GPON技术在高校现代化教学与实践中的应用

沈庆磊

[摘 要] GPON（Gigabit-Capable PON）技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光网络接入标准，具有众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化、综合化改造的理想技术。国内对GPON技术的研究和应用正在进一步推广。目前，一些高校也开始在教学与校园建设中探索应用GPON技术，希望利用该技术助推高校光通信的应用研究和智慧校园的建设。首先对GPON技术进行简单介绍，探究在高校现代化教学中实现GPON技术有效应用的路径和方法。

[关 键 词] GPON技术；高校；现代化教学；智慧校园

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）21-0010-02

目前，在高校的现代化教学中，GPON技术因为自身具有高带宽，高效率，范围覆盖大，用户接口丰富等众多优点，已经日益成为高校现代化教学中一项重要组成部分。实现GPON技术在高校教学中的有效应用，能大大提升高校现代化教学成效，实现良好的现代化教学目标。

一、GPON技术

（一）GPON技术的内涵

20世纪90年代中期，GPON技术的雏形在西方国家的网络技术中逐渐得到应用和发展，PON是英文“无源光网络”的缩写。到21世纪初，FSAN组织首先提出了GPON（Gigabit-Capable Passive Optical Network）技术，在后续的进一步技术研究和发展中，GPON技术标准逐渐形成。在GPON技术的基础上发展应用的设备结构，与现有的PON技术结构存在一定的共通之处。GPON网络系统是由局端的光线路终端（OLT），用户端的光网络终端或称作光网络单元（ONT/ONU），单模光纤（SM fiber）和无源分光器（Splitter）组成的ODN（光分配网络）网管系统。

（二）GPON技术的特点和优势分析

GPON技术的特点也正是其优势所在，该技术是对GFP（Generic Framing Procedure，通用成帧规程）技术的借鉴，能够支持GEM（General Encapsulation Methods）封装格式，对不同类型和不同速率的业务进行重组后经由PON输出，能够有效实现可变长度数据包的传输，使用该技术能够大大促进数据传输效率的提升，简化业务流程，实现整个业务的高效目标。具体来说，GPON技术具有以下几点优势：

1.突破传统宽带的速率。实测结果显示，GPON技术的速率能够达到2.5Gbps，这一速率能够满足未来大容量的网络业务对于宽带的快速运转需求。GPON技术的非对称性，也更能适应宽带数据业务的更多需求。

2.支持Qos保证和全球业务接入能力。现阶段，ATM同时承载多项业务的能力正在不断提升，相关技术也得到了更加广泛的使用。GPON技术能够有效支持不同类型和不同速率业务的同时进行，大大提升宽带业务处理能力。

3.能够有效支持TDM业务。其适配封装简洁、高效，还具有强大的OAM功能，业务管理能力和网络监测能力较强。

二、GPON技术在高校现代化教学中应用的可行性

（一）可行性分析

随着互联网业务的迅速扩张，家庭用户对接入带宽的要求也日益增加，宽带发展也迎来了“普及百兆、迈向千兆”的新时代。与此同时，作为全球PON最大的市场，在“宽带中国”政策的驱动下，也促进了中国运营商加速宽带接入网络建设部署的步伐。目前，GPON已经成为市场的最优选择，不但满足了百兆乃至千兆的入户需求，同时使得用户体验以4K视频、3D游戏、AR/VR应用等为代表的超高速宽带应用得以实现。GPON技术以其良好的技术功能，能够有效满足高校网络系统和技术设备的需求，实现高校网络的高效应用，促进学校网络教学目标的实现。但是，现有的PON网络在较高分光比下，无法保障实现百兆或千兆宽带接入的全面覆盖目标，因此对当前PON网络进行提速升级迫在眉睫。

为进一步满足校园日益增长的網络应用需求，确保全校师生通过网络分享最优质教学资源，一些高校决定对其原有校园网络架构进行升级改造。在硬件建设方面，可将当前网络架构升级为主流GPON接入设备，包括具有一体化接入能力的OLT设备，ODN设备和高性能ONU设备，升级后的设备可满足行业专网业务接入、链路保障和精细化管理需求，同时满足于教学区、生活区、后勤服务等多种FTTH/FTTO的接入场景。该技术网络建设应以校方实际需求为核心，量身定做宽带接入方案。同时，高校也可借助自身在学科专业领域的技术优势，校企合作领域的成功经验，构建其全新的校园网络架构。

（二）技术研究发展方向

在现代化技术不断发展并成熟的当下，高校正在进一步开展下一代无线通信网络技术研究及应用工作，不断引进了新型光网络系统与应用技术、智能技术及行业物联网应用技术，并对这些方面的技术应用开展了研究工作。进入21世纪以来，随着各种通信网络的普及，人们对通信业务的需求与现有技术之间的矛盾日渐显露，这使得新一代通信系统面临巨大的挑战，也形成了前所未有的机遇。通过对新一代通信系统理论与技术的广泛调研，我们知道，新一代通信系统必然是无线传输、宽带接入、光纤骨干网相结合的宽带多媒体通信网络系统。高校通过建立一流的宽带网络与接入技术的科研基地，面向地区开放，支持本领域的基础研究、应用基础研究以及科研成果的推广和产业化，实现新时期高校教育现代化目标，培养更多高级人才。根据这一目标，结合当前实际，高校的宽带网络技术可以以光纤接入网和无线接入网为主攻方向，以宽带接入技术为基础，以信号处理为手段，开展光纤接入技术、无线接入技术和数字多媒体通信的产学研产品开发，形成基础理论到应用系统的知识产业链。目前光纤网络技术的开发研究已进入成熟期，要取得突破性的研究实属不易，且需要投入的研究经费巨大，所以高校可结合自身实际，确立以应用基础和应用研究为导向的研究方向：