10GPON光網(wǎng)技術(shù)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用

黃小濤

摘?要：隨著科技的進(jìn)步，通信網(wǎng)逐漸實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音視頻等多種業(yè)務(wù)融合，通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)核心層實(shí)現(xiàn)高帶寬，接入網(wǎng)成為局域網(wǎng)與骨干網(wǎng)的瓶頸，研究發(fā)展?jié)M足高速率高效率的接入技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急。近年來(lái)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，PON產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，F(xiàn)TTH實(shí)施具備基本條件。吉比特PON在通信網(wǎng)絡(luò)中得到大規(guī)模應(yīng)用。研究介紹GPON光網(wǎng)技術(shù)，探討10GPON光網(wǎng)技術(shù)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：10GPON光網(wǎng)技術(shù);接入網(wǎng);電網(wǎng)工程

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，寬帶進(jìn)入人們的生活，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)目迅速增長(zhǎng)，傳統(tǒng)銅纜接入技術(shù)不能滿足通信發(fā)展需求。接入網(wǎng)由于帶寬限制成為用戶與核心網(wǎng)的瓶頸。光纖接入因其具備效率高、覆蓋范圍廣等特性受到人們的關(guān)注。吉比特?zé)o源光網(wǎng)GPON可滿足接入網(wǎng)高帶寬、高安全性等方面的要求。GPON是目前先進(jìn)的寬帶無(wú)源光纖接入網(wǎng)技術(shù)，具有速率高，覆蓋范圍大，綜合業(yè)務(wù)接入能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。研究10GPON光網(wǎng)技術(shù)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用具有重要意義。

1.GPON光網(wǎng)技術(shù)

21世紀(jì)人類進(jìn)入信息時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)接入網(wǎng)需求不斷增大。寬帶網(wǎng)絡(luò)是國(guó)家信息化的重要基礎(chǔ)實(shí)施，寬帶問(wèn)題是制約網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵因素，由于高速寬帶是云計(jì)算與移動(dòng)通信大力發(fā)展的前提。我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)平均網(wǎng)速較低，處于低速寬帶發(fā)展階段。接入網(wǎng)是制約我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)速的最大因素，基于光纖傳輸方案無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有長(zhǎng)距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。GPON傳輸穩(wěn)定性好，組網(wǎng)方式便于維護(hù)。

GPON光網(wǎng)是目前速度最快的網(wǎng)絡(luò)形式，最高每秒可達(dá)2.488GHhit，實(shí)際運(yùn)行物理覆蓋范圍最高達(dá)60km以上。GPON中融入全新TC層技術(shù)，可提供IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、PDH業(yè)務(wù)、TDM業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù)形式。通過(guò)對(duì)QOS動(dòng)態(tài)資源分配技術(shù)應(yīng)用，可以解決以往接入技術(shù)中存在的丟包率問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下不斷增長(zhǎng)的視頻游戲業(yè)務(wù)等迫使寬帶接入技術(shù)改革，GPON技術(shù)可突破傳統(tǒng)寬帶技術(shù)的瓶頸，實(shí)現(xiàn)10Gb/s下行，擴(kuò)展增加10Gb/s能力的通信與協(xié)商機(jī)制，可達(dá)到傳統(tǒng)接入方式的十倍。兼容性較好，現(xiàn)有系統(tǒng)僅需升級(jí)ONT設(shè)備加裝接口板即可【1】。可以降低網(wǎng)絡(luò)升級(jí)成本，使運(yùn)營(yíng)商獲得最大利潤(rùn)。目前中國(guó)通信公司積極發(fā)展GPON技術(shù)，GPON技術(shù)業(yè)務(wù)配置簡(jiǎn)單靈活，穩(wěn)定安全。傳統(tǒng)接入技術(shù)存在傳輸損耗問(wèn)題，中間節(jié)點(diǎn)建設(shè)需要電源設(shè)備，GPON技術(shù)應(yīng)用光收發(fā)器解決損耗問(wèn)題，中間節(jié)點(diǎn)無(wú)需電源。

PON光纖接入網(wǎng)技術(shù)是面向多業(yè)務(wù)寬帶接入技術(shù)，GPON最早由FSAN組織提出，2004年完成ITU-T G.984.3的制定。GPON標(biāo)準(zhǔn)可提供更高帶寬，傳輸網(wǎng)絡(luò)支持上下行傳輸速率，GPON明確規(guī)定支持業(yè)務(wù)類型包括TDM業(yè)務(wù)，數(shù)字視頻業(yè)務(wù)等。GPON可以廣泛應(yīng)用于各種接入場(chǎng)合，提供更好的業(yè)務(wù)靈活性【2】。GPON缺點(diǎn)是產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟，EPON是寬帶無(wú)源光纖接入網(wǎng)的代表技術(shù)，可以支持上下行對(duì)稱1.25Gbps傳輸速率。GPON是點(diǎn)到多點(diǎn)無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由用戶端ONT/ONT、無(wú)源光分配網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。GPON系統(tǒng)具有功能完善的圖形界面管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)調(diào)配管理等功能。

