工程技術(shù)應(yīng)用論文：關(guān)于GPON技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景探討

1、工程技術(shù)應(yīng)用論文:關(guān)于 GPON 技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景探討【摘要】本文詳細(xì)描述了 GPON 技術(shù)的發(fā)展、組成、特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用模式及組網(wǎng) 方案，并通過工程案例介紹了 GPON 在接入網(wǎng)中的應(yīng)用。【關(guān)鍵詞】GPON;組成及特點(diǎn)；應(yīng)用模式方案PON 技術(shù)概述進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，全球?qū)拵Ы尤刖W(wǎng)進(jìn)入了大發(fā)展階段。我國寬帶接入網(wǎng)在近兩年發(fā)展也十分迅速，當(dāng)前主要應(yīng)用的寬帶接入技術(shù)有xDSL、LAN、MSTP 以及傳統(tǒng)專線接入等。以ADSL 為代表的寬帶接入技術(shù)雖然基本解決了數(shù)據(jù)接入的問題，但靠出租帶寬的寬帶運(yùn)營戰(zhàn)略,隨著上網(wǎng)用戶流量的增加（如 P2P 等應(yīng)用），運(yùn)營商的寬帶接入與業(yè)務(wù)發(fā)展進(jìn)入了“平臺期”

2、，甚至出現(xiàn)每比特收益 &寬帶 ARPU 迅速下降，陷于收入增長低于成本增長的怪圈。對于運(yùn)營 商而言，只有進(jìn)行寬帶接入網(wǎng)改造，以及細(xì)分客戶群進(jìn)行多業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，才能驅(qū)動寬帶收益的提 升，“ TriplePlay ”等多業(yè)務(wù)將成為運(yùn)營商獲得寬帶新收入的關(guān)鍵。寬帶接入網(wǎng)改造以及多業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，要求接入設(shè)備具有基于統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)承載多業(yè)務(wù)的能力，并滿足不斷增長的帶寬需求。DSL 技術(shù)由于受帶寬和接入距離限制，已逐漸無法滿足需求。PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）寬帶技術(shù)具有高帶寬、廣覆蓋、單纖接入、接口豐富以及綜合業(yè)務(wù)接入能 力等優(yōu)勢。PON 系統(tǒng)的引入，不但可以大大提升商業(yè)用戶的接入速度以及綜合業(yè)務(wù)提供能力，并且能夠提

3、供足夠的業(yè)務(wù)質(zhì)量保證。對于家庭用戶而言，除了速度的提升，一根光纖可以提供語音、視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。同時(shí)由于光纖本身的高度穩(wěn)定性，有效降低運(yùn)行維護(hù)成本，從而幫助運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)建設(shè)的“一勞永逸”。目前，業(yè)界最主要的兩個(gè) PON 標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)是由 IEEE802.3ah 工作組制定的EthernetPON（EPON）標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)就是由 ITU/FSAN 制定的 GigabitPON（GPON）標(biāo)準(zhǔn)。GPON（Gigabit-Capable PON）技術(shù)是基于 ITU-TG .984.x 標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無源光綜 合接入標(biāo)準(zhǔn)，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(diǎn)，被大多數(shù)運(yùn)營商視為 實(shí)

4、現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)寬帶化，綜合化改造的理想技術(shù)。GPON 最早由 FSAN 組織于 2002 年 9 月提出，ITU-T 在此基礎(chǔ)上于 2003 年 3 月完成了 ITU-TG .984.1 和 G.984.2 的制定,2004 年 2 月和 6 月完成了 G.984.3 的標(biāo)準(zhǔn)化。從而最終形 成了 GPON的標(biāo)準(zhǔn)族?；?GPON 技術(shù)的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與已有的 PON 類似，也是由局端的 OLT（光線路終端）, 用戶端的 ONT/ONU（光網(wǎng)絡(luò)終端或稱作光網(wǎng)絡(luò)單元）,連接前兩種設(shè)備由單模光纖 （SM fiber） 和無源分光器（Splitter）組成的 ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成。對于其他

