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淺探GPON技術(shù)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用
摘要:本文詳細(xì)描述了GPON技術(shù)的組成、特點(diǎn)、應(yīng)用模式及組網(wǎng)方案,并通過工程案例介紹了GPON在接入網(wǎng)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:GPON;組成及特點(diǎn);應(yīng)用模式 組網(wǎng)方案
PON(Passive Optical Network,無源光網(wǎng)絡(luò))一直被認(rèn)為是光接入網(wǎng)中頗具應(yīng)用前景的技術(shù),它打破了傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)解決方法,在解決寬帶接入問題上是一種經(jīng)濟(jì)的、面向未來多業(yè)務(wù)的用戶接入技術(shù)。GPON(Gigabit-Capable PON)技術(shù)是基于ITU-TG.984.x標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn),具有高帶寬,高效率,大覆蓋范圍,用戶接口豐富等眾多優(yōu)點(diǎn),可以為用戶提供優(yōu)質(zhì)、可靠、安全的語音、數(shù)據(jù)、視頻三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)接入。
1. GPON系統(tǒng)組成及特點(diǎn)
1.1 GPON系統(tǒng)組成
GPON系統(tǒng)主要由OLT(光線路終端)、ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))、ONU(光網(wǎng)絡(luò)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(yè)務(wù)接入中心節(jié)點(diǎn),為接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與城域網(wǎng)之間的接口,通過多個(gè)GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò);ONU放置于小區(qū)或樓內(nèi)機(jī)房,為接入網(wǎng)提供用戶側(cè)的接口,提供語音、數(shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務(wù)流的接入,通過GE光口經(jīng)ODN上聯(lián)至OLT。
1.2 GPON技術(shù)特點(diǎn)
高帶寬和高傳輸效率,下行速率高達(dá)2.488Gbit/s,上行為1.244Gbit/s,可以滿足運(yùn)營商對(duì)未來業(yè)務(wù)的接入帶寬需求,使用GEM的封裝方式時(shí),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(jié)省運(yùn)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(yuǎn)(大于20km)。針對(duì)FTTB開發(fā)的GPON系統(tǒng),其OLT到ONU的最遠(yuǎn)接入距離可以達(dá)到60km以上。
作為電信級(jí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)設(shè)備的互操作性能有詳細(xì)的要求,對(duì)各種業(yè)務(wù)類型都能提供相應(yīng)的QoS保證,GPON還規(guī)定了在接入網(wǎng)層面上的保護(hù)機(jī)制和完整的OAM功能,光纖自動(dòng)倒換時(shí)間小于50ms。
位于室外的光分配網(wǎng)中只有物理介質(zhì)特性非常穩(wěn)定的光纖和無源分光器,沒有任何有源設(shè)備,使得網(wǎng)絡(luò)具有高可靠性。
在接入網(wǎng)層面上提供一個(gè)統(tǒng)一的接入平臺(tái),節(jié)約了運(yùn)營商維護(hù)和處理故障的成本。
2. GPON在FTTn中的應(yīng)用模式
2.1 FTTB應(yīng)用模式
光纖到樓宇(FTTB:Fiber To The Building)是寬帶光接入網(wǎng)的典型應(yīng)用類型之一,其特征是,以光纖替換用戶引入點(diǎn)之前的銅線電纜,ONU部署在傳統(tǒng)的分線盒(用戶引入點(diǎn))即DP(Distribution Point分配點(diǎn)),ONU下采用其他介質(zhì)接入用戶,如現(xiàn)有的金屬線或無線,每個(gè)ONU典型支持用戶數(shù)為十多戶到一百戶左右。
在FTTB系統(tǒng)中,OLT通常放置在端局,作為用戶業(yè)務(wù)的收斂及分發(fā),上聯(lián)網(wǎng)絡(luò)側(cè)采用光纖接口,通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接ONU設(shè)備,在ONU處終結(jié)光信號(hào),用戶側(cè)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(wǎng)等。
