GPON 接入传输网组网方式及实际应用 探讨

GPON 接入传输网组网方式及实际应用 探讨

余霄文

公诚管理咨询有限公司

摘要：GPON技术在接入网工程建设中，具有高宽带、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点不仅节约了网络企业的运用成本，而且提高了网络运行效率。本文主要对GPON 接入传输网的组网方式及实际应用进行了分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：GPON接入传输网；组网方式；实际应用

一、前言

GPON技术是基于ITU—TG.984.X标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点。作为一中灵活的无源光纤接人网，GPON可以在高速率下以对称或非对称方式工作，支持多种业务，具有强大的0AM能力。GPON以ATM信元和通用成帧协议(GEP)为帧结构协议来承载各种业务， 并提供相应的QoS。GPON支持1.244Gbit／s和2.488Gbit／s的下行速率和ITU—T规定的155Mbit／s、622Mbit／s、1.244Gbit／s和2.488Gbit／s的上行速率。GPON的逻辑传输距离为60KM，实际传输距离可支持20KM以上。GPON系统的分光比最大可达1：128。基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的OLT(光线路终端)，用户端的ONT／ONU(光网络终端或称作光网络单元)，连接前两种没备由单模光纤和无源分光器组成的ODN(光分配网络)以及网管系统组成。基于此，本文主要对GPON传输网建设的关键技术（DBA）及应用模式进行了探讨，以供同仁参考。

二、GPON接入传输网的组网方式

GPON技术的组网方式主要采用FTTN+DSL,FTTB+DSL和FTTB+LAN三种方式、FTTH方式的组网很少会采用，主要是由于成本因素和带宽需求的制约。

（1）FTTN+DSL组网方式

图1、FTTN+DSL结构图

  这种模式把 DSLAM 尽可能地接近用户，摆脱了原有线路 XDSL 接入距离和带宽的限制，采用 GPON 设备把下移的DSLAM 集中。充分利用现有的铜线，完成“光进铜退”的过渡，是目前 GPON 技术的主要定位。采用 GPON 设备互相联通移动的基站，只需要从较近的无源分光器的预留端口引出一条光纤到新的 ONU 装机点，从而完成扩容。且局端的设备不需要进行硬件扩容，也不会影响到现有

的 ONU 业务。为5G 移动（固定）接入网络做好充足的网络资源准备。

2. FTTB+DSL组网方式

图2、FTTB+DSL结构图

这种组网方式是光纤接入到楼中的方式，再将线路接入到楼中的所有使用网络的用户，但是是很多人一起使用一个ONU的形式，这项组网方式虽然比FTTN的方式更加先进，但是成本的支出要比FITN更多，下行速率也不够合理，所以这种组网方式不能够满足网络的发展需求，所以没有得到更好的使用。

（3）FTTB十LAN组网方式

图3、FTTB十LAN结构图

FTTB+LAN与FTTB+DSL方式都是将光线接入到楼中的方式，但是其ONU的容量更大，所以更加满足与多个用户一起使用的模式，在成本的投入上也要比FTTB

十DSL少很多，所以使用的频率比较高，也比较广泛。

三、GPON技术接入网络的实际应用

（1）高档写字楼的 GPON 接入应用

1）用户带宽需求设计。高档写字楼汇聚了众多中小企业，对语音和宽带数据业务具有需求，根据前期市场调研，包括里面有多少个企业，每个企业中的办公室分布如何、不同的办公室对网络有怎样的具体要求等。在对用户宽带进行设计时，需要将上述资料作为基本参考，对服务对象的具体需求做出准确判断，并将此作为依据设计网络拓扑结构。设计完成以后需要进行试验，看本设计是否与实际需要相符，如不符，要找出问题所在，及时修改设计。

2. OLT 规划与部署。根据用户需求的不同可选择业务插槽不同的大小两种 OLT 设备，可部署在中心机房或目标小区机房内。首先是OLT的规划，具体根据部署地点进行，OLT设备有大小之分，具体要根据实际情况来确定。部署过程中可以充分利用GPON技术的远程输入的优势，供电时不仅要考虑到稳定性，同时还要兼顾经济因素，在测算距离时，要考虑到预算成本，在信号传输的有效范围内尽量降低成本。