5、的 PON 標(biāo)準(zhǔn)而言,GPON 標(biāo)準(zhǔn)提供了前所未有的高帶寬，下行速率高達(dá) 2.5Gbit/s,其非對稱特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場。提供 QoS 的全業(yè)務(wù)保障，同時(shí)承載 ATM信元和（或）GEM 幀，有很好的提供服務(wù)等級、 支持 QoS 保證和全業(yè)務(wù)接入的能力。 承載 GEM幀時(shí),可以將 TDM 業(yè)務(wù)映射到 GEM 幀中，使用標(biāo)準(zhǔn)的 8kHz（125 卩 s）幀能夠直接支持 TDM 業(yè) 務(wù)。作為電信級的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，GPON 還規(guī)定了在接入網(wǎng)層面上的保護(hù)機(jī)制和完整的OAM 功能。在 GPON 標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定需要支持的業(yè)務(wù)類型包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（Ethernet 業(yè)務(wù)，包括 IP 業(yè) 務(wù)和 MPEG 視

6、頻流卜 PSTN 業(yè)務(wù)（POTS,ISDN 業(yè)務(wù)）、專用線（T1,E1,DS3, E3 和 ATM 業(yè)務(wù)） 和視頻業(yè)務(wù)（數(shù)字視頻）oGPON 中的多業(yè)務(wù)映射到 ATM 信元或 GEM 幀中進(jìn)行傳送對各種 業(yè)務(wù)類型都能提供相應(yīng)的 QoS 保證。GPON 和 EPON 技術(shù)比較祝嚴(yán)論文堂羸平皆 中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)F其共同的特點(diǎn)如下：、中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)V 1.25Gbit/s,EPON 采用上下行各1.25Gbit/s 的速率，可以滿足現(xiàn)在和未來各種寬帶業(yè)務(wù)的需要。節(jié)省光纖資源：點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）的樹狀廣播形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從局端的一芯光纖，最后可 以分支到 32/64 個(gè)終端 ONU 設(shè)備,極大節(jié)省了饋

7、線段的光纖資源，特別是對于地域廣闊的地區(qū) 或者原有光纖資源有限的運(yùn)營商，采用 PON 技術(shù)組網(wǎng)可以大大提高光纖資源的使用效率。設(shè)備運(yùn)維、管理成本低:PON 光纖接入技術(shù)，只有局端（OLT）和用戶側(cè)設(shè)備（ONU）為有源 設(shè)備,其中間的光分布網(wǎng)絡(luò)采用穩(wěn)定性高、體積小巧、成本低的無源分光器，無需提供電源、空調(diào)等機(jī)房設(shè)備，也不占用機(jī)房空間，只需安裝在光交接箱或光纜配線架的適當(dāng)位置即可，易于維護(hù)。其不同的特點(diǎn)如下相對 EPON 技術(shù),GPON 更注重對多業(yè)務(wù)的支持能力（TDM、IP、CATV）,上聯(lián)業(yè)務(wù)接口及下聯(lián)用戶接口更為豐富 （10GE、GE、FE、STM-1、E1、POTS）,可提供 FTTH、F

8、TTB、FTTO、FTTC+LAN（DSLAM） 的多種接入方式，同時(shí) GPON 具有“源模式 TDM ”支持能力，能夠支持傳統(tǒng) TDME1 業(yè)務(wù)，可提供移動基站互聯(lián)、PBX 接入以及大客戶 E1 專線接入，同時(shí)能夠提供時(shí)鐘同步以及電信級QoS 保證，使得電信運(yùn)營商在采用新的寬帶接入技術(shù)的同時(shí)不放棄原有的利潤來源。 而 EPON的TDM支持采用電路仿真實(shí)現(xiàn)，其QoS以及時(shí)鐘同步方面 不如GPON,對傳統(tǒng)業(yè)務(wù)支持起來有困難，可靠性也不是很好。相對于 EPON,GPON 的標(biāo)準(zhǔn)更加完善。管理層的互通定義，使得 OLT 廠商的網(wǎng)絡(luò)管理系 統(tǒng)具有對其他廠商的 ONU 進(jìn)行正常的認(rèn)證、配置管理、故障管理

