GPON技術(shù)下FTTH解決方案分析

周林

摘? ? 要：光纖通信是一種帶寬較大、延遲較低、功能較為豐富的通信方式，因此要成為家庭和機構(gòu)單位的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)首選。而本文以某大學(xué)的小區(qū)接入光纖通信為例，對基于GPON技術(shù)的光纖FTTH通信的解決方案進行了研究，通過分析業(yè)務(wù)需求設(shè)計了工程建設(shè)方案，并計算了ODN光通道的傳輸損耗。

關(guān)鍵詞：GPON技術(shù);FTTH通信方式;光纖通信

GPON是新一代的寬帶傳輸標準，具有高帶寬、低延遲、接口豐富等優(yōu)點，同EPON相比，GPON不僅下行帶寬更大，也具備更強的非對稱性能，使其更加適應(yīng)光纖通信的業(yè)務(wù)市場。因此GPON技術(shù)也被廣泛應(yīng)用在各種大型建筑物內(nèi)的光纖通信中，如高層建筑、商業(yè)建筑和工業(yè)生產(chǎn)區(qū)等。

一、GPON的構(gòu)成

GPON由OLT（光纖終端）設(shè)備、ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）設(shè)備和ODN（無源光分配網(wǎng)）設(shè)備構(gòu)成。其中OLT設(shè)備起到交換機的作用，一般放在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的中心機房中，是整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的中心。OLT設(shè)備具有控制ONU的功能，而ONU安裝在用戶端中，提供用戶連接光纖網(wǎng)絡(luò)的接口，實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的傳輸，ONU通過ODN，將數(shù)據(jù)發(fā)送到OLT，而OLT根據(jù)數(shù)據(jù)的特征，將其發(fā)送到廣域網(wǎng)中，并接收來自廣域網(wǎng)的信息，將其傳輸?shù)綄?yīng)的ONU中，進而傳輸?shù)綄?yīng)的用戶設(shè)備中，完成信息的傳輸。

1.大學(xué)校區(qū)GPON接入方案

大學(xué)小區(qū)中學(xué)生和教師的數(shù)量眾多，學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)和學(xué)校中的多媒體教學(xué)以及視頻會議等都需要使用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，因此大學(xué)校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)對帶寬和QoS的需求更高。

（1）需求分析

該大學(xué)校區(qū)擁有2棟多媒體教學(xué)樓，22棟學(xué)生公寓，32棟教師家屬樓以及分布在校區(qū)中的大量商鋪等，同時校區(qū)中的圖書館也是該校區(qū)中的信息化中心，其中包括書庫和大量的電子閱覽室。目前需要一套網(wǎng)絡(luò)搭建方案將所有的設(shè)施中的網(wǎng)絡(luò)進行連接，滿足所有人的使用網(wǎng)絡(luò)的需求，且不能出現(xiàn)明顯的延遲和斷線等問題。

（2）設(shè)計方案

本方案采用FTTH網(wǎng)絡(luò)，基于GPON技術(shù)，以實現(xiàn)大量人員和設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)需求，方案的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。該方案的OLT設(shè)備放置在學(xué)校機房中，型號為MA5680T，擁有128 PON口，通過路由器和上行網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)視頻、音頻等的傳輸，下行連接到ODN網(wǎng)絡(luò)，最后層層連接到具體的上網(wǎng)設(shè)備。

通過圖1可知，學(xué)生公寓和教師家屬樓以及校區(qū)的商鋪中使用的是1：32的分光器，而圖書館以及多媒體教學(xué)樓等使用的是性能和穩(wěn)定性更強的1：64分光器，這主要考慮到學(xué)校網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的環(huán)境以及節(jié)省施工的成本，因此優(yōu)先保障和教學(xué)相關(guān)的建筑的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)。在ONU接入方面，學(xué)生公寓中使用的ONU是每兩層一組，學(xué)生公寓共計6層，因此每個公寓中有三組ONU。學(xué)生公寓中的每間宿舍中各放置一個8口的ONU，提供POS以及FE接口以連接網(wǎng)絡(luò)。

