GPON技術(shù)在小區(qū)接入中的應(yīng)用分析

刁 娜

鐵通錦州分公司，遼寧 錦州 121000

1 小區(qū)接入的發(fā)展趨勢

圍樓布線、小區(qū)整體接入一直以來都是固網(wǎng)運營商開發(fā)終端市場的主要模式，傳統(tǒng)的小區(qū)接入方式主要是銅纜進(jìn)入，借助雙絞線實現(xiàn)語音、寬帶業(yè)務(wù)。銅纜接入不僅成本高、抗干擾能力差，而且?guī)捰邢?，很難滿足用戶日益增長的對高帶寬，高網(wǎng)速的業(yè)務(wù)需求。接入網(wǎng)的承載能力與通信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、多樣性的發(fā)展趨勢之間，出現(xiàn)了日趨明顯的矛盾。近幾年各大運營商都在努力提高接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)適應(yīng)能力，相繼采取了“光進(jìn)銅退”的接入網(wǎng)改造策略，尤其是對新小區(qū)的接入，只要條件允許，大都采用光纖接入。在小區(qū)接入光纖化進(jìn)程中，鐵通公司采用了GPON技術(shù)，為開發(fā)高質(zhì)量全業(yè)務(wù)小區(qū)提供了有力的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保障。

2 GPON技術(shù)概述

GPON（Gigabit Passive Optical Network）吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)，是一種點到多點拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的光接入網(wǎng)技術(shù)，它采用無源光器件連接局端和遠(yuǎn)端設(shè)備來實現(xiàn)全業(yè)務(wù)的透明傳輸，并且能夠在同一架構(gòu)中實現(xiàn)語音、視頻等綜合業(yè)務(wù)的接入[1]。GPON技術(shù)是一種按消費者需求設(shè)計，由電信運營商驅(qū)動的運營商級的解決方案。

2.1 GPON技術(shù)特點

1）多業(yè)務(wù)性。在GPON標(biāo)準(zhǔn)中，可以承載以太網(wǎng)/IP業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、PSTN、專用線、視頻等多項不同業(yè)務(wù)；

2）高效率、高速率。GPON技術(shù)在傳輸匯聚層效率、承載協(xié)議效率和業(yè)務(wù)適配效率等方面都有較好的高效性，其總效率也高于其它PON技術(shù)，可有效降低系統(tǒng)成本。下行速率高達(dá)2.488Gbit/s，上行為1.244Gbit/s，其非對稱特性能可為用戶提供足夠大的帶寬；

3）長距離接入。GPON支持的接入距離可大于20km，可以解決大規(guī)模光纖接入問題。針對FTTB開發(fā)的GPON系統(tǒng)，其OLT到ONU的最遠(yuǎn)接入距離可以達(dá)到60km以上；

4）可靠性高。位于室外的光分配網(wǎng)中只有光纖和無源分光器，沒有任何有源設(shè)備，使得網(wǎng)絡(luò)具有高可靠性；

5）支持不同QoS要求的業(yè)務(wù)。GPON采用了對帶寬進(jìn)行分類管理的策略，能夠傳輸各種QoS要求的業(yè)務(wù)。

此外GPON還有強(qiáng)大的OAM能力及很好的安全性能。

2.2 GPON的系統(tǒng)構(gòu)成

GPON系統(tǒng)主要由OLT（光線路終端）、ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）、ONT/ ONU （光網(wǎng)絡(luò)終端/光網(wǎng)絡(luò)單元）組成。

OLT（Optical Line Terminal）光線路終端，通常位于局端。向上提供廣域網(wǎng)接口，向下對ODN提供光接口。

ODN（Optical Distribution Network）光分配網(wǎng)絡(luò)，位于ONU和OLT之間，全部由無源器件構(gòu)成。其作用是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。

ONT/ONU（Optical Network Terminal/Optical Network Unit） 光網(wǎng)絡(luò)終端/光網(wǎng)絡(luò)單元，通常位于用戶端。ONU有光電轉(zhuǎn)換、信號轉(zhuǎn)換、信號處理等功能。

