WPON技术的发展与应用分析

摘 要 文章首先就WPON技术的概念展开分析，指出PON技术簇的大概发展历程和当前主要的技术成员，并在不同技术之间采取横向技术比对分析，而后进一步在应用领域针对WPON进行分析，就其应用优势和典型应用模型展开的说明。

关键词 WPON；技术；发展；应用

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671―7597（2013）031-009-01

社会经济和技术的发展，从不同侧面共同推动着数据传输的发展。就目前的状况而言，新的技术不断涌现，并且在需求的推动作用之下迅速融入社会，在数据传输领域中，无源光纤网络（PON，Passive Optical Network）以其良好的传输速率和延展性等特征得到应用领域广泛的重视。

1 WPON技术的概念与发展

在无源光纤网络PON的发展过程中，有三项主要的技术对当前社会的数据传输产生了深刻的影响，而WPON作为相对较新的技术，从综合角度看更胜一筹，有着良好的生命力。

WPON全称WDM-PON（Wavelength Division Multiplexing-PON），即基于波分复用技术的无源光纤网络。相对于以往的无源光纤网络而言，WPON技术在数据传输的速率和容量方面都具有一定的优势，就其传输速率而言，最大可以达到40 Gbit/s，并且在传输距离上也远远优于其他相应的PON技术。

从PON技术的发展角度看，最早的PON技术为APON（ATM PON，Asynchronous Transfer Mode PON）、BPON（Broadband PON）等，随着技术的发展，此类技术已经鉴于其传输速率本身的限制以及成本等多方面的因素被更新的技术所代替，随后生命力较强且仍然在服务社会的两种主流技术主要是以太无源光网络（EPON，Ethernet PON）以及G容量无源光网络（GPON，Gigabit-Capable PON）。与当前的WPON技术相比，EPON和GPON两种技术都是基于时分复用的技术，即在数据传输过程中将光纤的使用权限划分为多个时隙，每个时隙传输相应的用户数据，这种传输方式对于并发服务能够提供的数量相对有限，且传输距离也会有所限制，在光纤时代前期，这一缺陷并不会凸显，但是随着光网络服务用户的暴增，EPON和GPON两种技术必然会面对淘汰的命运。相应地，WPON技术在安全、传输距离等方面都有着极大优越性。

从技术角度对三种当前的主流技术进行对比，可以发现EPON和GPON二者均属于功率分配型无源光网络技术，其数据的上下行传输均采用TDM方式，所有用户共享全部光纤信道带宽，光线路终端（OLT，Optical Line Terminal）发出相应的用户信号，并且由分路器将相应的光信号分配到各个光节点（ONU，Optical Network Unit）中。而WPON则是通过波分复用技术将同一条光纤信道划分为多个通路，通路的数量取决于波分复用相应设备的能力以及技术的总体水平。在WPON技术中，光分路器依据信号波长将OLT报送的不同用户所需要传输的数据发送到相应的ONU中进行传输。这种技术层面的区别直接导致WPON与其他PON技术在应用领域的特征区分。从传输距离角度看，WPON大大延长了这一范围，最远可以达到120 km，但是GPON则只能在30 km左右，EPON通常会更短一些，在30 km左右；从数据传输速率角度看，WPON的数据传输过程不存在用户之间的时分切换等问题，因此其传输速率能够达到最大40 Gbit/s，而EPON和GPON的数据传速率通常都在1.25 Gbit/s左右，其中GPON的下行速率略有不同，可以达到2.5 Gbit/s；从组网方式看，EPON和GPON均采用的星形拓扑结构，而WPON则多采用链状以及网状结构，更为重要的是，WPON支持多断点网络自愈，这是EPON和GPON无法比拟的重要自愈特征。

2 WPON技术特征以及典型应用

通过上文中将WPON与EPON和GPON进行对比，可以从浅层面看出WPON的优势所在，在目前的数据传输环境中，WPON具有更多应用层面的优势：

1）从传输速率上看，WPON的传输速率不会受到用户数量的制约，多个用户只是共享一根光纤，但是并不是共享一个通信信道，而是拥有各自的通信信道。从根本上说，WPON技术的波分复用技术是按照信号波长将同一根光纤划分为多个通信信道，这样当用户增加的时候，只需要在当前光纤中增加一个新的信道即可，因此不会对既有用户产生影响。随着光复用技术的不断发展，一条光纤上能够复用的波长将会越来越密集，相对的其能够容纳的用户数量必然会随之增加，这种在用户数量上的容纳弹性成为WPON在未来发展方面的必然趋势。

2）就安全性而言，EPON和GPON在安全层面只能采取相应的软件手段加以实施，即通过将不同用户的数据进行封装来实现传输过程的安全，这是多用户共用信道必然存在的安全隐患，而对于WPON技术系统而言，由于每个用户都使用其专属信道，因此在传输过程中不存在安全问题，也因此可以将其安全手段视为硬件层面，相对于EPON和GPON的软件手段更为稳妥可靠。

3）从用户角度看，WPON的专属信道在数据传输的过程中有着更高保障，免去多用户之间的竞争，因此对于大颗粒IP数据包能够实现良好的传输，并且WPON网络在自愈性能方面也具有决定性优势，因此具有更为稳定的服务质量，同时WPON也秉承了PON技术族一贯的特点，在网络的改组和维护方面更为灵活和便捷。

在WPON技术的应用领域中，典型的WPON技术网络通常包括四个层级，即接入层、交换层、核心层以及业务层。接入层通常由众多数据录入设备组成，其中包括数据采集设备，主要负责实现数据的录入以及某些特殊格式数据的转化。交换层重点由WPON无缘光网络传输设备与千兆交换机交换设备组成，负责将各系统设备通过协议转换网关，形成标准的数据颗粒。核心层重点包括多种格式的数据服务单元，负责完成各类呼叫认证、实现各类数据的存储转发等功能。而业务层则是面向于用户的一个层面，重点实现整个数据传输系统的输出，包括数据的多媒体展示等方面。

3 结论

WPON作为PON技术族中一个相对较新的成员，从诞生开始就受到了多方面的关注，实践证明，其在应用领域中展现出的与以往不同的特质能够在未来无线数据传输领域有效满足用户需求。在当前更多数据传输需求和流媒体日益横行的时代，WPON必然会成为未来的主流数据传输技术。

参考文献

[1]沈元隆，顾林君.下一代无源光网络技术[J].通信技术，2010，43（9）.

[2]武文彦.光波分复用系统与维护[M].北京：机械工业出版社，2010.

作者简介

祝贺（1983-），男，工学学士，2006年毕业于吉林大学光信息科学与技术专业，现从事油田通信接入网规划研究工作。