9、、性能管理、安全管理等 完善的 OAM 功能。另外，除傳統(tǒng)的語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)外，GPON 標(biāo)準(zhǔn)中還定義了第 3 波長。在 OLT 上接入數(shù)字 電視、IPTV 的電視信號，在不影響電信業(yè)務(wù)的情況下，可以傳送到末端的 ONU 設(shè)備,并支持RF 電接口接入到用戶有線電視分配網(wǎng)，從而提供三網(wǎng)合一的業(yè)務(wù)。當(dāng)前,EPON 技術(shù)比較成熟，芯片設(shè)計(jì)難度比較低，產(chǎn)業(yè)鏈比 GPON 較成熟。EPON 可以用 以太網(wǎng)協(xié)議支持所有的 IP 網(wǎng)絡(luò),和現(xiàn)在的設(shè)備有很好的兼容性，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)里 EPON 有獨(dú)特的 優(yōu)點(diǎn)。 GPON相對 EPON 出現(xiàn)得比較晚，它的芯片成本相對來講還是比較高的。但隨著 GPON設(shè)備量產(chǎn)后，成本會

10、下降到與 EPON 相當(dāng)?shù)乃?，甚至?dāng)用戶需求帶寬超出 30M 后,GPON 成 本優(yōu)勢突出。從應(yīng)用場景看 ,EPON 比較適合部署中小規(guī)模 FTTx,如個(gè)人用戶,GPON 適合于 部署大規(guī)模FTTx,如對技術(shù)要求高的企業(yè)用戶。從長遠(yuǎn)來看，我國的發(fā)展趨勢可能從寬帶點(diǎn)到 點(diǎn)以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)和 EPON 開始,最終過渡到 GPON 階段。PON 應(yīng)用模式探討目前 PON 的應(yīng)用模式主要有下列幾種：“PON+DSL ”的方案?！癙ON+DSL ”的方案將 DSLAM 盡量靠近用戶，克服 xDSL 接入 距離和帶寬的限制，并采用 PON 設(shè)備將下移的 DSLAM 匯聚。該方案保護(hù)已有銅線投資，實(shí)現(xiàn) 從銅

11、線到 FTTH 的過渡，是當(dāng)前 PON 應(yīng)用和發(fā)展的主要定位。移動網(wǎng)絡(luò)基站互聯(lián)。移動基站互聯(lián)，需要 PON 設(shè)備支持 TDME1 業(yè)務(wù)。支持源模式:TDM 傳輸?shù)腉PON 技術(shù)，其傳輸質(zhì)量可以與 SDH/MSTP 相媲美，可以直接利用 GPONONU 設(shè)備的E1 端口連接基站。此外還可以通過 GPONONU 的 GE/FE 端口為鄰近駐地客戶提供以太網(wǎng)數(shù) 據(jù)接入業(yè)務(wù)，通過同軸有線電視口提供模擬有線電視節(jié)目。采用 GPON 設(shè)備互聯(lián)移動基站，與傳統(tǒng)的 SDH/MSTP 傳輸技術(shù)相比，性價(jià)比更具優(yōu)勢，擴(kuò) 容靈活。 對于新的擴(kuò)容站點(diǎn)，只需要從就近的無源分光器的預(yù)留分支口引出一芯光纖到新的 ONU 裝

12、機(jī)點(diǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。局端設(shè)備無需硬件擴(kuò)容，增加新的 ONU 也不會影響已有 ONU 的業(yè)務(wù)。采用 GPON技術(shù)不僅對今后 3G 的部署有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，同時(shí)為未來的基于純 IP 網(wǎng)絡(luò)的 4G 乃至 5G 移動/固定咼接入帶寬：GPON 下行速率咼達(dá) 2.5Gbit/s,上行速率咼達(dá)接入網(wǎng)絡(luò)做好必要的網(wǎng)絡(luò)資源準(zhǔn)備。權(quán)廣論文堂羸平皆 中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)尸 “ FTTB/C+LAN&PBX ”光纖到大樓。采用 PON 技術(shù)實(shí)現(xiàn)光纖到大樓、到路邊的“FTTB/C+LAN&PBX ”方案。當(dāng)前的“ FTTB+LAN ”模式基本上是基于點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng) 光纖，這種模式光纖需求量大，光纖利用率