2.3 GPON在光纖接入中的應(yīng)用模式

FTTX（Fiber-to-the-x）光纖接入，范圍從機(jī)房的局端設(shè)備到用戶終端設(shè)備，按照光纖到達(dá)位置的不同，分為光纖到路邊（FTTC），光纖到樓（FTTB），光纖到辦公室（FTTO），光纖到戶（FTTH）。

GPON在光纖接入中主要有以下3種應(yīng)用模式：

1）GPON FTTH。FTTH（Fiber To The Home）光纖到戶，簡而言之就是光纖直接到達(dá)住戶家，ONU置于用戶家中，此時ONU稱為ONT，一個ONT僅供一個用戶使用，一般針對高端用戶或分散型商企用戶；

2）GPON FTTC。FTTC（Fiber-To-The-Curb）光纖到路邊，就是將ONU置于路邊，從ONU上出其它非光纖的傳輸介質(zhì)把信號從路邊傳遞到用戶家。一個ONU終端一般由幾十戶到幾百戶共用，主要用于舊小區(qū)的改造；

3）GPON FTTB。FTTB（Fiber-To-The-Building）光纖到樓，采用光纖到樓，網(wǎng)線入戶的方式實現(xiàn)用戶的通信業(yè)務(wù)接入。ONU通常置于樓道內(nèi)，一般幾戶到十幾戶共用一個ONU終端，也能提供較大接入帶寬。主要面向用戶集中的新建小區(qū)或中高端居民區(qū)。

3 GPON小區(qū)接入實例分析

考慮接入網(wǎng)改造成本，目前大多數(shù)運營商主要是采用GPON技術(shù)對新開發(fā)的小區(qū)及樓盤實現(xiàn)光纖接入。鐵通錦州分公司對新小區(qū)的GPON接入主要是選用GPON FTTB模式，一是用戶密集，樓內(nèi)多家住戶可共用一個ONU，提高了終端設(shè)備的利用率，降低設(shè)備成本，二是在控制成本的前提下，最大限度的縮短了五類線的傳輸距離，三是這種接入模式下，用戶端一樣可以實現(xiàn)百兆帶寬。在目前GPON設(shè)備成本較高的大環(huán)境下，GPON FTTB模式無疑是運營商在小區(qū)接入中實現(xiàn)投入產(chǎn)出最大化的上佳選擇。

鐵通錦州分公司于2010年采用GPON FTTB模式接入了商專興業(yè)金典小區(qū)。商專興業(yè)金典小區(qū)共有住戶340戶，20個單元，鐵通公司采用點到多點的組網(wǎng)方式實現(xiàn)小區(qū)的光纖接入。

3.1 商專興業(yè)金典小區(qū)組網(wǎng)描述

在商專興業(yè)金典小區(qū)組網(wǎng)中，OLT置于距小區(qū)最近的局端機(jī)房，作為用戶業(yè)務(wù)的收斂及分發(fā)。OLT網(wǎng)絡(luò)側(cè)與IP城域網(wǎng)及PSTN網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)，接入側(cè)通過GPON接口單光纖連接2個分光器，2個分光器用戶側(cè)各接出10支單光纖與部署在小區(qū)各單元樓內(nèi)的ONU設(shè)備相聯(lián)。ONU部署在各單元樓樓道分線盒內(nèi)，根據(jù)各單元樓實際住戶數(shù)量的不同，分別選用8、16、24路接口ONU供樓內(nèi)住戶共用，每個OUN上的用戶共用百兆帶寬。ONU上有寬帶、語音兩類接口，ONU下采用五類線直接入戶，其中6芯用作網(wǎng)絡(luò)連接，2芯用作語音業(yè)務(wù)。用戶的PC終端采用PPPOE方式上網(wǎng)，公司通過對用戶端口的數(shù)據(jù)配置，可將用戶帶寬限制到百兆以下任何數(shù)值，并可實現(xiàn)用戶端上、下行帶寬一致。

