试论GPON技术的应用及发展

【摘 要】GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高效率、覆盖范围广、用户接口丰富等优势，被大多数运营商视为接入网业务宽带化，也为用户提供了优质的业务接入。本文从GPON技术的系统结构、特点进行研究，重点分析GPON技术的应用及发展。

【关键词】GPON技术 FTTH OLT

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-040-01

一、GPON系统结构

GPON主要由ONU、OLT和无源光分配网组成，ODN由光分路器和光纤线路等组成，OLT作为GPON系统的核心功能设备，被放置于业务接入中心节点，具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON系统的功能。OLT为接入网提供网络侧与核心网之间的接口，通过ODN与各ONU连接。ONU为接入网提供用户侧的接口，提供话音、数据、视频等多业务流与ODN的接人，受OLT集中控制。

二、GPON的特点

（一）前所未有的高带宽和高传输效率

GPON速率高达2.5Gb/s，能提供足够大的带宽以满足未来网络日益增长的对高带宽的需求，使用GEM的封装方式时，其综合传输效率在93%以上。与此同时，非对称特性更能适应宽带数据业务市场。

（二）QoS保证的全业务接人

GPON能够同时承载ATM信元和（或）GEM帧，具有提供很好的服务等级、支持QoS保证和全业务接入的能力。从当前情况看，ATM承载话音、PDH、Ethernet等多业务的技术已经非常成熟；使用GEM承载各种用户业务的技术也得到了大家的一致认可，并已经被广泛应用。

（三）很好地支持TDM业务

可以将TDM业务映射到GEM帧中，因使用标准的8kHz（125ps）帧能够直接支持TDM业务，所以将TDM业务映射到ATM信元中也能提供有QoS保证的实时传输。

（四）可以支持的接入距离更远（大于20km）

而针对于FTTB所开发的GPON系统，其OLT到ONU的最远接入距离可以达到60km以上。

（五）有强大的OAM能力

对于以太网系统在网路管理和性能监测的不足，GPON能从消费者需求及运营商运行维护管理的角度出发，提供三种OAM通道：嵌入的OAM通道、PLOAM和OMCI。这三种通道承担不同的OAM任务，各自的OAM功能由平面中的不同信息来进行管理。此外，GPON还继承了G.983中规定的OAM一系列要求，更具有丰富的业务管理和电信级的网络监测能力。

三、GPON技术的应用

（一）商客、商务楼和工业园区的综合接入。在商业客户比较集中的写字楼、工业园区或是网吧集中区，用户一般比较分散，带宽需求相对较高，不仅需要基本的语音业务、高速Internet专线接入等业务，还存在TDM（E1）专线、视讯会议、视频监控、VPN、无线覆盖等多样化的业务需求，这就对业务质量及系统的可用性提出了更高的要求。因此，采用GPON系统可实现FTTB、FTTH，既能满足这类客户的需求，也为用户提供了高带宽、长距离、高质量的业务保证。

（二）光纤到楼宇也是宽带光接入网的典型应用类型之一，其特点是：以光纤替换用户引入点之前的铜线电缆；将ONU部署在传统的分线盒即DP，ONU下再采用其他的介质接入用户，每个ONU典型支持用户数为十多户到一百户左右。

（三）新建小区的FTTB+DSL/LAN接入和旧网络改造。随着IPTV等新兴业务的出现，对现有的DSL/LAN小区升级改造已经刻不容缓。基于GPON的FTTB+DSL/LAN接入方式（采用多以太网接口的ONU或ONU内置小型DSLAM）利用原有的入户线，无需对现有楼内布线和装修进行改造，综合实施成本低、难度低，以较低的成本实现较高的用户接入速率，这是性价比较高的接入方案。

（四）部分新建的高档住宅小区的宽带接入。高档住宅小区相对于普通住宅来说，客户群体优良，电信业务消费能力强、消费层次高，包括Internet专线接入、电话、IPTV甚至视频会议等，他们对业务资费不敏感。所以，采用FTTH、FTTB+LAN/VDSL等灵活的宽带接入方式，由ONU提供多个以太网接口，提高了市场竞争力。

（五）“网吧一条街”的接入。网吧对接入速率的典型需求为10M、20M甚至100M，业务的类型普遍比较简单，主要是高速Internet专线接入为主。网吧的分布比较分散，需要系统具备较强的覆盖能力，光纤接入就成了大多数网吧的主选技术。GPON的全业务接入能力和完善的OAM特性，使网吧用户能直接获得高速Internet专线业务，便于统一管理。

四、GPON技术的发展

（一）应用及市场预测

目前，各大运营商纷纷根据不同的应用和成本需求，同时做了FTTC、FTTB和FTTH系统的部署，目标就是要实现接入网完全光纤化的替换。以PON为代表的PTMP技术从一开始就更受电信运营商的青睐，PON技术能够很好地利用光纤容量降低成本，用户使用更经济一些。但是到目前为止，最能让GPON技术大显身手的应用场合就是FTTH，这对电话业务的传送来说，使用PON技术的FTTH系统依然无法达到“铜线对等”的成本要求。在GPON配套技术的发展及终端业务的综合化要求两方面影响下，GPON在FTTH的应用前景要比之前任何一种FTTH技术都要光明的多。

在2008年之前，GPON产品的应用场合更多地集中在接入层的高端应用，对于光纤资源相对比较紧张的新兴运营商具有相当的吸引力，他们渴望用低成本快速构建面向未来三网合一应用的接入网，而GPON技术就能帮助他们实现这一目标。

从GPON的应用地区来看，大规模部署GPON的地区将是在北美，而亚太的部署规模还要取决于中国和印度这样的新兴市场的部署规模。

（二）GPON的成本预测

GPON设备的绝对成本由应用规模来决定，在应用规模达到百万级别时，可以预计GPON硬件的各项成本不会高过现在的EPON成本多少。在2008年，北美和欧洲的运营商大规模部署GPON网络后，GPONSFUONT（用于光纤到户的室内型ONT）价格不会高于125美元每线。如果把使用以太网封装的GEPON/EPON和GPON相比较的话，我们可以发现GPON的性价比更高一些；GPON和GEPON对处理服务流程和服务维持质量的要求是相似的。支持GPON或EPON的不同芯片更具相似的复杂度，所以这两种技术的解决方案成本基本相似。

对GPON设备，人们也期待着成本得到改善。电信运营商要想大幅度削减设备采购成本，就要实现互通性。尽管有的地区强势运营商会强制GEPON的互通，但是还存在着一定风险，需要去验证。总之，未来的两年内，GPON系统的成本下降趋势会更加明显。在当前有限的技术条件下，只要有一定数量的需求，硬件价格就会在一年内下降。对于GPON系统价格的变动问题，运营商会更加关注。

参考文献：

[1]张育生《试论GPON技术及发展相关问题》[]J，《科技创新导报》2010年14期

[2]张艳林《GPON技术在宽带城域网中的应用研究》，北京邮电大学2010年硕士论文