全业务运营中的一把利器——GPON技术

1 GPON技术简介

我们目前所说的GPON (Gigabit-Capable PON) 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, 具有带宽高, 效率快和覆盖范围广, 用户接口丰富等优点, 被通信运营商作为实现接入网业务宽带化, 综合化改造的理想技术, 并在实际中广泛应用。

GPON技术是FSAN (全业务接入网) 组织从20世纪90年代末发展起来的宽带PON标准, 在2004年被ITU正式确认为ITU-T G.984标准。GPON系统由位于核心节点或汇聚节点机房的局端OLT设备和位于用户驻地端的ONT设备共同组成, 位于局端的一个OLT设备可控制多个ONT设备。连接两种设备的光纤网络由单模光纤和无源光分路器组成。

对于其他的PON标准来说, GPON标准提供了更高的带宽, 下行速率可达到2.5Gbit/s, 其非对称特性更能适应目前的宽带数据业务市场。提供Qo S的全业务保障, 同时承载ATM信元或GEM帧, 能提供服务等级、支持Qo S保证和全业务接入的能力。在承载G E M帧时, 可将TDM业务映射到GEM帧中, 在使用标准的8k Hz (125μs) 帧时能够直接支持TDM业务。作为一种电信使用的技术标准, GPON技术规定了在接入网一层的保护机制和完整的OAM功能。

GPON标准, 规定了可支持的多种业务类型:包括数据业务、IP业务和MPEG视频流) 、PSTN业务 (POTS, ISDN业务) 、专线 (T1, E1, DS3, E3和ATM业务) 和视频业务 (数字视频) 。GPON中的多业务映射到ATM信元或GEM帧中进行传送, 可对多种业务类型提供相应的Qo S保证。

2 EPON和GPON技术与运用的比较

跟EPON技术相比较, GPON技术更注重对多业务的支持能力, 提供的上联业务接口及下联用户接口更为丰富 (10GE、GE、FE、STM-1、E1、POTS……) , 同时还可提供F T T H、F T T B、F T T O、F T T C+L A N (DSLAM) 的多种接入方式, GPON还具有“源模式T D M”支持能力, 能支持传统TDME1业务, 提供移动基站互联、PBX接入和大客户的E1专线接入, 同时能够提供时钟同步以及电信级Qo S保证, 保证电信运营商在使用新技术的同时不放弃原有的利润来源。而EPON的TDM支持采用的是电路仿真技术, 其Q o S以及时钟同步方面不如GPON优越, 对传统业务支持和可靠性也不是很好。

技术标准而言, GPON的标准更完善。管理层的互通定义, 不同OLT厂商的网络管理系统和ONU可进行正常的认证、配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等完善的OAM功能。

此外, 除传统的语音、数据业务外, GPON标准还定义了第3波长。在OLT上可接入数字电视、IPTV的电视信号, 在不影响电信业务的同时, 可以把信号传送到末端的ONU设备, 并支持RF电接口接入到用户有线电视网, 从而提供三网合一的业务能力。

目前而言, EPON技术发展早, 比较成熟, 芯片设计难度低, 产业链比GPON技术较成熟。EPON可用以太网协议支持现有的IP网络, 与目前的设备有很好的兼容性, 在数据业务里E P O N技术有自身的优点。GPON技术相对EPON技术出现得比较晚, 它的芯片成本相对来说还是比较高的。但随着GPON设备量产后, 成本会有较大的下降, 甚至当用户需求带宽超过3 0 M后, GPON成本优势就会显现出来。从应用场景看, EPON适合部署中小规模FTTx, 如个人用户, 而GPON适合部署大规模FTTx, 比如对技术要求较高的企业用户。从今后发展来看, 宽带发展趋势可能从宽带点到点以太网光纤系统和EPON开始, 最终过渡到GPON阶段。

3 GPON技术的最新发展

随着宽带技术的发展, 全世界各大电信运营商对用户线改造趋势的看法日趋一致, 即用户线路将逐步由光纤取代, 也就是目前的光进铜退。因此, 各个大运营商均在根据自己本身的成本需求, 同时部署FTTC、FTTB和FTTH系统, 其最终目标是完成接入网的全光网络。

相对于P T P系统, 以P O N为代表的PTMP技术从发展之初就受到电信运营商的青睐。这是因为人们很早就意识到成本将是FTTx应用的主要瓶颈, PON技术能很好地利用光纤容量降低运营成本, 可以将所有的用户与中心局更加高效的进行连接, 而不必采用远程终端, 多个ONT设备可以共享一个位于中心局的光接口。

应该说最能让GPON大显身手的应用就是FTTH, 到目前为止, 对于电话业务的传送, 使用PON技术的FTTH系统依然无法达到“铜线对等”的成本要求。但随着终端业务的综合化和GPON配套技术的发展, GPON在FTTH的大规模应用前景比之前任何一种FTTH技术都具有优越性。

电信运营商在大规模建设G P O N FTTH网络时就着重考虑了这个问题。目前GPON在CPE So C芯片研发阶段就增加对业务感知能力的要求, 同时在GPON OLT和承载网组网中也考虑对于端到端用户业务体验的完整性的考虑。

将GPON技术用于移动基站回程领域商用化进程加速。

随着FTTH网络的发展, 在基站附近有大量的光纤网络资源可以利用。同时无线移动数据业务对大流量和大带宽有更迫切的需求, 业内对于利用宽带接入网承载移动的呼声越来越高。

目前GPON移动基站回程解决方案主要有两个方案, 一是单纯承载移动基站的数据业务, 现在越来越多的基站符合I P RAN的标准;二是同时承载移动基站的数据与语音业务。为了满足上述方案的技术要求, GPON平台逐渐研发了的多种时钟同步技术。

(1) IEEE 1588V2网络同步时钟, 主要满足3G基站的精确时间传递要求。

(2) 同步以太网, 主要用于基站频率同步要求。

(3) NTR时钟同步功能。

(4) BITS参考同步时钟等。

另外, 北美和欧洲的各大运营商都提出了完全针对GPON设备的用户需求, 并进入了大规模的部署阶段。在此之前, GPON产品的应用场合更多地集中在接入层的高端应用, 如FTTO、FTTB的大客户综合应用以及FTTB+LAN、FTTB+DSLAM的应用, 这种应用对于光纤资源相对比较紧张的运营商具有较大的吸引力。比如南美、东南亚和印度的新兴电信运营商, 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, 利用GPON技术能够使他们相对容易地实现这一目标。

综合以上三点分析, 本人认为GPON在运营商运营的初期可以提供低成本高品质的宽带接入业务, 后续具备适应互联网Web2.0发展要求, 以及满足移动和固网融合的要求, 是实现可持续发展的具有强大市场竞争力的解决方案。

摘要：随着新一代宽带技术的发展, GPON技术也日趋完善和成熟。本文主要对GPON技术做了比较浅显的介绍, 并对今后的发展趋势进行了展望。

关键词：GPON,EPON,比较,发展