浅谈当前GPON技术在接入网中的覆盖方式

浅谈当前GPON技术在接入网中的覆盖方式

作者：柯明

来源：《城市建设理论研究》2013年第05期

摘要：宽带接入技术选择需综合考虑应用场景、投资效益以及技术特征，在当前数据业务发展优先的背景下，GPON技术以其高带宽、低成本、高可靠、业务透明、可升级、易管理等优点成为宽带有线接入方式建设首选。目前，中国移动已确定选择GPON作为宽带有线接入建设的主要技术，全力推进宽带有线网络建设。 关键词：GPON技术；接入网；应用

中图分类号：TN915.6文献标识码：A 文章编号： 1．GPON基本结构及技术特点 1.1ODN基本结构

光分配网络（ODN）是一种点对多点的无源网络，按照光分路器的连接方式可以组成多种结构，其中，星形和树形为最常用结构。 1.1.1星形结构

当ONU与OLT之间按点对点配置，即一个ONU直接与OLT的一个PON口相连，中间没有光分路器（OBD）时就构成星形结构。OLT和ONU间的光链路可以是一根光纤，也可以是二根光纤。 1.1.2树形结构

树形结构有两种基本形式，如下：

1）当OLT与ONU之间按一点对多点配置，即每一个OLT与多个ONU相连，中间设有一个光分路器（OBD）时就构成树形结构，其优点跳接少，减少了光缆线路全程的衰减和故障率，便于数据库管理管理，缺点是光分路器后面的光缆数量大，对管道的需求量大。 2）当采用两个或两个以上光分路器（OBD）按照级联的方式连接时就构成树形结构，优点是由于光分路器分散安装减少了对管道的需求，适用于用户比较分散的小区，缺点是增加了跳接点，即增加了线路衰减，出现故障概率增加。

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1.1.3总线方式

总线结构也是点到多点配置的基本结构。这种拓扑,实际上是OLT和分配点的拓扑,分配点到ONU仍然是星型结构。这种结构利用了一系列串联的分配点以便从总线上向ONU分配OLT发送的信号,同时又能将每一ONU发送的信号插入总线送回到OLT。 1.2GPON具有如下主要技术特点：

A.业务支持能力强，具有全业务接入能力。GPON系统可以提供包括64kbit/s业务、E1电路业务、ATM业务、IP业务和CATV等在内的全业务接入能力。

B.可提供较高带宽和较远的覆盖距离。GPON系统可以提供下行2.488Gbit/s，上行1.244Gbit/s的带宽。

C.带宽分配灵活，有服务质量保证。GPON系统中采用的DBA算法可以灵活调用带宽，能够保证各种不同类型和等级业务的服务质量。

D.ODN的无源特性减少了故障点，便于维护。避免了电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电，节省了运营成本和管理成本。

E.PON可以采用级联的ODN结构，即多个光分路器可以进行级联，大大节约了主干光缆。

F.系统扩展容易，便于升级。PON系统模块化程度高，对局端资源占用很少，树型拓扑结构使系统扩展容易。

2.GPON在FTTn中的应用模式 2.1FTTB应用模式

光纤到楼宇(FTTB)是宽带光接入网的典型应用类型之一,其特征是,以光纤替换用户引入点之前的铜线电缆,ONU部署在传统的分线盒(用户引入点)即DP(分配点),ONU下采用其他介质接入用户,如现有的金属线或无线,每个ONU典型支持用户数为十多户到一百户左右。

在FTTB系统中,OLT通常放置在端局,作为用户业务的收敛及分发,上联网络侧采用光纤接口,通过光纤网络连接ONU设备,在ONU处终结光信号,用户侧提供铜线或五类线接口。 FTTB网络结构在ONU点需要解决供电问题,可以采用本地供电,或者由位于局端的远程供电系统,也可以区域集中供电。

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由于FTTB网络中,ONU布设到DP,使得ONU的数量较多,每个ONU接入的用户数量不多,因此选择光纤传输技术时,应着重选择支持较多ONU数量的、能够节省光纤资源的传输技术。具体的应用模式又有如下几种: 2.1.1FTTB+xDSL

具体实现是将光纤端接点分布在楼层(高层楼宇)或楼道(多层建筑),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。这种方式利用现有的双绞线资源,可以充分利用现有的线路投资。 2.1.2FTTB+LAN

具体实现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。由于以太网五类线具有的距离限制,这种实现需要保证ONU到最终用户的走线距离不超过100米。

