浅谈GPON技术在接入网络中的应用

裴 熠，廖虹剑

（江西省广播电视网络传输有限公司，江西 南昌 330046）

浅谈GPON技术在接入网络中的应用

裴 熠，廖虹剑

（江西省广播电视网络传输有限公司，江西 南昌 330046）

GPON技术具有带宽利用灵活，传输效率较高，管理功能完备的特点，目前在接入网中得到了大规模应用。在应用GPON技术时，应做好其设计规划、安装与维护工作，并不断创新GPON技术，满足人们对于网络更高的需求。文章重点从设计规划、安装与维护等方面分析了GPON技术在接入网络中的应用，并对其前景进行了展望。

GPON；接入网络；FTTH

1 GPON技术

千兆无源光网络（Gigabit-Capable PON，GPON）是在无源光网络（Passive Optical Network，PON）的基础上发展的一种技术。当下就国际ITU-TG.984.x的标准来看，GPON属于比较先进的宽带无源光综合接入技术，已经成了最主要的网络接入技术。GPON技术具有很大的优势，一是，GPON具有极佳的传输速度，最高速度可达到每秒多个G；二是，GPON能够适用于多种网络连接，网络智能终端也有多个，传输距离可达到几十千米；三是，GPON能够有效地提供对称和非对称的速率传输，且具有较高的传输速率；四是GPON技术具有很好的网络兼容性，并且处在不断地发展创新中。总而言之，GPON网络接入技术由于具有上述优势，满足了网络用户对于网络传输速度、传输信号质量和使用成本等方面的需要，在我国三大通信运行商网络中得到广泛应用。

2 GPON技术的组网方案

根据用户不同的使用需求，GPON技术在接入网中的运用情况也不一样。组网是GPON技术发挥作用的前提条件，在组网期间常常会根据不同的网络结构性质构建，以实现整个网络体系构造的性能发挥。目前，GPON技术的组网包括星型方式、树形方式、总线方式等，具体情况如下。

2.1 星型方式

当光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）与光网络单元（Optical Network Unit，ONU）之间按点到点配置，且每一ONU直接经一专用光链路与OLT相连，中间没有光分路器时就构成星形结构。因为这种组网方式不会在光分路引入时造成太多的损耗，所以传输距离远超过点到多点配置。不过，因为星型方式在使用过程中要用到大量的光纤，应用成本很高，因此一般不会选择此种组网方式。

2.2 树形方式

树形拓扑是点到多点配置的基本结构，这种结构利用了一系列级联的分配点（Distribution Point，DP）对信号进行分路，传给多个用户，同时也靠这些分配点将上行信号结合在一起送给OLT。分配点的分路器常为1∶N型，在重要客户接入中，可能采用2∶N分光以实现主干光纤保护。

2.3 总线方式

总线结构是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。

3 GPON接入网的安装与维护

3.1 GPON接入网的安装

在进行GPON接入网的安装时，首先要保证光缆符合项目的需求，并确保光缆的质量；其次，在机房布线时要确保工程质量符合消防规范，以防留下火灾隐患；再次，机架要安装在低层面的楼房，这样既使施工变得简单，也便于后期的网络维护。

3.2 GPON接入网的维护

GPON设备在使用时难免会出现一些故障，故障出现后如果不能及时解决就会影响用户的正常使用，因此，相关人员要及时做好故障急救工作。假如是单个用户出现故障，应当首先想到从光功率及终端信息着手进行处理。假如是单PON口用户故障，应当首先想到从PON口，馈线光缆及流氓ONT信息等方面着手进行处理。

这里介绍一下单个ONU故障的处理方法：首先要对设备运行状态进行检查，检查的顺序是ONU的运行灯是否正常—ONU接触是否良好—业务板运行灯是否正常—业务板接触是否良好—PON接口是否正常—光口激光器有没有打开，这一步骤逐步开展，直到发现问题。其次要对设备数据配置状况进行检查，检查方面包括：ONT绑定的DBA模板是否存在错误、业务流配置是否存在错误以及VLAN中有没有加入上行口。最后要对光纤及光模块进行检查，检查方面包括：光纤是否插好、光纤有没有损坏、平均发送光功率是否符合要求、接收效果不佳以及光纤和光模块接口是否有脏物。