FTTB網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在ONU點(diǎn)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(yuǎn)程供電系統(tǒng),也可以區(qū)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(yè)務(wù)的接入,需要考慮備用電源解決方案;業(yè)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(yīng)急電等。
由于FTTB網(wǎng)絡(luò)中,ONU布設(shè)到DP,使得ONU的數(shù)量較多,每個(gè)ONU接入的用戶數(shù)量不多,因此選擇光纖傳輸技術(shù)時(shí),應(yīng)著重選擇支持較多ONU數(shù)量的、能夠節(jié)省光纖資源的傳輸技術(shù)�，F(xiàn)階段及以后一段時(shí)間內(nèi),GPON是比較好的技術(shù)選擇。具體的應(yīng)用模式又有如下幾種:
FTTB xDSL
具體實(shí)現(xiàn)是將光纖端接點(diǎn)分布在樓層(高層樓宇)或樓道(多層建筑),小型DSLAM設(shè)備網(wǎng)絡(luò)側(cè)采用GPON上聯(lián)口,用戶側(cè)提供xDSL接口通過雙絞線入戶。這種方式利用現(xiàn)有的雙絞線資源,采用成熟的ADSL2 、VDSL相關(guān)技術(shù),可以充分利用現(xiàn)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(huán)境的一體化機(jī)柜。
FTTB LAN
具體實(shí)現(xiàn)是將光纖端接點(diǎn)分布在樓層(高層樓宇)或樓道(多層建筑),由ONU終結(jié)光信號(hào),ONU提供多個(gè)以太網(wǎng)接口。由于以太網(wǎng)五類線具有的距離限制,這種實(shí)現(xiàn)需要保證ONU到最終用戶的走線距離不超過100米。
2.2 FTTH應(yīng)用模式
光纖到家庭用戶(FTTH:Fiber To The Home)是利用光纖傳輸媒質(zhì)連接通信局端和家庭住宅的接入方式,引入光纖由單個(gè)家庭住宅獨(dú)享。在物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上,FTTH在OLT與ONU之間采用全程光纖的接入方式,將ONU光節(jié)點(diǎn)部署到居民用戶家中,此時(shí)ONU稱為ONT(Optical Network Terminal),直接提供UNI接口連接居民家庭網(wǎng)絡(luò)。
在FTTH網(wǎng)絡(luò)中,無論是別墅區(qū)還是多層小區(qū),ONU都是置于用戶家中,在OLT和ONU之間采用無源的光分配網(wǎng)絡(luò),在GPON系統(tǒng)中,主要是光分路器和光纖構(gòu)成,OLT可以置于遠(yuǎn)端的端局機(jī)房,也可以置于小區(qū)機(jī)房,具體可以依據(jù)實(shí)際條件而定。FTTB網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在ONU點(diǎn)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(yè)務(wù)采用VoIP將是適合于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的選擇,實(shí)現(xiàn)方式有兩種:ONU本身內(nèi)置IAD功能或通過外置IAD來實(shí)現(xiàn)。
OLT和ONU側(cè)都提供了高速接入的數(shù)據(jù)接口,對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具備有天然的接入。由ONU的以太網(wǎng)接口提供用戶的寬帶上網(wǎng)接入,根據(jù)現(xiàn)階段的寬帶應(yīng)用實(shí)際,用戶認(rèn)證和管理仍然可以由BRAS來完成,以保持與現(xiàn)有用戶管理方式的一致性。對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入,主要是需要采用合適的QoS策略,根據(jù)不同的業(yè)務(wù)提供不同的QoS保證,從而為不同的業(yè)務(wù)提供不同的帶寬保證和業(yè)務(wù)質(zhì)量。
對(duì)于FTTH模式,比較適合社區(qū)信息化場合。社區(qū)信息化覆蓋目前已經(jīng)比較普遍,大多數(shù)社區(qū)采用ADSL接入技術(shù)實(shí)現(xiàn),隨著IPTV和高清電視等高帶寬業(yè)務(wù)引入家庭,傳統(tǒng)社區(qū)接入網(wǎng)絡(luò)面臨改造。GPON光接入平臺(tái)立足高帶寬接入,根據(jù)高檔小區(qū)、別墅小區(qū)和普通小區(qū)的消費(fèi)承受能力,分層次提供一步到位的FTTH。接入業(yè)務(wù)包括語音、數(shù)字家庭、寬帶上網(wǎng)(有線和無線方式可選)、IPTV視頻、CATV視頻業(yè)務(wù)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(wǎng)和局域網(wǎng)等各種業(yè)務(wù)接入需求。
3. GPON組網(wǎng)方案
3.1 星型方式
當(dāng)OLT與ONU之間按點(diǎn)到點(diǎn)配置,且每一ONU直接經(jīng)一專用光鏈路與OLT相連,中間沒有光分路器時(shí)
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