教師家屬樓中由于人員密度較小且建筑數(shù)量較多，因此在每戶中放置一個2口的ONU，32棟建筑共計使用ONU 768個。

1#多媒體教學(xué)樓則采取1-4層一個分光器，5-6層一個分光器的方式，因為學(xué)校的主機房在1#多媒體教學(xué)樓的5層，因此應(yīng)當(dāng)在5層處再專門設(shè)置一個分光器保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，而2#多媒體教學(xué)樓中沒有機房等網(wǎng)絡(luò)中繼結(jié)構(gòu)，因此依舊使用一棟樓一個分光器的方式。由于多媒體教學(xué)樓為學(xué)校的教學(xué)設(shè)施，因此采用的分光器規(guī)格為1：64，每間教室和機房等都安裝2個ONU，機房安裝30個ONU，共計422個ONU，ONU的型號為2口多業(yè)務(wù)型。

圖書館共計六層，由于圖書館也是電子閱覽室和資料存儲服務(wù)器的所在地，因此采用每層一個分光器的方式。其中第三層和第六層安裝一個分光器，除此之外的樓層均配備兩個分光器，分光器采用1：64，ONU的規(guī)格為2口多業(yè)務(wù)型。

學(xué)校的商鋪采用1：32的分光器，供全校區(qū)所有的商鋪使用，該校區(qū)中所有商鋪共同使用3個1：32分光器，共計70個ONU，ONU的規(guī)格為2口多業(yè)務(wù)型。

二、傳輸損耗計算

光纖通道中的傳輸損耗定義為在SR和RS兩個參考點之間傳播中造成的損耗，并采用最壞值進行核算。ODN光通道的損耗計算方式為：分光器的插入損耗+連接器的插入損耗×連接器的數(shù)量+光纖線纜的衰減系數(shù)×傳輸距離+光纖線纜的富余程度。其中：

分光器的插入損耗采用實際選用的分光器的損耗定義，本文中使用的分光器的損耗情況為：1：32型分光器的最大損耗值為17.4dB，1：64的分光器的最大損耗值為19.5dB;每個連接器的最大損耗值為0.7dB;常用的光纖的衰減系數(shù)為0.22dB/km;光纖線纜的富余程度本文中采取使用1：64分光器時的數(shù)值，為1.5dB。

該校區(qū)的占地面積約為500畝，占地的形狀接近圓形，且擁有機房的1#多媒體教學(xué)樓大體上位于場地的中心處，而場地的邊緣則有學(xué)生公寓樓和教師家屬樓，因此光纖傳播的最遠距離為8km。本文采用的FTTH方案中，由于皮帶光纖入戶距離較短，因此可以不考慮連接器的插入損耗值，以皮帶光纖的單根最大長度為2.5km計算，將光纖從機房連接到最遠的用戶端至少需要5個接頭（光纖在機房端和用戶端連接需要兩個，光纖之間的連接接頭3個），此時的最大的ODN光通道損耗值為：19.5+0.7×5+0.22×8+1.5=26.26<行業(yè)標準28dB，因此本方案中的光纖傳輸損耗值滿足實際需求。

三、結(jié)論

本文以某大學(xué)校區(qū)為例，對基于GPON技術(shù)的FHHT方案進行了分析，構(gòu)建了適用于該大學(xué)校區(qū)的光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以滿足學(xué)生和教職人員的上網(wǎng)需求，在教學(xué)樓和圖書館中提供了更加穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，以滿足學(xué)生和教師的學(xué)習(xí)和工作需求。光纖網(wǎng)絡(luò)具有傳輸速度快、用戶接口多、功能拓展性好等優(yōu)勢，因此也是未來搭建網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)。本文中介紹的GPON技術(shù)則具備豐富的功能和管理能力，可以適應(yīng)未來更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，也期待這種技術(shù)能夠在未來的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中占據(jù)重要地位。

參考文獻：

[1]吳金濤.GPON技術(shù)在寬帶接入中的常用場景研究[J].中國新通信，2019，21（15）：76.

[2]李娜.淺析通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中GPON技術(shù)實際應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2019（06）：166.

[3]李訓(xùn)耀，宋宇輝.FTTH在校園網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（12）：28-29.