3）分光器的规划。分光器 ODN 的组网方式对运营商的投资成本及运维成本都非常重要，根据现有网络结构和施工条件，分光器ODN 一般常见的组网方式如图 3 所示。

方式一：分光器放置在小区机房，集中配线成本较低。方式二：分光器放置在小区内，该方案比较集中，也能节约光纤。方式三：分光器放置在楼道，最大限度的节约光纤，但分布式布线成本稍高。方式四：分光器放置在局端机房，不能发挥 PON 节约光纤的功能，且从运营商前期建设的网络富余量角度考虑，一般不考虑该种组网方式。

4）ONU 部署规划。ONU 的类型及部署方式决定了 GPON 网络的应用模式，ONU 可选择部署在以下位置：室外机柜、大楼竖井、大楼楼道、办公室内、家庭内； ONU 可选择机柜安装、壁挂安装及桌面安装等形式:ONU 可根据用户需求考虑提供后备电源。

5）光缆的选择。光缆的选择是应用GPON技术的关键环节，选择光缆时主要考虑两个因素，一是与整个接入网络之间得匹配性，二是成本。目前应用比较广泛的光缆有两种型号：一种是G.665，还有一种是G.653，具体使用哪种还要看传输距离和成本。研究表明，光的传输主要受到以下三种因素的影响，一是光的衰减，二是光的色散，三是非线性效应，因此在选择光缆时主要应该看这几种参数。对常用两种光缆的型号进行对比以后发现，后者的色散程度更高，因此如果选择G.665型号的光缆、且传输距离较长时，就需要使用诸如色散斜率补偿技术对其进行补偿。但是这些补偿技术的成本一般都比较高，如果对成本的限制比较严格时，一般不会选择这些方法。

（2）小区 GPON 技术的接入应用 1）小区带宽和组网规划。在对小区光纤接入之前要调查清楚光纤主干的租用情况。现阶段，城市中的主要通讯光纤有移动、联通、电信等。详细的接入方式可以依据对方的光纤带宽情况、总用户的带宽使用情况，以满足小区对带宽的需求为标准，选取合理的光纤主干线路即可。当然也要考虑到租用的价格。 2)小区 GPON 技术的接入方案。根据小区内楼房的分布情况确定 AP 数量例如：某小区内有 10 栋楼房，其中的 4 栋相距较近，可以选择共同使用一个大功率 AP，这几栋楼房和其它楼房相距较远，可以考虑进行 AP 中继。此外，单个距离很远的楼房可以单独使用一个AP，鉴于 AP 良好的中继性和扩展性，所以，对于分散区域的用户来说，较适合选取这种接入方式。处于大功率的 AP 价格较贵的考虑，对于小型楼房来说，可以试着选用多个普通的价格较便宜的AP，小型的三层楼房一般每层设置 3 个，共设置 9个也就够用了。其投入的成本要比一个大功率 AP 减低几十倍左右。由于GPON技术从网络供应商到目标小区相隔距离较远，考虑到需要使用放大器。在分支网络中假如需要级数增大一级，或者三至四级，在这种情形下网络中两个相接的放大器之间就要选择双向放大器。在实施第一级放大时，仅仅需要一个简单的跨接型双合路器；在实施第二级放大时，由于信号链路的损耗过了正常范围，需要在第二级放大器的后面再连接一个网桥，从而恢复受损的信号链路。 （3）GPON接入网的安装与维护 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。 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。

四、结 语

综上所述，GPON传输网在实际应用过程中，具有着十分明显的特征和优势，有效促进了现代通信网络建设工作的顺利进行，并为人们的日常生产和生活提供了良好的前提条件。GPON的应用是未来主要的发展方向，这是一种以无源光作为主要应用的网络形态。从技术角度看，大容量和高传输速率成为其主要特征，同时安全性和稳定性也是不容忽视的突出表现。在积极应用GPON技术的过程中，需要积极采用切实有效的方法和手段，真正发挥其作用和优势，方便人们的生活。

参考文献： [1]丁向明.GPON技术在网络中的应用[J].信息系统工程，2016（03）：513-501

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