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淺探GPON技術(shù)在接入網(wǎng)中的應用
摘要:本文詳細描述了GPON技術(shù)的組成、特點(diǎn)、應用模式及組網(wǎng)方案,并通過(guò)工程案例介紹了GPON在接入網(wǎng)中的應用。
關(guān)鍵詞:GPON;組成及特點(diǎn);應用模式 組網(wǎng)方案
PON(Passive Optical Network,無(wú)源光網(wǎng)絡(luò ))一直被認為是光接入網(wǎng)中頗具應用前景的技術(shù),它打破了傳統的點(diǎn)到點(diǎn)解決方法,在解決寬帶接入問(wèn)題上是一種經(jīng)濟的、面向未來(lái)多業(yè)務(wù)的用戶(hù)接入技術(shù)。GPON(Gigabit-Capable PON)技術(shù)是基于ITU-TG.984.x標準的最新一代寬帶無(wú)源光綜合接入標準,具有高帶寬,高效率,大覆蓋范圍,用戶(hù)接口豐富等眾多優(yōu)點(diǎn),可以為用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)、可靠、安全的語(yǔ)音、數據、視頻三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)接入。
1. GPON系統組成及特點(diǎn)
1.1 GPON系統組成
GPON系統主要由OLT(光線(xiàn)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(xiàn)路等組成。OLT放置于業(yè)務(wù)接入中心節點(diǎn),為接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò )側與城域網(wǎng)之間的接口,通過(guò)多個(gè)GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò );ONU放置于小區或樓內機房,為接入網(wǎng)提供用戶(hù)側的接口,提供語(yǔ)音、數據、視頻等多業(yè)務(wù)流的接入,通過(guò)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2.488Gbit/s,上行為1.244Gbit/s,可以滿(mǎn)足運營(yíng)商對未來(lái)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(mǎn)足用戶(hù)的接入需求,可以大量節省運營(yíng)商在接入層饋線(xiàn)段的光纖資源。
可以支持的接入距離更遠(大于20km)。針對FTTB開(kāi)發(fā)的GPON系統,其OLT到ONU的最遠接入距離可以達到60km以上。
作為電信級的技術(shù)標準,對設備的互操作性能有詳細的要求,對各種業(yè)務(wù)類(lèi)型都能提供相應的QoS保證,GPON還規定了在接入網(wǎng)層面上的保護機制和完整的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)特性非常穩定的光纖和無(wú)源分光器,沒(méi)有任何有源設備,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)統一的接入平臺,節約了運營(yíng)商維護和處理故障的成本。
2. GPON在FTTn中的應用模式
2.1 FTTB應用模式
光纖到樓宇(FTTB:Fiber To The Building)是寬帶光接入網(wǎng)的典型應用類(lèi)型之一,其特征是,以光纖替換用戶(hù)引入點(diǎn)之前的銅線(xiàn)電纜,ONU部署在傳統的分線(xiàn)盒(用戶(hù)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(hù),如現有的金屬線(xiàn)或無(wú)線(xiàn),每個(gè)ONU典型支持用戶(hù)數為十多戶(hù)到一百戶(hù)左右。
在FTTB系統中,OLT通常放置在端局,作為用戶(hù)業(yè)務(wù)的收斂及分發(fā),上聯(lián)網(wǎng)絡(luò )側采用光纖接口,通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò )連接ONU設備,在ONU處終結光信號,用戶(hù)側提供銅線(xiàn)或五類(lèi)線(xiàn)接口,接口類(lèi)型包括POTS、ISDN、ADSL/ADSL2 、VDSL/VDSL2、以太網(wǎng)等。
