GPON技術(shù)在接入網(wǎng)的運(yùn)用研究

蔣強(qiáng)

【摘要】? ? 伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等新興技術(shù)的推廣應(yīng)用，從而對(duì)于寬帶需求量不斷提高，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)開(kāi)始獲得人們與通信運(yùn)營(yíng)商的高度重視。當(dāng)前各大運(yùn)營(yíng)商對(duì)于PON極為喜愛(ài)，城市通訊組網(wǎng)大概都是使用的光纖網(wǎng)絡(luò)。這是一種PON技術(shù)，具有節(jié)約光纖路線(xiàn)、分支支路少、連接設(shè)備故障少、運(yùn)行系統(tǒng)穩(wěn)定等多中優(yōu)勢(shì)。而隨著PON技術(shù)日漸發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)了GPON技術(shù)與EPON技術(shù)。下面主要圍繞GPON技術(shù)，在分析其特點(diǎn)與在接入網(wǎng)中的運(yùn)用同時(shí)展望了GPON技術(shù)的發(fā)展方向與各種接入形式。

【關(guān)鍵詞】? ? PON技術(shù)? ? GPON技術(shù)? ? 接入網(wǎng)? ? 接入形式

近些年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的加速發(fā)展讓大眾對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)性隨之提升，逐漸設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了更多種類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)周邊產(chǎn)品。與此同時(shí)，由于大眾對(duì)于網(wǎng)絡(luò)需求在日益增長(zhǎng)，通信業(yè)務(wù)也因此出現(xiàn)巨大改變，最明顯的特性即數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通信量比例不斷增長(zhǎng)。

如今數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)遠(yuǎn)超以往的語(yǔ)音業(yè)務(wù)通信量。由于通信業(yè)務(wù)模式的變化，人們對(duì)接入網(wǎng)的要求也水漲船高。重點(diǎn)反映在人們當(dāng)前通常要求高寬帶、費(fèi)用少、高速率、高穩(wěn)定性、高效率這幾方面。由于GPON技術(shù)能夠達(dá)到人們上述要求，且作為一種最新的接入網(wǎng)技術(shù)，自然成為了下一代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最重要的接入技術(shù)。

一、GPON技術(shù)的特點(diǎn)

GPON技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，具有相對(duì)明顯的特征，主要分為以下幾方面：

1.1超高速與適用性

APON技術(shù)的速率最高是622Mbps，是采取ATM封裝與傳輸技術(shù)，所以具有寬帶不夠、技術(shù)龐雜、費(fèi)用高、承載IP業(yè)務(wù)效率偏低等不足。而EPON技術(shù)因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)技術(shù)和PON技術(shù)的有效統(tǒng)合，成為了相對(duì)符合IP業(yè)務(wù)的寬帶接入技術(shù)，更多的是商用。然而該技術(shù)系統(tǒng)不支持TDM業(yè)務(wù)體系，必須要增設(shè)外部設(shè)備才能支持，因此在絕對(duì)系統(tǒng)與每比特成本上比較高。GPON技術(shù)是目前市面上相對(duì)先進(jìn)的PON協(xié)議，具有較強(qiáng)的OAM&P特征，可以支持高速率與多業(yè)務(wù)。而從另一個(gè)角度來(lái)講，當(dāng)前支持GPON技術(shù)設(shè)施的產(chǎn)家與安置GPON技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商還不多，成本也要比EPON技術(shù)要高，成熟性稍遜于EPON技術(shù)。但總體來(lái)說(shuō)，GPON技術(shù)在技術(shù)機(jī)制及市面流通上，都具有進(jìn)一優(yōu)化發(fā)展的可行性與必然性。對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，GPON技術(shù)通過(guò)由低速至高速，從IP業(yè)務(wù)接入至綜合業(yè)務(wù)接入的方式，是切合實(shí)際的選擇。

