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淺探GPON技術在接入網(wǎng)中的應用
摘要:本文詳細描述了GPON技術的組成、特點、應用模式及組網(wǎng)方案,并通過工程案例介紹了GPON在接入網(wǎng)中的應用。
關鍵詞:GPON;組成及特點;應用模式 組網(wǎng)方案
PON(Passive Optical Network,無源光網(wǎng)絡)一直被認為是光接入網(wǎng)中頗具應用前景的技術,它打破了傳統(tǒng)的點到點解決方法,在解決寬帶接入問題上是一種經(jīng)濟的、面向未來多業(yè)務的用戶接入技術。GPON(Gigabit-Capable PON)技術是基于ITU-TG.984.x標準的最新一代寬帶無源光綜合接入標準,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,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)務接入。
1. GPON系統(tǒng)組成及特點
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)、ONU(光網(wǎng)絡單元)組成,其中ODN由光分路器和光纖線路等組成。OLT放置于業(yè)務接入中心節(jié)點,為接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡側(cè)與城域網(wǎng)之間的接口,通過多個GE/FE接口上聯(lián)不同的業(yè)務網(wǎng)絡;ONU放置于小區(qū)或樓內(nèi)機房,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)務流的接入,通過GE光口經(jīng)ODN上聯(lián)至OLT。
1.2 GPON技術特點
高帶寬和高傳輸效率,下行速率高達2.488Gbit/s,上行為1.244Gbit/s,可以滿足運營商對未來業(yè)務的接入帶寬需求,使用GEM的封裝方式時,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(大于20km)。針對FTTB開發(fā)的GPON系統(tǒng),其OLT到ONU的最遠接入距離可以達到60km以上。
作為電信級的技術標準,對設備的互操作性能有詳細的要求,對各種業(yè)務類型都能提供相應的QoS保證,GPON還規(guī)定了在接入網(wǎng)層面上的保護機制和完整的OAM功能,光纖自動倒換時間小于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,沒有任何有源設備,使得網(wǎng)絡具有高可靠性。
在接入網(wǎng)層面上提供一個統(tǒng)一的接入平臺,節(jié)約了運營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)的典型應用類型之一,其特征是,以光纖替換用戶引入點之前的銅線電纜,ONU部署在傳統(tǒng)的分線盒(用戶引入點)即DP(Distribution Point分配點),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)務的收斂及分發(fā),上聯(lián)網(wǎng)絡側(cè)采用光纖接口,通過光纖網(wǎng)絡連接ONU設備,在ONU處終結(jié)光信號,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)絡結(jié)構在ONU點需要解決供電問題,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)絡中,ONU布設到DP,使得ONU的數(shù)量較多,每個ONU接入的用戶數(shù)量不多,因此選擇光纖傳輸技術時,應著重選擇支持較多ONU數(shù)量的、能夠節(jié)省光纖資源的傳輸技術�，F(xiàn)階段及以后一段時間內(nèi),GPON是比較好的技術選擇。具體的應用模式又有如下幾種:
FTTB xDSL
具體實現(xiàn)是將光纖端接點分布在樓層(高層樓宇)或樓道(多層建筑),小型DSLAM設備網(wǎng)絡側(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相關技術,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)境的一體化機柜。
FTTB LAN
具體實現(xiàn)是將光纖端接點分布在樓層(高層樓宇)或樓道(多層建筑),由ONU終結(jié)光信號,ONU提供多個以太網(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,引入光纖由單個家庭住宅獨享。在物理網(wǎng)絡構成上,FTTH在OLT與ONU之間采用全程光纖的接入方式,將ONU光節(jié)點部署到居民用戶家中,此時ONU稱為ONT(Optical Network Terminal),直接提供UNI接口連接居民家庭網(wǎng)絡。
在FTTH網(wǎng)絡中,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,在GPON系統(tǒng)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(qū)機房,具體可以依據(jù)實際條件而定。FTTB網(wǎng)絡結(jié)構在ONU點需要解決供電問題,可以采用家庭220V直接供電或通過UPS供電。
語音業(yè)務采用VoIP將是適合于網(wǎng)絡發(fā)展的選擇,實現(xiàn)方式有兩種:ONU本身內(nèi)置IAD功能或通過外置IAD來實現(xiàn)。
OLT和ONU側(cè)都提供了高速接入的數(shù)據(jù)接口,對于數(shù)據(jù)業(yè)務具備有天然的接入。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)階段的寬帶應用實際,用戶認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。對數(shù)據(jù)業(yè)務的接入,主要是需要采用合適的QoS策略,根據(jù)不同的業(yè)務提供不同的QoS保證,從而為不同的業(yè)務提供不同的帶寬保證和業(yè)務質(zhì)量。
對于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接入技術實現(xiàn),隨著IPTV和高清電視等高帶寬業(yè)務引入家庭,傳統(tǒng)社區(qū)接入網(wǎng)絡面臨改造。GPON光接入平臺立足高帶寬接入,根據(jù)高檔小區(qū)、別墅小區(qū)和普通小區(qū)的消費承受能力,分層次提供一步到位的FTTH。接入業(yè)務包括語音、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之間按點到點配置,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
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