有線電視寬帶接入中GPON技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

沙巍 崔玉柱

摘要

圍繞PON技術(shù)（無源光纖網(wǎng)絡(luò)），在21世紀(jì)初發(fā)展出了EPON和GPON兩個標(biāo)準(zhǔn)。相比較而言GPON有著非常明顯的優(yōu)勢在現(xiàn)階段人們對網(wǎng)絡(luò)的要求往更快、更大、更靈活的方向發(fā)展，GPON要有優(yōu)勢。本文簡單分析了GPON，并由此探討了基于GPON的有線電視寬帶接入方面的問題，指出其在FTTH時代下的優(yōu)勢以及發(fā)展形勢。僅供參考。

【關(guān)鍵詞】GPON PON 有線電視寬帶

GPON是圍繞PON形成的一個標(biāo)準(zhǔn)族，當(dāng)然圍繞PON形成的標(biāo)準(zhǔn)族并非只有GPON，還有APON、BPON以及EPON。其中GPON與EPON在業(yè)內(nèi)被認為是可能主導(dǎo)FTTH（光纖到戶）時代的關(guān)鍵。具體誰將主導(dǎo)FTTH時代本文不做討論，基于探索的目的，本文著重從GPON的角度來談有線電視寬帶入戶問題。

1 GPON概述

談GPON，離不開PON，所謂PON是為無源光纖網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)很簡單，其復(fù)雜性主要表現(xiàn)在信號處理技術(shù)上，本文不做討論。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來看PON網(wǎng)絡(luò)中沒有任何電子電源或電子器件，多個遠端用戶或者ONI共享一根光纖。從信號下行方向來看，局端/OLT通過廣播的方式向所有遠端用戶/0N1發(fā)送信息，用戶需要從中取出自己需要的信息，也就是從OLT端看，為單點發(fā)送，多點接收，而從ONU端看則是多點發(fā)送，單點接收。隨著PON的發(fā)展，GPON應(yīng)運而生。

所謂的GPON是一個標(biāo)準(zhǔn)族，也被稱為無源光網(wǎng)絡(luò)。它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與PON非常相似，主要就是OLT、ONU或ONT，加上單模光纖和無源分光器構(gòu)成ODN即網(wǎng)管系統(tǒng)。GPON有著比其他PON標(biāo)準(zhǔn)更高的寬帶速率，下行速度2.5Gbit/s，具備非對稱特性，更適應(yīng)當(dāng)前寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，且具備QoS全業(yè)務(wù)保障，可同時承載GEM幀和ATM信元。在GPON標(biāo)準(zhǔn)族中明確規(guī)定了其支撐的業(yè)務(wù)包括視頻業(yè)務(wù)、專用線業(yè)務(wù)、PSTN業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

2 GPON在有線電視寬帶中的應(yīng)用與發(fā)展

隨著三網(wǎng)融合的推進，有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)（即廣播電視網(wǎng)）與電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)相互融合，并最終實現(xiàn)一根光纖入戶?；贕PON的有線電視寬帶接入，現(xiàn)在基本上全看運營商提供的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施屬于哪一個標(biāo)準(zhǔn)，如果網(wǎng)絡(luò)運營商提供的是GPON標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，則就是GPON下的有線電寬帶網(wǎng)，另一種就是EPON。當(dāng)然根據(jù)相關(guān)研究來看，GPOIN總體上要比EPON要有優(yōu)勢，優(yōu)勢在寬帶速率上最為顯著。當(dāng)然實際上不論是GPON還是EPON，核心都是PON，所以基于GPON的有線電視寬帶接入，同樣需要從PON的角度來進行探討。

2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

基于上文分析，GPON本質(zhì)上也是一種點到多點拓撲的無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這個無源說的是只有光纖和分光器（合光器）。重點在于OLT、ONU和ODNo其中OLT是網(wǎng)絡(luò)側(cè)端口，連接核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，經(jīng)ODN連接ONU。在PON技術(shù)中OLT是核心設(shè)備，主要負責(zé)跨帶分配、實時監(jiān)控、ONII控制、運行維護管理等。

ONU屬于用戶側(cè)設(shè)備，為用戶入網(wǎng)提供接口，連接用戶后，接入ODN形成ODN網(wǎng)絡(luò)，并接受OLT的集中管理。所以本質(zhì)上現(xiàn)在有線電視寬帶入網(wǎng)應(yīng)用GPON，采取的組網(wǎng)方式是以PON技術(shù)為基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上不復(fù)雜，組網(wǎng)很容易實現(xiàn)。但設(shè)備成本高，所以從現(xiàn)在的狀況來看，GPON暫時還不能競爭過EPON，當(dāng)然由于同屬于PON技術(shù)范疇，現(xiàn)階段也有一些應(yīng)用，不過效果好壞有待商榷。實際上由于GPON組網(wǎng)并不復(fù)雜，但真正要用好，還需要靠網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。其技術(shù)復(fù)雜性主要就在于這個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