1.2兼容性

GPON技術(shù)對(duì)于AG5200與U300這類(lèi)傳統(tǒng)設(shè)備及技術(shù)有向下兼容優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)ATM、GEM信號(hào)有高兼容優(yōu)勢(shì)。因此，基于GPON技術(shù)的接入網(wǎng)能夠有多項(xiàng)業(yè)務(wù)結(jié)合的優(yōu)勢(shì)。目前GPON技術(shù)的運(yùn)用逐步完成了語(yǔ)音服務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、IP通信、ATM服務(wù)以及PDH等用處，使得許多系統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)達(dá)到了統(tǒng)一，這對(duì)開(kāi)發(fā)新型電信業(yè)務(wù)有利，并對(duì)社會(huì)與人們接受此技術(shù)有利。

1.3靈活性

基礎(chǔ)的接入網(wǎng)系統(tǒng)是在GPON技術(shù)基礎(chǔ)上通過(guò)動(dòng)態(tài)算法，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分配寬度資源，GPON技術(shù)通過(guò)多地址分復(fù)式形式，尤其在下行數(shù)據(jù)傳輸當(dāng)中采取廣播形式，對(duì)接入網(wǎng)合理配置寬度有利，并可以化解接入網(wǎng)遲緩、抖動(dòng)以及丟包等缺陷，對(duì)接入網(wǎng)的安穩(wěn)運(yùn)行及在特殊情況下安穩(wěn)運(yùn)行有利。

1.4高效性

GPON技術(shù)將GEM當(dāng)做封裝協(xié)定，這讓各電信業(yè)務(wù)之間實(shí)現(xiàn)了通用，立足于交換協(xié)議統(tǒng)一，GPON技術(shù)能夠有效強(qiáng)化封裝效率與傳輸成效，不僅達(dá)到了入網(wǎng)建設(shè)提升效率的需求，還防止了后期對(duì)GPON接入網(wǎng)的一些維修作業(yè)，減少了成本，提高了效率。

二、GPON技術(shù)在接入網(wǎng)中的運(yùn)用

由于人們對(duì)于通信業(yè)務(wù)與寬度業(yè)務(wù)需求日漸增多，這令移動(dòng)與聯(lián)通開(kāi)始認(rèn)識(shí)到以往的寬度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需求，所以加速推進(jìn)光纖業(yè)務(wù)發(fā)展，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積。從而在有效減少運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)，使運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)，為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了更多的經(jīng)濟(jì)效益。尤其是在通信系統(tǒng)中運(yùn)用GPON技術(shù)，更是保證了通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.1 FTTB模式

小區(qū)內(nèi)接入光纖，應(yīng)該將ONU放在小區(qū)和走道，ONU是以雙絞線(xiàn)接入客戶(hù)端的，其當(dāng)中的FTTB網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)必須處理好供電問(wèn)題，F(xiàn)TTB也被分成FTTB+XDSL與FTTB+LAN這兩種方式，其應(yīng)采取UPS供電也家庭220V直接供電方式。OLT安置在模塊局，樓層高應(yīng)該在樓內(nèi)分光，其他情況則可以小區(qū)分光。如果小區(qū)和新建建筑具有寬窄帶要求，就應(yīng)采取以下模式，主要在小區(qū)、樓道及樓層分布光纖端接點(diǎn)，小型DSLAM設(shè)施網(wǎng)絡(luò)側(cè)使用GPON上聯(lián)口，客戶(hù)側(cè)采取XDSL接口，以雙絞線(xiàn)入戶(hù)方式。這種方式采用了先進(jìn)的ADSL2+與VDSL有關(guān)技術(shù)，有效利用已有的銅纜線(xiàn)路資源，采用中小容量的DSLMDU。針對(duì)小區(qū)光纖端接點(diǎn)設(shè)備，應(yīng)該采用適用于室外惡劣環(huán)境下的一體化機(jī)柜，

對(duì)于小區(qū)與大樓這種僅有寬帶需要和寬帶提速，應(yīng)使用FTTB+LAN模式，主要是通過(guò)將樓層和走道作為光纖端接點(diǎn)分布接點(diǎn)，通過(guò)ONU來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)，并提供幾個(gè)太網(wǎng)作為接入口，利用太網(wǎng)五種雙絞線(xiàn)連接客戶(hù)端。然而因?yàn)槭芟抻谔W(wǎng)五類(lèi)雙絞線(xiàn)間的間隔，此模式中的ONU最終客戶(hù)端的間隔不可以超出100m。

