中國鐵通集團有限公司重慶分公司 田 海

GPON是光接入網(wǎng)中頗具應(yīng)用前景的技術(shù)，它打破了運營商傳統(tǒng)的寬帶接入方案，在解決寬帶接入問題上是一種經(jīng)濟的、面向未來多業(yè)務(wù)的用戶接入技術(shù)。GPON技術(shù)是基于最新一代寬帶無源光網(wǎng)絡(luò)接入標準，具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍，用戶接口豐富等眾多優(yōu)點，完美解決電信運營商“最后一公里”的瓶頸。

隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算、新一代移動通信（3G/4G）、三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用、高帶寬的光通信網(wǎng)絡(luò)不僅成為實現(xiàn)信息高速公路的重要方式，而且成為信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的基礎(chǔ)。

在國內(nèi)，隨著運營商和生產(chǎn)廠家的共同推動，以GPON技術(shù)為代表的FTTH/FTTB/FTTC應(yīng)用已從試驗階段進入到商用階段。GPON寬帶接入技術(shù)，未來幾年內(nèi)將為電信運營商提供更強有力的支撐。

一、GPON技術(shù)原理

PON(Passive Optic Network)是一種單纖雙向的光接入網(wǎng)絡(luò)，它主要由光線路終端OLT、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU、無源分光器POS三部分組成。為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，PON采用WDM技術(shù)，下行采用1490nm波長，上行采用1310nm波長實現(xiàn)單纖雙向數(shù)據(jù)傳輸。GPON下行采用廣播技術(shù)，同一PON口下的主干光纖和分光后的數(shù)據(jù)都是一樣的，每個ONU收到的數(shù)據(jù)也是一樣的，ONU通過Gemport ID來識別、區(qū)分和過濾屬于自己的數(shù)據(jù)。GPON的上行方向采用TDMA的方式工作，每個ONU必須在許可的時隙才能發(fā)送數(shù)據(jù)，不屬于自己的時隙必須關(guān)閉光模塊的發(fā)送信號，才不至于影響其他的ONU的正常工作，所以O(shè)LT給每個ONU分配一定的授權(quán)時間窗口，ONU在OLT分配的時間窗口內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，占用上行帶寬，因此實現(xiàn)上行帶寬的動態(tài)分配。

二、GPON系統(tǒng)組成及技術(shù)特點

（一）GPON系統(tǒng)組成

GPON系統(tǒng)主要由OLT(光線路終端)、ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))、ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)組成，其中ODN由無源分光器和光纖線路等組成。OLT放置于業(yè)務(wù)接入中心節(jié)點，為接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與城域網(wǎng)之間的接口，通過多個GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)；ONU放置于小區(qū)或樓內(nèi)機房，為接入網(wǎng)提供用戶側(cè)的接口，提供語音、數(shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務(wù)流的接入，通過GE光口經(jīng)ODN上聯(lián)至OLT。

（二）GPON技術(shù)特點

1.較高的帶寬和傳輸效率，下行速率高達2.5Gbit/s，上行為1.25Gbit/s，可以滿足運營商對未來大部分業(yè)務(wù)的帶寬需求，協(xié)議采用GEM的封裝方式可以更好的提升數(shù)據(jù)的傳輸效率。

2.傳輸距離大，支持大于20KM的接入距離。GPON系統(tǒng)中OLT到ONU的最遠接入距離可以達到60KM以上，但要注意的是ONU之間的距離不能超過20KM。

3.GPON與ONU之間采用單纖接入，使用一根光纖就可以滿足的用戶的接入需求，可以大量節(jié)省運營商在接入層的光纖資源。

4.室外的光分配網(wǎng)絡(luò)中使用物理特性非常穩(wěn)定的光纖和無源分光器，沒有任何帶電設(shè)備，使得網(wǎng)絡(luò)可靠性更高，不易受到外界干擾。

三、GPON在FTTX中的技術(shù)應(yīng)用

1.FTTB和FTTC解決方案

FTTB（光纖到樓）、FTTC（光纖到路邊）它是利用GPON技術(shù)，光纖直接到小區(qū)或樓道里，再通過電纜或超五類雙絞線（非屏蔽雙絞線）到各個用戶。每個ONU根據(jù)不同型號能夠為用戶提供端口為8戶、16戶、或者128戶。

FTTB/FTTC組網(wǎng)如圖1。

圖1 FTTB/FTTC組網(wǎng)