2.10GPON光網(wǎng)技術(shù)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用

GPON具有業(yè)務(wù)支持能力強(qiáng)，接入網(wǎng)覆蓋范圍廣，動(dòng)態(tài)寬帶分配等特點(diǎn)。GPON協(xié)議棧由PMD與GTC組成，GTC層包括GTC成幀子層與TC適配層，目前GPON設(shè)備采用GEM模式。GTC層為客戶層提供ATM客戶接口，ONT管理控制接口。接入網(wǎng)位于通信網(wǎng)絡(luò)末端，光纖接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)根據(jù)用戶數(shù)量等因素分為主干段、引線段等，GPON技術(shù)可用于FTTx接入，形成FTTC，F(xiàn)TTP等類型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，GPON是實(shí)現(xiàn)FTTH的最佳寬帶無(wú)源光纖接入網(wǎng)技術(shù)。

GPON提供上下行寬帶僅為1G，隨著高清電視、視頻業(yè)務(wù)等寬帶業(yè)務(wù)開(kāi)展，現(xiàn)有GPON接口帶寬不能滿足未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展需求。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織進(jìn)行10GPON標(biāo)準(zhǔn)制定規(guī)制，10GPON技術(shù)參數(shù)與EPON存在差異，CCSA啟動(dòng)10GPON技術(shù)研究，目前有些設(shè)備廠商推出10GPON芯片與系統(tǒng)設(shè)備等產(chǎn)品。10GPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提出支持傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)，ITU-T G.987.2標(biāo)準(zhǔn)定義10GPON物理層上下行速率，上下行波長(zhǎng)范圍等參數(shù)，ITU-T G.987.x標(biāo)準(zhǔn)采取OLT與ONT雙向認(rèn)證。接入網(wǎng)方案設(shè)計(jì)要計(jì)算分析網(wǎng)絡(luò)用戶寬帶需求，要考慮未來(lái)可能接入GPON業(yè)務(wù)用戶數(shù)量。OLT設(shè)備應(yīng)放置在用戶集中區(qū)域，放在中心機(jī)房維護(hù)方便，不占用光纖主干線路。

分光器放置位置影響組網(wǎng)成本，ODN應(yīng)放置在用戶附近降低組網(wǎng)成本。統(tǒng)一集中放置有利于系統(tǒng)擴(kuò)展，放置在樓道內(nèi)資源浪費(fèi)問(wèn)題突出，投資量有限應(yīng)放置在機(jī)房?jī)?nèi)。組網(wǎng)規(guī)劃要確保容量符合用戶寬帶使用情況測(cè)算參數(shù)，大型服務(wù)性場(chǎng)所考慮ONU接入問(wèn)題，終端設(shè)備施工根據(jù)分析確定AP數(shù)量，可選擇AP中繼方式滿足工程需求，大功率AP價(jià)格昂貴，可通過(guò)設(shè)置多個(gè)普通AP方式節(jié)約成本。跨接施工中為保證信號(hào)穩(wěn)定性，選用放大器確保信號(hào)保持正常值。

結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展，其業(yè)務(wù)量超過(guò)傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)。電信網(wǎng)絡(luò)向高效的光交換技術(shù)轉(zhuǎn)變。接入網(wǎng)是通信網(wǎng)絡(luò)的最底層網(wǎng)絡(luò)，近幾年核心層網(wǎng)絡(luò)發(fā)展向高帶寬發(fā)展，接入網(wǎng)成為網(wǎng)絡(luò)帶寬的瓶頸，需研究發(fā)展?jié)M足高帶寬覆蓋范圍廣的接入技術(shù)。光接入技術(shù)具有更高的應(yīng)用價(jià)值，PON技術(shù)是最具發(fā)展前景的棘手，PON系統(tǒng)具有高效率等特性，GPON技術(shù)是架構(gòu)最完備，應(yīng)用前景廣闊的技術(shù)。目前GPON技術(shù)成熟，下載速率可達(dá)2.488GB/s，但組網(wǎng)模式成本較高，需通過(guò)設(shè)備技術(shù)改進(jìn)降低成本。

參考文獻(xiàn)

[1]戴斌. 江西電信光網(wǎng)絡(luò)端到端的質(zhì)量保障研究和設(shè)計(jì)[D].南京郵電大學(xué)，2018.

[2]陸洋. 互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入技術(shù)及其工程實(shí)踐研究[D].南京郵電大學(xué)，2018.