2.2 FTTC

FTTC的基本內(nèi)涵即在路邊鋪設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)，把網(wǎng)絡(luò)接口分線(xiàn)盒安置到電線(xiàn)桿，人們通過(guò)分線(xiàn)盒接口直接接入網(wǎng)絡(luò)。人們能夠基于雙絞線(xiàn)銅纜與銅軸電纜做到把網(wǎng)絡(luò)連接到自己家庭中。

2.3 FTTH模式

對(duì)于別墅、高端小區(qū)這類(lèi)投資具有高收益的住宅樓，應(yīng)采取光纖入戶(hù)方式，從而實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)接入，采取不同的接入方式擴(kuò)大高端用戶(hù)范圍。OLT安置在局端機(jī)房，分光器安置在小區(qū)、建筑內(nèi)部;ONU安置在住戶(hù)房?jī)?nèi)，也可以安置在建筑走道或弱電間，采用UNI接口徑直和住戶(hù)的家庭網(wǎng)絡(luò)連接。

FTTH應(yīng)用模式是GPON采取各種業(yè)務(wù)接口來(lái)為支撐三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)。ONU為太網(wǎng)接口、模擬語(yǔ)音接口及IPIV接口提供支持;VoIP為語(yǔ)音業(yè)務(wù)提供支持;ONU通過(guò)太網(wǎng)接口為人們提供寬帶上網(wǎng)接入服務(wù)，人們能夠以撥號(hào)和專(zhuān)線(xiàn)方式接入，來(lái)為IPIV、VoIP業(yè)務(wù)提供支持，系統(tǒng)應(yīng)該起到有效的QoS與組播作用。

2.4 FTTO模式

商業(yè)樓通過(guò)FTTO接入，ONU安置在用戶(hù)端，F(xiàn)TTO為當(dāng)前數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、專(zhuān)線(xiàn)及iTV等業(yè)務(wù)在內(nèi)的各大電信業(yè)務(wù)，OLT設(shè)備應(yīng)該為FE/GE、E1以及STM-1接口提供支持;ONU應(yīng)該為FE、E1以及POTS接口提供支持。企業(yè)用戶(hù)針對(duì)通信業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性具有更高要求，F(xiàn)TTO應(yīng)按照用戶(hù)需求，采取干路光纖與支路光纖雙纖保護(hù)倒換方式。

三、GPON技術(shù)的發(fā)展方向與具體接入形式

3.1 GPON技術(shù)的發(fā)展方向

互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，用戶(hù)對(duì)于通信業(yè)務(wù)消費(fèi)能力與消費(fèi)層次也大大提高，降低了對(duì)業(yè)務(wù)資費(fèi)的關(guān)注度，而提高了對(duì)帶寬與信息的傳輸速率的重視程度，這進(jìn)一步推進(jìn)了光纖業(yè)務(wù)的發(fā)展，所以各運(yùn)營(yíng)商對(duì)網(wǎng)絡(luò)各級(jí)改造加快了速度。對(duì)于缺少銅纜資源的地區(qū)，因?yàn)闊o(wú)源特性能夠減少成本，對(duì)提高運(yùn)營(yíng)商投資回報(bào)率極為有利。所以，在小區(qū)寬帶建設(shè)過(guò)程中，主要是采用OLT、ONU技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和標(biāo)準(zhǔn)的安穩(wěn)性、實(shí)用性及延伸性起到了保證作用。并且小區(qū)接入網(wǎng)建設(shè)中適合采用GPON技術(shù)體系結(jié)構(gòu)，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)加快拓展有著現(xiàn)實(shí)意義。

而在今后的發(fā)展當(dāng)中，GPON的運(yùn)用將更加廣泛，在改進(jìn)傳統(tǒng)GE級(jí)別基礎(chǔ)上，能夠確保技術(shù)類(lèi)型的多樣性，GPON技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將更加凸顯，為接入更大的帶寬提供保障，使數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高速傳輸，擴(kuò)大覆蓋面積的范圍，可以更加符合當(dāng)前用戶(hù)多樣化的需求。

3.2具體接入方式

1.實(shí)地觀察和寬帶設(shè)計(jì)

