PON網絡在光纖通信中的應用與實踐探討

尹買生

摘 要 隨著光纖通信技術的快速普及和發(fā)展，利用光纜構建一個帶寬較高的傳輸網、交換網成為政企單位的重要趨勢。PON是一種無源光網絡，可以為用戶提供通信資源、設備資源管理服務，具有重要的作用和意義。

關鍵詞 PON網絡；EPON網絡；GPON網絡；光纖通信

中圖分類號 TP2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）12-0109-01

PON（無源光網絡，Passive Optical Network）是指部署于OLT和ONU之間的一個ODN設備，其不需要采用任何的電子設備作為動力源[1]。目前，隨著光纖網絡在通信運營商和廣電網絡的大力部署和使用下，PON網絡已經得到了廣泛普及，形成了多種組網模式，不僅包括傳統(tǒng)的星型網絡、總線型網絡，同時還包括樹型網絡、層次網絡等，為用戶分配了一個強大的數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)網絡軟硬件資源運行實時監(jiān)控、維護和管理，具有重要的作用和意義[2]。

1 “互聯(lián)網+”光纖通信需求分析

隨著“互聯(lián)網+”時代的到來，光纖通信已經在電子商務、電子政務、金融證券、智能旅游、在線學習、生產監(jiān)控、交通運輸?shù)榷囝I域得到廣泛普及和使用，取得了顯著的應用成效[3]。目前，運營商、政企單位、居民生活等對光纖通信需求非常強烈，比如高清晰電視、大型互聯(lián)網游戲、企業(yè)會議視頻系統(tǒng)等，具體的光纖通信需求包括以下幾個方面。

1）硬件服務器部署通信需求。目前，中國移動、聯(lián)通和電信等運營商已經構建了強大的骨干網，政企單位也構建了現(xiàn)代化的機房，并且鋪設了高速率的光纜線路，購買了防火墻服務器、計費認證服務器、Web服務器、DNS域名服務器、FTP服務器、數(shù)據(jù)庫服務器等，這些服務器之間需要使用先進的光纖網絡進行連接，保證軟硬件資源的可擴展性。

2）網絡高速率業(yè)務需求。許多政企單位、小區(qū)居民構建的網絡傳輸?shù)臉I(yè)務非常多，這些業(yè)務包括視頻數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、游戲數(shù)據(jù)等，這些業(yè)務需要較高的帶寬資源，因此，為了更好地管理互聯(lián)網，亟需構建一個拓撲結構完善的光纖通信網，確保用戶數(shù)據(jù)傳輸需求。

2 PON網絡在光纖通信中的應用與實踐

PON網絡經過多年的使用和發(fā)展，目前已經產生了多種形式，比如EPON網絡、GPON網絡、BPON網絡、WPON網絡等，筆者通過對文獻資源進行調研，主流PON網絡為EPON和GPON兩種，這兩種PON網絡描述如下。

2.1 EPON網絡應用設計

EPON是一種基于以太網的無源光網絡，組網模式多為點對多點，可以利用以太網實現(xiàn)信息傳輸、視頻語音傳輸?shù)裙δ?。目前，經過多年的應用，EPON網絡已經實現(xiàn)了光纖到戶、光纖到樓、光纖到家、光纖到辦公室、光纖到路邊等接入模式，主要包括OLT、ODN和ONU3種設備，OLT可以完成光纖通信設備注冊認證和運行管理；ONU可以完成用戶端設備的接入和路由通信；ODN可以完成光纜線路分配、配線分配、分光器/合路器分配等，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信管理、路由交換管理。EPON網絡組網結構非常簡單，運營管理成本也非常低，易于網絡設備擴展，EPON網絡是一個純介質的無源網絡，其可以有效避免雷電、電磁干擾，非常適合在高山、橋梁、河流等惡劣環(huán)境，占用的局端資源也非常少。另外，EPON網絡可以為用戶提供非常高的帶寬資源，EPON網絡可以為用戶提供一個上下對稱、速度較高的傳輸網絡，帶寬最高可以達到10Gb/s。EPON網絡組建結構如圖1所示。

2.2 GPON網絡應用設計

GPON是一個吉比特無源光網絡，其采用了最新的ITU-TG.984.x標準，具有高帶寬、高效率、廣覆蓋優(yōu)勢。GPON作為當前最先進的高性能網絡，已經在運營商骨干網、廣域網和核心網得到廣泛普及。GPON網絡可以支持多種數(shù)據(jù)傳輸格式，比如IP/SONET/SDH/ATM/CWDM，能夠滿足數(shù)據(jù)分組傳輸實時性高、抖動性低的特點，具有一個完整的服務保障機制和故障處理能力。GPON網絡多應用于產業(yè)集聚區(qū)、商業(yè)區(qū)等面積較大、用戶分布廣泛場景，ONU設備采用了多級分光模式，這樣就可以利用樹型網絡進行管理，便于用戶資源的管理和維護。OLT置放于中心機房，分光器可以接入到光交箱，并且能夠將光交箱放置于專業(yè)機房中，充分利用當前的光纜資源，實現(xiàn)雙路由保護。GPON網絡組建采用的新技術非常多，比如動態(tài)帶寬分配、控制協(xié)議、多點仿真等，動態(tài)帶寬分配可以根據(jù)OLT用戶業(yè)務登記協(xié)議，結合ONU傳輸隊列中的數(shù)據(jù)量，動態(tài)的為每一個ONU分配上行資源，并且分配過程能夠在微秒級的時間段內完成，動態(tài)帶寬資源分配可以充分的利用時間差異性。多點仿真及控制協(xié)議（MPCP）可以確保GPON網絡支持點對多點結構，多點仿真和控制協(xié)議可以對ONU進行有效的測距和注冊，并且能夠使ONU自動化的加入到EPON網絡中，通過MPCP完成多個ONU接入OLT，并且實現(xiàn)多個ONU設備復用，促進GPON網絡系統(tǒng)承載數(shù)據(jù)業(yè)務，充分利用GPON網絡的資源。

3 結論

與傳統(tǒng)的ADSL、同軸電纜相比，PON網絡具有多個應用優(yōu)勢，比如帶寬高、分配靈活、傳輸速度快，同時也更加容易組網，非常適用于當前的“互聯(lián)網+”時代的應用需求。EPON和GPON是兩種具體的應用實例，EPON適合住宅小區(qū)、小規(guī)模企業(yè)等；GPON網絡適合于大中型企業(yè)、商業(yè)廣場和寫字樓，更好地實現(xiàn)光纖通信，幫助人們滿足數(shù)據(jù)業(yè)務、語音業(yè)務、視頻業(yè)務需求。

參考文獻

[1]王明明.PON網絡技術在光纖通信中的應用分析[J].通訊世界，2016，21（19）：94-95.

[2]王雪麗，辛政華.PON技術在光纖網絡中的應用與研究[J].棗莊學院學報，2017，34（2）：33-36.

[3]張曉文，侯偉.探討高速公路通信網絡應用PON及PTN技術的作用[J].數(shù)字通信世界，2016，2（1）：114-116.

[4]李志新.小區(qū)光纖改造工程中PON技術的應用實例探討[J].中國新通信，2016，18（14）：106.