3.2 以GPON技術(shù)實現(xiàn)小區(qū)接入的優(yōu)勢

商專興業(yè)金典小區(qū)選用GPON FTTB模式實現(xiàn)小區(qū)光纖接入，體現(xiàn)出的優(yōu)勢大致有以下幾點：

1）可實現(xiàn)高帶寬接入。傳統(tǒng)的銅纜接入，雙絞線入戶的傳輸模式，普通住戶可實際享受到的上網(wǎng)帶寬通常不超過8M。而以GPON技術(shù)接入，通過端口數(shù)據(jù)配置，住戶最高可獲得接近百兆的超高接入帶寬，完全可以滿足小區(qū)用戶對帶寬及速率的需求；

2）業(yè)務(wù)拓展性強(qiáng)。由于GPON技術(shù)自身的特點，使其可承載多種協(xié)議和技術(shù)，支持視頻、數(shù)據(jù)等高帶寬業(yè)務(wù)，為鐵通公司日后其它寬帶新業(yè)務(wù)的推廣提供了有力的網(wǎng)絡(luò)保障；

3）穩(wěn)定性高。避免了傳統(tǒng)接入技術(shù)信噪比過低，導(dǎo)致用戶端出現(xiàn)實際使用帶寬低于設(shè)備開通帶寬的現(xiàn)象。同時GPON的技術(shù)特性也確保了語音通話質(zhì)量；

4）系統(tǒng)成本相對較低。點到多點的組網(wǎng)模式，加之GPON技術(shù)的單纖傳輸、高效率性、高分路比等特性，相對降低了項目的建設(shè)成本；

5）故障隱患少，降低了維護(hù)成本。由于室外沒有任何有源設(shè)備，GPON的無源特性將環(huán)境對線路的影響降到了最低。無論是線路質(zhì)量還是網(wǎng)絡(luò)承載能力都遠(yuǎn)好于銅纜接入技術(shù)。用戶端五類線直接入戶，無需運營商提供任何終端設(shè)備，免去了用戶端設(shè)備的維護(hù)工作，大大節(jié)省了維護(hù)的人力、物力投入，降低了維護(hù)工作量。

目前在小區(qū)實際接入中，ONU設(shè)備的供電保障一直是工程中最為頭痛的棘手問題?，F(xiàn)在ONU大多采用市電接入，一旦出現(xiàn)緊急停電狀況，用戶的語音業(yè)務(wù)就將中斷。目前雖有室外ONU小功率UPS方案或遠(yuǎn)距離直流供電方案，但在實際工程中由于受到樓內(nèi)空間限制或成本限制，實施起來都不理想。GPON接入技術(shù)中OUN設(shè)備的不間斷供電保障問題，還有待在實踐中不斷摸索，探尋一種最為有效且操作性強(qiáng)的解決方案。

此外，室外型ONU設(shè)備的長期供電費用，也是運營商較為頭痛的成本支出。但隨著GPON設(shè)備市場需求量的不斷擴(kuò)大，其成本勢必會大幅下降，屆時在小區(qū)光纖接入工程中，GPON FTTH接入模式的性價比或許會高于GPON FTTB接入模式。

4 結(jié)論

現(xiàn)階段住宅小區(qū)的通信業(yè)務(wù)需求相對有限，普通住戶還是以語音和互聯(lián)網(wǎng)接入為主。因此，GPON技術(shù)在現(xiàn)階段小區(qū)接入中較為明顯、直觀的優(yōu)勢就是高帶寬、高速率、高穩(wěn)定性及良好的網(wǎng)絡(luò)承載質(zhì)量。但隨著光纖化的普及，接入網(wǎng)改造的深入，通信服務(wù)內(nèi)容的日益豐富，GPON接入技術(shù)在多業(yè)務(wù)承載能力、信息安全保障及業(yè)務(wù)管理和運營商級的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測能力等方面的優(yōu)勢，也必將逐漸顯現(xiàn)出來。GPON技術(shù)在小區(qū)接入中的應(yīng)用，不僅可以實現(xiàn)接入工程的高性價比，更為運營商的市場拓展，提供了延展性極強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保障。

[1]郎為民，郭東生.EPON/GPON從原理到實踐[M].人民郵電出版社，2010.

[2]王勇.GPON的應(yīng)用探究[J].通信與信息技術(shù)，2010，4.

[3]李景峰.GPON技術(shù)及其在本地接入網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010，15.