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GPON技術在接入網中的應用淺析
摘要:本文詳細描述了GPON技術的組成、特點、應用模式及組網方案,并通過工程案例介紹了GPON在接入網中的應用。
關鍵詞:GPON;組成及特點;應用模式 組網方案
PON(Passive Optical Network,無源光網絡)一直被認為是光接入網中頗具應用前景的技術,它打破了傳統的點到點解決方法,在解決寬帶接入問題上是一種經濟的、面向未來多業務的用戶接入技術。GPON(Gigabit-Capable PON)技術是基于ITU-TG.984.x標準的最新一代寬帶無源光綜合接入標準,具有高帶寬,高效率,大覆蓋范圍,用戶接口豐富等眾多優點,可以為用戶提供優質、可靠、安全的語音、數據、視頻三網合一業務接入。
1. GPON系統組成及特點
1.1 GPON系統組成
GPON系統主要由OLT(光線路終端)、ODN(光分配網絡)、ONU(光網絡單元)組成,其中ODN由光分路器和光纖線路等組成。OLT放置于業務接入中心節點,為接入網提供網絡側與城域網之間的接口,通過多個GE/FE接口上聯不同的業務網絡;ONU放置于小區或樓內機房,為接入網提供用戶側的接口,提供語音、數據、視頻等多業務流的接入,通過GE光口經ODN上聯至OLT。
1.2 GPON技術特點
高帶寬和高傳輸效率,下行速率高達2.488Gbit/s,上行為1.244Gbit/s,可以滿足運營商對未來業務的接入帶寬需求,使用GEM的封裝方式時,綜合傳輸效率在93%以上。
單纖接入,使用單根光纖就可以滿足用戶的接入需求,可以大量節省運營商在接入層饋線段的光纖資源。
可以支持的接入距離更遠(大于20km)。針對FTTB開發的GPON系統,其OLT到ONU的最遠接入距離可以達到60km以上。
作為電信級的技術標準,對設備的互操作性能有詳細的要求,對各種業務類型都能提供相應的QoS保證,GPON還規定了在接入網層面上的保護機制和完整的OAM功能,光纖自動倒換時間小于50ms。
位于室外的光分配網中只有物理介質特性非常穩定的光纖和無源分光器,沒有任何有源設備,使得網絡具有高可靠性。
在接入網層面上提供一個統一的接入平臺,節約了運營商維護和處理故障的成本。
2. GPON在FTTn中的應用模式
2.1 FTTB應用模式
光纖到樓宇(FTTB:Fiber To The Building)是寬帶光接入網的典型應用類型之一,其特征是,以光纖替換用戶引入點之前的銅線電纜,ONU部署在傳統的分線盒(用戶引入點)即DP(Distribution Point分配點),ONU下采用其他介質接入用戶,如現有的金屬線或無線,每個ONU典型支持用戶數為十多戶到一百戶左右。
在FTTB系統中,OLT通常放置在端局,作為用戶業務的收斂及分發,上聯網絡側采用光纖接口,通過光纖網絡連接ONU設備,在ONU處終結光信號,用戶側提供銅線或五類線接口,接口類型包括POTS、ISDN、ADSL/ADSL2 、VDSL/VDSL2、以太網等。
FTTB網絡結構在ONU點需要解決供電問題,可以采用本地供電,或者由位于局端的遠程供電系統,也可以區域集中供電,目前以本地供電為主。另外,由于MDU(Multiple Dwelling Unit,多住宅單元)提供較多VOIP語音業務的接入,需要考慮備用電源解決方案;業界主流的備用電源解決方案包括:交流UPS;一次電源 蓄電池;樓道應急電等。
由于FTTB網絡中,ONU布設到DP,使得ONU的數量較多,每個ONU接入的用戶數量不多,因此選擇光纖傳輸技術時,應著重選擇支持較多ONU數量的、能夠節省光纖資源的傳輸技術。現階段及以后一段時間內,GPON是比較好的技術選擇。具體的應用模式又有如下幾種:
FTTB xDSL
具體實現是將光纖端接點分布在樓層(高層樓宇)或樓道(多層建筑),小型DSLAM設備網絡側采用GPON上聯口,用戶側提供xDSL接口通過雙絞線入戶。這種方式利用現有的雙絞線資源,采用成熟的ADSL2 、VDSL相關技術,可以充分利用現有的線路投資。
提供中小容量的DSL MDU,并且有適合室外惡劣環境的一體化機柜。
FTTB LAN
具體實現是將光纖端接點分布在樓層(高層樓宇)或樓道(多層建筑),由ONU終結光信號,ONU提供多個以太網接口。由于以太網五類線具有的距離限制,這種實現需要保證ONU到最終用戶的走線距離不超過100米。
2.2 FTTH應用模式
光纖到家庭用戶(FTTH:Fiber To The Home)是利用光纖傳輸媒質連接通信局端和家庭住宅的接入方式,引入光纖由單個家庭住宅獨享。在物理網絡構成上,FTTH在OLT與ONU之間采用全程光纖的接入方式,將ONU光節點部署到居民用戶家中,此時ONU稱為ONT(Optical Network Terminal),直接提供UNI接口連接居民家庭網絡。
在FTTH網絡中,無論是別墅區還是多層小區,ONU都是置于用戶家中,在OLT和ONU之間采用無源的光分配網絡,在GPON系統中,主要是光分路器和光纖構成,OLT可以置于遠端的端局機房,也可以置于小區機房,具體可以依據實際條件而定。FTTB網絡結構在ONU點需要解決供電問題,可以采用家庭220V直接供電或通過UPS供電。
語音業務采用VoIP將是適合于網絡發展的選擇,實現方式有兩種:ONU本身內置IAD功能或通過外置IAD來實現。
OLT和ONU側都提供了高速接入的數據接口,對于數據業務具備有天然的接入。由ONU的以太網接口提供用戶的寬帶上網接入,根據現階段的寬帶應用實際,用戶認證和管理仍然可以由BRAS來完成,以保持與現有用戶管理方式的一致性。對數據業務的接入,主要是需要采用合適的QoS策略,根據不同的業務提供不同的QoS保證,從而為不同的業務提供不同的帶寬保證和業務質量。
對于FTTH模式,比較適合社區信息化場合。社區信息化覆蓋目前已經比較普遍,大多數社區采用ADSL接入技術實現,隨著IPTV和高清電視等高帶寬業務引入家庭,傳統社區接入網絡面臨改造。GPON光接入平臺立足高帶寬接入,根據高檔小區、別墅小區和普通小區的消費承受能力,分層次提供一步到位的FTTH。接入業務包括語音、數字家庭、寬帶上網(有線和無線方式可選)、IPTV視頻、CATV視頻業務等,提供系列化ONU/ONT終端,滿足家庭用戶有線方式、無線方式、廣域網和局域網等各種業務接入需求。
3. GPON組網方案
3.1 星型方式
當OLT與ONU之間按點到點配置,且每一ONU直接經一專用光鏈路與OLT相連,中間沒有光分路器時就構成星形結構。由于這種配置不存在光分路引入的損耗,因此傳輸距離遠大于點到多點配置。但此種應用方式對光纖浪費嚴重,不能體現GPON的技術優勢,實際應用較少。
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