FTTB網(wǎng)絡(luò )結構在ONU點(diǎn)需要解決供電問(wèn)題,可以采用本地供電,或者由位于局端的遠程供電系統,也可以區域集中供電,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(yǔ)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;樓道應急電等。
由于FTTB網(wǎng)絡(luò )中,ONU布設到DP,使得ONU的數量較多,每個(gè)ONU接入的用戶(hù)數量不多,因此選擇光纖傳輸技術(shù)時(shí),應著(zhù)重選擇支持較多ONU數量的、能夠節省光纖資源的傳輸技術(shù)�，F階段及以后一段時(shí)間內,GPON是比較好的技術(shù)選擇。具體的應用模式又有如下幾種:
FTTB xDSL
具體實(shí)現是將光纖端接點(diǎn)分布在樓層(高層樓宇)或樓道(多層建筑),小型DSLAM設備網(wǎng)絡(luò )側采用GPON上聯(lián)口,用戶(hù)側提供xDSL接口通過(guò)雙絞線(xiàn)入戶(hù)。這種方式利用現有的雙絞線(xiàn)資源,采用成熟的ADSL2 、VDSL相關(guān)技術(shù),可以充分利用現有的線(xiàn)路投資。
提供中小容量的DSL MDU,并且有適合室外惡劣環(huán)境的一體化機柜。
FTTB LAN
具體實(shí)現是將光纖端接點(diǎn)分布在樓層(高層樓宇)或樓道(多層建筑),由ONU終結光信號,ONU提供多個(gè)以太網(wǎng)接口。由于以太網(wǎng)五類(lèi)線(xiàn)具有的距離限制,這種實(shí)現需要保證ONU到最終用戶(hù)的走線(xiàn)距離不超過(guò)100米。
2.2 FTTH應用模式
光纖到家庭用戶(hù)(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)家庭住宅獨享。在物理網(wǎng)絡(luò )構成上,FTTH在OLT與ONU之間采用全程光纖的接入方式,將ONU光節點(diǎn)部署到居民用戶(hù)家中,此時(shí)ONU稱(chēng)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(wú)論是別墅區還是多層小區,ONU都是置于用戶(hù)家中,在OLT和ONU之間采用無(wú)源的光分配網(wǎng)絡(luò ),在GPON系統中,主要是光分路器和光纖構成,OLT可以置于遠端的端局機房,也可以置于小區機房,具體可以依據實(shí)際條件而定。FTTB網(wǎng)絡(luò )結構在ONU點(diǎn)需要解決供電問(wèn)題,可以采用家庭220V直接供電或通過(guò)UPS供電。
語(yǔ)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)現方式有兩種:ONU本身內置IAD功能或通過(guò)外置IAD來(lái)實(shí)現。
OLT和ONU側都提供了高速接入的數據接口,對于數據業(yè)務(wù)具備有天然的接入。由ONU的以太網(wǎng)接口提供用戶(hù)的寬帶上網(wǎng)接入,根據現階段的寬帶應用實(shí)際,用戶(hù)認證和管理仍然可以由BRAS來(lái)完成,以保持與現有用戶(hù)管理方式的一致性。對數據業(yè)務(wù)的接入,主要是需要采用合適的QoS策略,根據不同的業(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。
對于FTTH模式,比較適合社區信息化場(chǎng)合。社區信息化覆蓋目前已經(jīng)比較普遍,大多數社區采用ADSL接入技術(shù)實(shí)現,隨著(zhù)IPTV和高清電視等高帶寬業(yè)務(wù)引入家庭,傳統社區接入網(wǎng)絡(luò )面臨改造。GPON光接入平臺立足高帶寬接入,根據高檔小區、別墅小區和普通小區的消費承受能力,分層次提供一步到位的FTTH。接入業(yè)務(wù)包括語(yǔ)音、數字家庭、寬帶上網(wǎng)(有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)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(mǎn)足家庭用戶(hù)有線(xiàn)方式、無(wú)線(xiàn)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OLT與ONU之間按點(diǎn)到點(diǎn)配置,且每一ONU直接經(jīng)一專(zhuān)用光鏈路與OLT相連,中間沒(méi)有光分路器時(shí)
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