實(shí)地觀察是GPON技術(shù)接入應(yīng)用的首要環(huán)節(jié)，對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況加以了解是非常有必要的。另外，在設(shè)計(jì)用戶(hù)寬帶時(shí)，需要將實(shí)地觀察資料視為重點(diǎn)參考標(biāo)準(zhǔn)，便于準(zhǔn)確判斷用戶(hù)的實(shí)際需求，基于此老設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。之后進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際需求的相符程度，一旦不符需要找出問(wèn)題所在，并第一時(shí)間加以調(diào)整。

2.規(guī)劃與部署

第一，由于OLT設(shè)備有大小之分，所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇。在實(shí)際設(shè)置當(dāng)中，應(yīng)合理利用GPON技術(shù)的遠(yuǎn)程輸入優(yōu)勢(shì)，供電過(guò)程中，需要同時(shí)考慮穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)因素，在測(cè)算距離時(shí)，就需要考慮預(yù)算成本，從而在傳輸信號(hào)的有效范圍中降低成本;第二，針對(duì)分管器規(guī)劃，應(yīng)以幾何建筑結(jié)構(gòu)來(lái)選擇組網(wǎng)方式;第三，一般情況下，把ONU設(shè)置在室外機(jī)柜中，主要采用桌面安裝、掛壁安裝、機(jī)柜安裝幾種安裝模式。

3.光纜選擇

光纜的選擇需要聯(lián)系系統(tǒng)整體，同時(shí)選擇匹配系統(tǒng)的光纜類(lèi)型。目前使用相對(duì)廣泛的兩種要數(shù)G.655、G.652，而這需要根據(jù)安裝地點(diǎn)合理選擇。光傳輸時(shí)，會(huì)對(duì)光纜主要會(huì)產(chǎn)生非線(xiàn)性效應(yīng)、色散及衰減的影響，所以需要結(jié)合這些參數(shù)來(lái)選擇光纜。

G.655色散程度要比G.652低，所以前者在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，可以采取更為先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。GPON技術(shù)在以上步驟后，就可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此后需要測(cè)算速度，以此保證技術(shù)穩(wěn)定運(yùn)行。

4.基站接入

在基站中接入應(yīng)用GPON技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理，從而保證基站不用重建傳輸系統(tǒng)，接入層傳輸網(wǎng)不那么復(fù)雜。如果基站采用的GPON技術(shù)比較先進(jìn)，組網(wǎng)過(guò)程就會(huì)較為靈活，可降低成本。并且，由于光纜技術(shù)不斷優(yōu)化，光接入所需成本有所減少，相對(duì)比銅纜，光纜運(yùn)維更具便捷性，管理相對(duì)容易。

假如分布非常集中，并且接入點(diǎn)多，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)密集，還是采用以往如SDH的接入方式，不僅會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞光纜，還會(huì)使網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性下降。

四、結(jié)語(yǔ)：

綜上，接入網(wǎng)今后的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是完成用戶(hù)到局端的光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)接，即光纖到戶(hù)。然而因?yàn)楝F(xiàn)階段光纖到戶(hù)成本與業(yè)務(wù)量等多種因素影響，目前還未完全實(shí)現(xiàn)光纖到戶(hù)。所以，GPON技術(shù)這種向光纖到戶(hù)不斷發(fā)展的中間技術(shù)，從一開(kāi)始提出就在接入網(wǎng)當(dāng)中起到了關(guān)鍵用途，GPON技術(shù)有著速率快、安全性高、成本低、效率高等優(yōu)勢(shì)，廣受人們的青睞，其必將在下一代的NGN網(wǎng)絡(luò)中起到更為關(guān)鍵的作用。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]何建明.芻議GPON光纖接入網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用[J].大科技，2019，000（019）：207-208.

[2]李娜.淺析通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中GPON技術(shù)實(shí)際應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2019，000（006）：166-167

[3]馬良鋒.通信接入網(wǎng)中的GPON技術(shù)分析[J].信息周刊，2019，000（051）：1-1.

[4]許巍巍.基于GPON技術(shù)的寬帶接入應(yīng)用研究[J].黑龍江科技信息，2019，000（012）：90-91.

[5]劉二崗.論基于GPON技術(shù)的接入網(wǎng)應(yīng)用探討[J].數(shù)字通信世界，2019，171（03）：78-79