OLT放置在運營商端局機房，作為用戶業(yè)務(wù)的收斂及分發(fā)，通過光纖上聯(lián)至匯聚交換機，通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接ONU設(shè)備，在ONU處終結(jié)光信號，用戶側(cè)提供銅線或五類線接口。

具體的實現(xiàn)方案又有如下幾種：

（1）FTTB+xDSL

這種方式是將ONU設(shè)備布置在小區(qū)機房，采用ONU上聯(lián)口和局端的OLT設(shè)備相連，用戶側(cè)提供xDSL接口通過雙絞線入戶，用戶通過MODEM撥號上網(wǎng)。這種方式利用現(xiàn)有的雙絞線資源，充分利用小區(qū)現(xiàn)有的線路，為用戶提供目前非常成熟的ADSL服務(wù)。

（2）FTTB+LAN

這種方式使用以太網(wǎng)接口（如8個或者16個），由于UTP五類線具有距離限制，需要保證ONU到最終用戶的走線距離不超過100米，因此將ONU設(shè)備布置在樓層或樓道，盡量縮短到用戶的距離。

2.FTTH解決方案。

FTTH(Fiber To The Home)，顧名思義就是光纖到戶。具體說，F(xiàn)TTH是指將光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)安裝在用戶家中或企業(yè)用戶處，是光接入系列中最靠近用戶的光接入網(wǎng)應(yīng)用類型。FTTH的顯著技術(shù)特點是不但提供更大的帶寬，而且簡化了維護和安裝。

FTTH組網(wǎng)如圖2。

圖2 FTTH組網(wǎng)

在FTTH網(wǎng)絡(luò)中，無論是別墅區(qū)還是多層小區(qū)，ONU都是置于用戶家中，在OLT和ONT之間采用無源的光分配網(wǎng)絡(luò)（主要由光分設(shè)備和光纖構(gòu)成）。OLT可以置于遠端的端局機房，也可以置于小區(qū)機房，具體可以依據(jù)實際條件而定。FTTH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在ONU點可以采用家庭220V交流供電或通過UPS供電。

OLT和ONU側(cè)都提供了高速的數(shù)據(jù)接口，ONU的以太網(wǎng)接口提供用戶的寬帶上網(wǎng)接入，目前用戶認證和管理仍然由BRAS來完成，以保持與現(xiàn)有用戶管理方式的一致性。對語音業(yè)務(wù)采用VoIP技術(shù)，通過軟交換平臺實現(xiàn)用戶語音需求。

在FTTH模式下，維護投入最少，故障點相對較少，維護最便利，運營投入方面耗電主要來自于對應(yīng)端口數(shù)的OLT設(shè)備，電費最少。

四、GPON在某住宅項目中的工程案例

1.項目概況

某還建房住宅項目，共有樓房25棟，目前入住用戶為1000戶。開發(fā)商采用的是光纖到戶的纜線布局，需要為社區(qū)內(nèi)用戶的業(yè)務(wù)包括語音、寬帶等。

2.解決方案

針對項目特點，并考慮到今后擴容、升級等因素和該小區(qū)的樓層內(nèi)纜線的規(guī)劃設(shè)計，采用GPON光纖到戶(FTTH)的整體解決方案。OLT就近部署在接入機房內(nèi)，通過光分配網(wǎng)絡(luò)GE鏈路上聯(lián)到中心機房核心交換設(shè)備，分光器按樓布放，ONU放置在每用戶屋內(nèi)的綜合信息箱內(nèi)，由用戶提供ONU設(shè)備供電。

五、結(jié)束語

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展，廣播電視網(wǎng)、電信業(yè)務(wù)網(wǎng)、計算機網(wǎng)的融合已成為必然趨勢。通過三網(wǎng)融合，不僅可實現(xiàn)資源共享，還可直接減少不必要的重復(fù)建設(shè)和資源浪費，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。作為PON技術(shù)中有明顯優(yōu)勢的GPON技術(shù)，是一種能真正支持語音、數(shù)據(jù)和視頻的全業(yè)務(wù)的接入技術(shù)。GPON技術(shù)具有豐富的業(yè)務(wù)管理能力，具有面向未來、可升級的多業(yè)務(wù)環(huán)境。隨著人們對GPON的進一步認識及產(chǎn)品價格的降低，GPON將發(fā)揮其更大的優(yōu)勢，在今后網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中占據(jù)重要地位。

[1]強云鵬.GPON技術(shù)原理與設(shè)計[J].科技資訊,2009.

[2]季偉,劉永輝,劉劍,等.實現(xiàn)三網(wǎng)融合的FTTH工程設(shè)計[J].光通信技,2010.