13、低，組網(wǎng)不靈活，中間有過多的有源設(shè)備。如果采用PON 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 FTTB/C 的部署,即 PON 到商業(yè)樓或路邊，在為大客戶提供高帶寬數(shù)據(jù)接入的 同時(shí),還提供 E1 專線和 PBX 的接入（GPON 技術(shù)更加適合需要 E1 接入的場合）。此外，GPON 還非常適合進(jìn)行 FTTH 光纖到戶的綜合業(yè)務(wù)接入（低成本，豐富的家庭業(yè)務(wù)接 口，如 GE/FE、POTS、CATV），以及園區(qū)網(wǎng)的接入，如工業(yè)園、開發(fā)區(qū)、大學(xué)城等，尤其對于新 規(guī)劃園區(qū)來講，完全可以按照 GPON 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行光纖部署，從而做到一步到位。GPON 在我國市場前景廣闊從世界各國推廣 FTTH 的經(jīng)驗(yàn)來看，政府的政策導(dǎo)向?qū)?FTT

14、H 具有重大影響，這已在FTTH 發(fā)展最快的日本、韓國和美國得到證實(shí)。日本的 e-Japan 和 u-Japan 計(jì)劃,韓國的 e-Valley 工程，美國 FCC 的“松綁”等，對它們國家 FTTH 的推動力都是巨大的。日本繼 2004 年 12 月推出“ u-Japan 政策”、2006 年 1 月制定“IT 新改革戰(zhàn)略”后，于 2006 年6 月又特別針對寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，提出“新一代寬帶戰(zhàn)略 2010”規(guī)劃。另外，日本的開放競 爭政策也促使更多的運(yùn)營商加入到光纖接入市場中來。同樣，在美國，光纖接入網(wǎng)的發(fā)展普及也是與政府的積極扶持分不開的，美國政府出臺的免除“非綁定”義務(wù)的政策促進(jìn)了光纖接

15、入網(wǎng)的發(fā)展。2004 年，美國政府表示將大力推進(jìn)寬帶的進(jìn)展，呼吁制定更好的國家寬帶策略，并將寬帶普遍接入列為 2007 年的目標(biāo)。韓國政府制定了 2005 年在所有中心城市建立光纖通 信網(wǎng)的計(jì)劃。該國信息通信部計(jì)劃到 2007 年為 1000 萬個(gè)家庭提供家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和服務(wù)。歐盟有 15 個(gè)成員國為了實(shí)行國家寬帶發(fā)展計(jì)劃，以市場導(dǎo)向?yàn)槟繕?biāo)，提高使用率并刺激市場需 求。 2005年出臺的“電子歐洲”行動計(jì)劃意在推動寬帶普及。從區(qū)域發(fā)展的角度來看，受經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的影響以及日本FTTH 的帶動,亞太地區(qū)將是全球發(fā)展最快的地區(qū)，同時(shí)也將成為全球最大的FTTH 市場。據(jù)有關(guān)部門預(yù)計(jì)，2013 年亞太地區(qū)

16、與光纖接入技術(shù)有關(guān)的資本支出為120 億美元,占全球總投資的 52.8%。預(yù)計(jì)到 2011 年底，亞洲的 FTTH 用戶數(shù)將增長到 5900 萬戶，占全球用戶數(shù)的近 70%。目前我國在 FTTH 的發(fā) 展方面還處于啟動階段。不論是主流電信運(yùn)營商，還是新興接入提供商，對 FTTH 還沒有進(jìn)入真正的實(shí)施階段。但事物是有兩面性的，正因?yàn)楝F(xiàn)在的相對落后，反而預(yù)留出今后更為廣闊的發(fā)展空間。未來 45 年，以 GPON 技術(shù)為代表的中國 FTTH 的發(fā)展將迎來嶄新的市場機(jī)遇。 （姚傳富人民郵電報(bào)）GPON 將成為無源光網(wǎng)絡(luò)市場的主流技術(shù)全球各地的電信運(yùn)營商正在將無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）作為一種提升高速寬帶技術(shù)應(yīng)用和一種長期基礎(chǔ)設(shè)施的選擇。相比現(xiàn)有的 DSL 系統(tǒng),PON 可以讓這些電信商能以更低的運(yùn)營成本來提供更高的帶寬，同時(shí)地理覆蓋范圍也更大。有關(guān)專家認(rèn)為，由于 PON 接入系統(tǒng)具有無源性，它的最