2.2FTTH应用模式

光纤到家庭用户(FTTH)是利用光纤传输媒质连接通信局端和家庭住宅的接入方式,引入光纤由单个家庭住宅独享。在物理网络构成上,FTTH在OLT与ONU之间采用全程光纤的接入方式,将ONU光节点部署到居民用户家中,此时ONU称为ONT(OpticalNetworkTerminal),直接提供UNI接口连接家庭网络。

在FTTH网络中, ONU基本是置于用户家中,在OLT和ONU之间采用无源的光分配网络,在GPON系统中,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。FTTB网络结构在ONU点需要解决供电问题,可以采用家庭220V直接供电或通过UPS供电。

语音业务采用VoIP将是适合于网络发展的选择,实现方式有两种:ONU本身内置IAD功能或通过外置IAD来实现。

OLT和ONU侧都提供了高速接入的数据接口,由ONU的以太网接口提供用户的宽带上网接入,根据现阶段的宽带应用实际,用户认证和管理仍然可以由BRAS来完成,以现有用户管理方式的一致性。对数据业务的接入,主要是需要采用合适的QoS策略,根据不同的业务提供不同的QoS保证,从而为不同的业务提供不同的带宽保证和业务质量。

对于FTTH模式,比较适合社区信息化场合,随着IPTV和高清电视等高带宽业务引入家庭,传统社区接入网络面临改造。GPON光接入平台立足高带宽接入,根据消费承受能力,分层次提供一步到位的FTTH。接入业务包括语音、数字家庭、宽带上网、IPTV视频、CATV视频业务等,提供系列化ONU/ONT终端,满足家庭用户有线方式、无线方式、广域网和局域网等各种业务接入需求。

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3．应用案例

驻地网的类型众多，目前现阶段主要向家庭客户提供宽带上网、固定语音、视频等业务，其中宽带上网是主要的业务类型，固定语音业务需考虑当地实际需求后配置相应设备及接口，避免设备投资的浪费。以下根据目前项目建设需求，对主要的两种覆盖方式（FTTH/FTTB）进行简单分析。 3.1FTTB+LAN方案

组网方案一：FTTB＋LAN，PON（MDU），该方案为优选方案，适用于大部分家庭客户场景，需位于PON网络覆盖范围内。 3.2FTTH方案

组网方案二：FTTH，PON（SFU/HGU），该方案成本较高，主要适用于新建小区中的低密度高级公寓、新建的以独栋别墅为主的小区。 3.3组网方案总结

方案一：成本较低，占用OLT设备PON口资源较少，占用主配线光缆环纤芯资源较少，主要适用于新建小区。但MDU安装在楼道内涉及到取电、设备运行环境等因素，较难控制设备安装进度。好处在于可以通过在楼道内多媒体机箱内通过安装蓄电池的方式使MDU持续运行一段时间，不影响语音业务。

方案二：成本较高，占用OLT设备PON口资源较多，若小区内用户较多，会大量占用占用主配线光缆环纤芯资源，但ONU安装在用户室内，设备运行环境较好，不涉及取电等因素，较容易控制设备安装进度。缺点是一旦用户家里断电，将不能提供语音业务。 以上从组网技术上对家庭用户接入方式进行了分析与比较，在建网初期可以明显看出FTTB对FTTH的优势，同时FTTB+LAN和FTTH在带宽的提供，网络的管理，线缆的寿命,线缆的受干扰程度等方面FTTH明显占有优势。综上所述，在家庭用户宽带接入高速发展的一段时期内，FTTH在业务驱动、设备投资、营销成本、运营成本上都具备优势，是移动公司未来发展的方向。 4．结束语

“业务驱动市场”是一个亘古不变的道理，只有用户可以真正享受到业务，这个市场才能走向成熟。随着技术进步和创新、互操作测试的有序进行以及大规模应用和大规模集中采购，设备成本将再次得到降低。

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GPON技术作为一种点到多点宽带接入技术,吸取了之前很多类似技术成功的经验和失败的教训,并且是一种由电信运营商主导制定的ITU技术标准,在技术出现之初,就拥有了很多其他接入技术所没有的优势。如果在今后世界主要运营商和厂商能够持续地积极介入和参与,GPON技术的市场前景是非常光明的。对于未来GPON能否在FTTx的接入市场上大显身手,我们拭目以待。 参考文献：

[1]计算机网络技术与应用，朱小明，中国铁道出版社. [2]无线网络技术教程，金光，清华大学出版社.