有線電視寬帶接入中GPON技術的應用發展

沙巍 崔玉柱

摘要

圍繞PON技術（無源光纖網絡），在21世紀初發展出了EPON和GPON兩個標準。相比較而言GPON有著非常明顯的優勢在現階段人們對網絡的要求往更快、更大、更靈活的方向發展，GPON要有優勢。本文簡單分析了GPON，并由此探討了基于GPON的有線電視寬帶接入方面的問題，指出其在FTTH時代下的優勢以及發展形勢。僅供參考。

【關鍵詞】GPON PON 有線電視寬帶

GPON是圍繞PON形成的一個標準族，當然圍繞PON形成的標準族并非只有GPON，還有APON、BPON以及EPON。其中GPON與EPON在業內被認為是可能主導FTTH（光纖到戶）時代的關鍵。具體誰將主導FTTH時代本文不做討論，基于探索的目的，本文著重從GPON的角度來談有線電視寬帶入戶問題。

1 GPON概述

談GPON，離不開PON，所謂PON是為無源光纖網絡，這種網絡結構很簡單，其復雜性主要表現在信號處理技術上，本文不做討論。從網絡結構來看PON網絡中沒有任何電子電源或電子器件，多個遠端用戶或者ONI共享一根光纖。從信號下行方向來看，局端/OLT通過廣播的方式向所有遠端用戶/0N1發送信息，用戶需要從中取出自己需要的信息，也就是從OLT端看，為單點發送，多點接收，而從ONU端看則是多點發送，單點接收。隨著PON的發展，GPON應運而生。

所謂的GPON是一個標準族，也被稱為無源光網絡。它的網絡結構與PON非常相似，主要就是OLT、ONU或ONT，加上單模光纖和無源分光器構成ODN即網管系統。GPON有著比其他PON標準更高的寬帶速率，下行速度2.5Gbit/s，具備非對稱特性，更適應當前寬帶數據業務需求，且具備QoS全業務保障，可同時承載GEM幀和ATM信元。在GPON標準族中明確規定了其支撐的業務包括視頻業務、專用線業務、PSTN業務和數據業務。

2 GPON在有線電視寬帶中的應用與發展

隨著三網融合的推進，有線電視寬帶網絡（即廣播電視網）與電信網、互聯網相互融合，并最終實現一根光纖入戶。基于GPON的有線電視寬帶接入，現在基本上全看運營商提供的網絡基礎設施屬于哪一個標準，如果網絡運營商提供的是GPON標準的網絡基礎設施，則就是GPON下的有線電寬帶網，另一種就是EPON。當然根據相關研究來看，GPOIN總體上要比EPON要有優勢，優勢在寬帶速率上最為顯著。當然實際上不論是GPON還是EPON，核心都是PON，所以基于GPON的有線電視寬帶接入，同樣需要從PON的角度來進行探討。

2.1 網絡結構

基于上文分析，GPON本質上也是一種點到多點拓撲的無源光網絡技術，這個無源說的是只有光纖和分光器（合光器）。重點在于OLT、ONU和ODNo其中OLT是網絡側端口，連接核心網和接入網，經ODN連接ONU。在PON技術中OLT是核心設備，主要負責跨帶分配、實時監控、ONII控制、運行維護管理等。

ONU屬于用戶側設備，為用戶入網提供接口，連接用戶后，接入ODN形成ODN網絡，并接受OLT的集中管理。所以本質上現在有線電視寬帶入網應用GPON，采取的組網方式是以PON技術為基礎。網絡結構上不復雜，組網很容易實現。但設備成本高，所以從現在的狀況來看，GPON暫時還不能競爭過EPON，當然由于同屬于PON技術范疇，現階段也有一些應用，不過效果好壞有待商榷。實際上由于GPON組網并不復雜，但真正要用好，還需要靠網絡協議。其技術復雜性主要就在于這個網絡協議。

2.2 網絡協議

GPON的協議棧包括PMD層與GTC層，其中GTC層則有兩種封裝模式，即上文提到的ATM和GEM。按照現在的IPTV業務發展來看，主要采用的全以太模式，那么在GPON應用中關鍵要選好協議，GEM模式是最佳的方案。GEM模式下的GTC可為用戶提供三種接口，包括ATM客戶接口、OTN管控接口和GEM客戶接口。實際對應的就是用戶側。

而另一個PMD則對應的是PON接口，具體說就是OLT與ONU之間的光傳輸接口。而距離接口的距離以及光路數量將決定其具體參數，包括發送光功率、接收機靈敏度等。當然具體的應用要求應按照GPON相關標準，即ITU984.x系列標準。

2.3 關鍵技術

有線電視寬帶接入中應用GPON，務必要解決如何保證距離不一的各類用戶接入網絡，并保證網絡速率。因為上文提及GPON的PMD層參數要根據距離以及光分路比來確定。一個OLT下的用戶有遠近之別，有些近而有些遠，為此要注意一些幾個關鍵技術。

（1）ONU數據發送時刻控制以及測距。有線電視寬帶是固定接入用戶室內的，那么在上行數據傳輸上，用TDMA方式接入，由于上行數據會匯入同一條光纖，為保證上行數據不發生沖突，OLT就需要肩負起測距的作用，并根據測距來控制數據發送時刻。

（2）突發同步，GPON的核心是PON，不管是何種形式，PON的數據傳輸形式基本都是一致的。上行數據采用統計時分復用多地址接入，下行數據則是廣播發送。基于GPON的有線電視寬帶，上行數據實際上是突發信號，這對于ONU和OLT提出了高要求，必須要具備突發發射和連續接受功能。從現在的分光器來看，只有很少一部分能夠支持，但支持的速率不高，而且成本高昂。

現階段從IPTV或者是OTT業務來看，絕大部分的承載網絡是EPON，GPON受突發同步的限制，應用不多。但GPON比之EPON，速率更快，從現在的狀況來看，GPON已經逐步成為FTTH的主流，很顯然市場前景非常的廣闊。

PON技術中GPON和EPON是現在的主流，而GPON在寬帶速率上是最高的，而且質量也很好，支撐多種業務形式，具備很高的擴展性，當技術積累到一定程度，成本也會下降，現在在成本方面與EPON相比沒有優勢，從現有的趨勢來看，隨著IPTV業務在政策導向作用下不斷發展，雖然不是很健康，但其卻是不可阻擋的趨勢，人們對高清視頻的需求，要求網絡帶寬必須要大，速度必須要快，而且要能夠承擔多種業務形態。GPON在這些方面都很有優勢，不過由于在技術成熟度上還需要進一步探索，在FTTH時代，GPON要占據主導地位，還有很長一段路要走。

3 結束語

隨著三網融合的深入，GPON這種圍繞PON技術形成的技術逐漸成為光纖入戶，寬帶提速的熱門技術之一。未來發展前景很廣闊。當然由于PON技術不只GPON這一種，還有BPON（由APON更新而來）、EPON，其中EPON在目前是GPON的主要競爭對象。在有線電視寬帶接入中用EPON還是GPON在現階段還是見仁見智的問題，當然如果GPON的技術進一步進步，它的優勢會非常明顯。本文就此展開了簡單的分析，可能存在不足，但希望有一定參考價值，并希望與業內人士共同探討，討論出合適的基于GPON的FTTH方案。

參考文獻

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