4 GPON接入网技术的发展

视频、云和智慧家庭的蓬勃发展推动固网入户带宽需求迅速上涨，现有的GPON接入技术已经无法满足当下的需求。10G GPON由于比GPON具有更快的传输速度、更远的传输距离，已经成为接入网技术未来的发展趋势。千兆接入（Gigaband）规模部署近在眼前。然而，作为公认的技术发展方向，由PON迈向10G GPON的演进道路并非一片坦途，存在业务和技术上的不少挑战和不确定性。

千兆业务带来的挑战是空前的，要求网络以更快的速度升级换代，10G GPON FTTH将是千兆接入主流方案，可实现端到端的成熟商用。10G GPON技术已经提出较长时间，由PON向10G GPON的平滑演进也是业界共识，但是其中的演进路线依然存在不少挑战和不确定性。从业务层面来看，目前的宽带套餐从10M，20M，50M，100M甚至千兆不等，且从用户实际需求出发，多种接入宽带速率依然有其生命周期，高价值套餐与基础宽带套餐必将长期共存。这直接带来的是E/GPON与10G GPON的长期共存，终端侧ONT极大程度会在同一个ODN分光下，分波方案是必然选择。从具体的技术来看，EPON与10 G EPON天然波长可以共存，使得现网ODN侧无需改动，用户侧ONTEPON或者10 G EPON可以在一个10 G EPON口下共存；而GPON与10G GPON则需要通过WDM1r合波设备进行部署，使新部署的10G GPON向下兼容GPON网络。国内运营商在部署FTTH时更多选用的是GPON技术，GPON向XG-PON的平滑演进显得尤为重要。鉴于GPON向XG-PON的演进一直缺乏标准引导，且没有相关经验可取，这实际上是运营商在实际的网络部署中发现的需求。

从GPON到10G GPON不是一个一蹴而就的过程，而是需要慢慢发展的，10G GPON的网络结构主要有10 G/2.5 G下上行非对称和lO G/10 G上下行对称的网络结构。在对称结构中，上下行方向均提供10 Gbit/s的速率；非对称结构中，采取下行10 Gbit/s上行2.5 Gbit/s的方案。首先，为了实现10G GPON平稳地过渡，10G GPON系统必须兼容现有的GPON系统，10G GPON下行使用L波段，上行使用O波段。通过采用WDM技术，10G GPON可以兼容目前部署的GPON，实现10G GPON的平滑过渡。其次，ONU向l0 G/10 G转变，OLT向10 Gbit/s的上下行速率转变。在下行信道完成升级后，上行信道开始向10 Gbit/s速率转变。最后，ONU向10 G/2.5 G转变，OLT向10 Gbit/s的下行速率转变。由于10 Gbit/s突发模式接收机等技术难题,要实现经济可靠的10 Gbit/s上行链路速率相对困难，所以2.5 Gbit/s上行成为一个经济可行的方案。2.5 Gbit/s的上行链路，不仅将上行通道扩容了两倍，还大大降低了突发模式接收机的设计难度，从而降低了接入成本。同时2.5 Gbit/s上行还可以有效满足用户的各种接入需求。

总之，10G GPON已经成为各大运营商的下一步计划，其计划利用Combo PON方案，迅速地完成10G GPON的推广，为宽带客户提供更好的服务。

5 结语

在技术的持续创新下，在网络的不断演进下，随着中国市场4G LTE网络的快速发展，GPON接入网的方式应用得越来越广，为运营商提高网络覆盖和提升网络容量提供了有效途径，打造了一个美好的网络新时空。

[1]霍洪涛.GPON光纤接入网络的发展趋势[J].电信科学，2008（12）：91-93.

[2]王克礼.基于GPON技术接入网络应用的研究[J].电脑知识与技术，2012（35）：8381-8382.

[3]刘克明. GPON光纤接入网络发展前景浅议[J].数字通信世界，2015（6）：298-299.

[4]孙友伟.基于GPON的下一代数字有线电视接入网络[J].电视技术，2008（10）：51-53.

Discussion on the application of GPON technology in the access network

Pei Yi, Liao Hongjian
（Jiangxi Radio and Television Network Transmission Co., Ltd., Nanchang 330046, China）

GPON technology has the characteristics of high bandwidth utilization, high transmission efficiency and complete management function, and it has been massive used in the access network at present. In the application of GPON technology, we should do its design planning, installation and maintenance work, and constantly innovate GPON technology to meet the higher demand for the network. This paper analyzed the application of GPON technology in the access network from the aspects of design planning, and installation and maintenance.

GPON; access network; FTTH

裴熠（1984— ），男，江西新余，硕士，助理工程师；研究方向：广播电影，电视工程。