maintenance.

GPON; access network; FTTH

裴熠（1984— ），男，江西新余，碩士，助理工程師；研究方向：廣播電影，電視工程。