GPON的協(xié)議棧包括PMD層與GTC層，其中GTC層則有兩種封裝模式，即上文提到的ATM和GEM。按照現(xiàn)在的IPTV業(yè)務(wù)發(fā)展來看，主要采用的全以太模式，那么在GPON應(yīng)用中關(guān)鍵要選好協(xié)議，GEM模式是最佳的方案。GEM模式下的GTC可為用戶提供三種接口，包括ATM客戶接口、OTN管控接口和GEM客戶接口。實際對應(yīng)的就是用戶側(cè)。

而另一個PMD則對應(yīng)的是PON接口，具體說就是OLT與ONU之間的光傳輸接口。而距離接口的距離以及光路數(shù)量將決定其具體參數(shù)，包括發(fā)送光功率、接收機靈敏度等。當(dāng)然具體的應(yīng)用要求應(yīng)按照GPON相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即ITU984.x系列標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)

有線電視寬帶接入中應(yīng)用GPON，務(wù)必要解決如何保證距離不一的各類用戶接入網(wǎng)絡(luò)，并保證網(wǎng)絡(luò)速率。因為上文提及GPON的PMD層參數(shù)要根據(jù)距離以及光分路比來確定。一個OLT下的用戶有遠近之別，有些近而有些遠，為此要注意一些幾個關(guān)鍵技術(shù)。

（1）ONU數(shù)據(jù)發(fā)送時刻控制以及測距。有線電視寬帶是固定接入用戶室內(nèi)的，那么在上行數(shù)據(jù)傳輸上，用TDMA方式接入，由于上行數(shù)據(jù)會匯入同一條光纖，為保證上行數(shù)據(jù)不發(fā)生沖突，OLT就需要肩負起測距的作用，并根據(jù)測距來控制數(shù)據(jù)發(fā)送時刻。

（2）突發(fā)同步，GPON的核心是PON，不管是何種形式，PON的數(shù)據(jù)傳輸形式基本都是一致的。上行數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計時分復(fù)用多地址接入，下行數(shù)據(jù)則是廣播發(fā)送。基于GPON的有線電視寬帶，上行數(shù)據(jù)實際上是突發(fā)信號，這對于ONU和OLT提出了高要求，必須要具備突發(fā)發(fā)射和連續(xù)接受功能。從現(xiàn)在的分光器來看，只有很少一部分能夠支持，但支持的速率不高，而且成本高昂。

現(xiàn)階段從IPTV或者是OTT業(yè)務(wù)來看，絕大部分的承載網(wǎng)絡(luò)是EPON，GPON受突發(fā)同步的限制，應(yīng)用不多。但GPON比之EPON，速率更快，從現(xiàn)在的狀況來看，GPON已經(jīng)逐步成為FTTH的主流，很顯然市場前景非常的廣闊。

PON技術(shù)中GPON和EPON是現(xiàn)在的主流，而GPON在寬帶速率上是最高的，而且質(zhì)量也很好，支撐多種業(yè)務(wù)形式，具備很高的擴展性，當(dāng)技術(shù)積累到一定程度，成本也會下降，現(xiàn)在在成本方面與EPON相比沒有優(yōu)勢，從現(xiàn)有的趨勢來看，隨著IPTV業(yè)務(wù)在政策導(dǎo)向作用下不斷發(fā)展，雖然不是很健康，但其卻是不可阻擋的趨勢，人們對高清視頻的需求，要求網(wǎng)絡(luò)帶寬必須要大，速度必須要快，而且要能夠承擔(dān)多種業(yè)務(wù)形態(tài)。GPON在這些方面都很有優(yōu)勢，不過由于在技術(shù)成熟度上還需要進一步探索，在FTTH時代，GPON要占據(jù)主導(dǎo)地位，還有很長一段路要走。

3 結(jié)束語

隨著三網(wǎng)融合的深入，GPON這種圍繞PON技術(shù)形成的技術(shù)逐漸成為光纖入戶，寬帶提速的熱門技術(shù)之一。未來發(fā)展前景很廣闊。當(dāng)然由于PON技術(shù)不只GPON這一種，還有BPON（由APON更新而來）、EPON，其中EPON在目前是GPON的主要競爭對象。在有線電視寬帶接入中用EPON還是GPON在現(xiàn)階段還是見仁見智的問題，當(dāng)然如果GPON的技術(shù)進一步進步，它的優(yōu)勢會非常明顯。本文就此展開了簡單的分析，可能存在不足，但希望有一定參考價值，并希望與業(yè)內(nèi)人士共同探討，討論出合適的基于GPON的FTTH方案。

參考文獻

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