GPON技術(shù)是基于ITU-TG.984.x標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無(wú)源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，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(diǎn)，被大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商視為實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)寬帶化，綜合化改造的理想技術(shù)。本文結(jié)合 GPON技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用實(shí)踐，提出了GPON技術(shù)在中國(guó)市場(chǎng)的基本應(yīng)用模式。

1、GPON技術(shù)淺析

PON技術(shù)起源于1995年開(kāi)始逐漸形成的 ATMPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，PON是英文/"無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)/"的縮寫。而GPON(Gigabit-Capable PON) 最早由FSAN組織于2002年9月提出， ITU-T在此基礎(chǔ)上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定，2004年2 月和6月完成了G.984.3的標(biāo)準(zhǔn)化。從而最終形成了GPON的標(biāo)準(zhǔn)族。

基于GPON技術(shù)的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與已有的PON類似，也是由局端的 OLT(光線路終端)，用戶端的ONT/ONU(光網(wǎng)絡(luò)終端或稱作光網(wǎng)絡(luò)單元 )，連接前兩種設(shè)備由單模光纖(SM fiber)和無(wú)源分光器(Splitter)組成的 ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成。基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　GPON設(shè)備的基本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

相對(duì)于其他的PON標(biāo)準(zhǔn)而言，GPON標(biāo)準(zhǔn)提供了前所未有的高帶寬，下行速率高達(dá) 2.5Gbit/s，其非對(duì)稱特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)。提供QoS的全業(yè)務(wù)保障，同時(shí)承載ATM 信元和(或)GEM幀，有很好的提供服務(wù)等級(jí)、支持QoS保證和全業(yè)務(wù)接入的能力。承載 GEM幀時(shí)，可以將TDM業(yè)務(wù)映射到GEM幀中，使用標(biāo)準(zhǔn)的 8kHz(125μs)幀能夠直接支持TDM業(yè)務(wù)。作為電信級(jí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)， GPON還規(guī)定了在接入網(wǎng)層面上的保護(hù)機(jī)制和完整的OAM功能。

作為ITU-T提出的一種靈活的寬帶光纖接入技術(shù)，它又是一種與已有PON 系統(tǒng)相比有很大區(qū)別的PON技術(shù)。

在GPON標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定需要支持的業(yè)務(wù)類型包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(Ethernet 業(yè)務(wù)，包括ip業(yè)務(wù)和MPEG視頻流)、 PSTN業(yè)務(wù)(POTS，ISDN業(yè)務(wù)) 、專用線(T1，E1，DS3， E3和ATM業(yè)務(wù))和視頻業(yè)務(wù)( 數(shù)字視頻)。GPON中的多業(yè)務(wù)映射到ATM 信元或GEM幀中進(jìn)行傳送，對(duì)各種業(yè)務(wù)類型都能提供相應(yīng)的QoS保證。

GPON技術(shù)答應(yīng)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)根據(jù)各自的市場(chǎng)潛力和特定的管制環(huán)境，有針對(duì)性地提供其客戶所需要提供的特定業(yè)務(wù)。

目前，GPON技術(shù)、設(shè)備相對(duì)復(fù)雜。GPON承載有 QoS保障的多業(yè)務(wù)和強(qiáng)大的OAM能力等優(yōu)勢(shì)很大程度上是以技術(shù)和設(shè)備的復(fù)雜性為代價(jià)換來(lái)的，從而使得相關(guān)設(shè)備成本較高。隨著GPON 技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用，GPON設(shè)備的成本將會(huì)有相應(yīng)地下降。

2、基于GPON技術(shù)的產(chǎn)品

目前正在開(kāi)發(fā)基于GPON技術(shù)產(chǎn)品的廠家較多，包括國(guó)內(nèi)的各大電信設(shè)備制造廠商，但是由于技術(shù)門檻較高，沒(méi)有相應(yīng)的配套廠商提供GPON 專用芯片，各個(gè)廠家只有各自開(kāi)發(fā)自己的GPON芯片，因此目前業(yè)界成熟的GPON商用產(chǎn)品并不多。 FlexLight網(wǎng)絡(luò)有限公司是一家以色列公司，專門從事GPON系統(tǒng)的研發(fā)，他們目前已經(jīng)向遍及歐美的運(yùn)營(yíng)商提供了基于GPON技術(shù)的接入網(wǎng)系統(tǒng)。在中國(guó)他們也是唯一一家已經(jīng)向中國(guó)運(yùn)營(yíng)商提供商用 GPON系統(tǒng)的廠家。

FlexLight的Optimate GPON系統(tǒng)承載 GEM幀，為運(yùn)營(yíng)商提供高質(zhì)量的TDM業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，基于C/S的全圖形化界面為用戶的接入網(wǎng)提供治理的便捷。

3、目前GPON產(chǎn)品的市場(chǎng)定位和應(yīng)用模式

GPON技術(shù)是一種寬帶光接入技術(shù)，其產(chǎn)品定位必然是接入網(wǎng)。用一個(gè)流行的行業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，GPON 是一種實(shí)現(xiàn)FTTx的技術(shù)。作為一個(gè)新技術(shù)，在接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，GPON到底應(yīng)該扮演什么樣的一個(gè)角色呢?

接入網(wǎng)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)級(jí)的概念，它位于整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的末端，即電信網(wǎng)中最靠近最終用戶的業(yè)務(wù)接入層。而光纖接入網(wǎng)自身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可根據(jù)用戶數(shù)量、業(yè)務(wù)種類等因素，細(xì)分為主干層、配線層和引線層三層結(jié)構(gòu)。

GPON 設(shè)備的市場(chǎng)定位實(shí)際上是和運(yùn)營(yíng)商目前在接入網(wǎng)層面上光纖化的具體進(jìn)程有關(guān)。目前，運(yùn)營(yíng)商在接入層光纖化的基本策略都是相同的，即從接入網(wǎng)層面的饋線段、配線段到最終的引線段逐段逐步實(shí)現(xiàn)光纖化，最終的目標(biāo)即FTTH(光纖到戶) 。目前，中國(guó)的運(yùn)營(yíng)商都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)全部饋線段和大部分配線段的光纖化，而引線段的光纖化的過(guò)程相對(duì)而言顯得步伐沉重而緩慢。這當(dāng)中的原因很多，主要的原因有以下幾點(diǎn)：

(1)主流運(yùn)營(yíng)商的用戶銅線資源非常豐富，資產(chǎn)沉淀厚重，目前利用銅線承載的寬帶接入技術(shù)(xDSL) 設(shè)備及技術(shù)規(guī)范成熟，價(jià)格低廉，目前的帶寬也能夠滿足絕大多數(shù)家庭用戶和一部分中小型企業(yè)的應(yīng)用需求，并且其帶寬還有進(jìn)一步擴(kuò)展的能力(目前成熟的VDSL技術(shù)已經(jīng)可以將實(shí)際應(yīng)用的接入速率提高至 10M以上)；

(2)配套的工程技術(shù)規(guī)范不成熟，配套施工的技術(shù)復(fù)雜且費(fèi)用高昂；

(3)目前還沒(méi)有真正家庭用戶需要的基于高帶寬的數(shù)據(jù)應(yīng)用，F(xiàn)TTH的高帶寬無(wú)用武之地；

(4)設(shè)備本身的成本相對(duì)過(guò)高，限制了FTTH技術(shù)的推廣。

作為一種專用的接入網(wǎng)技術(shù)，GPON是實(shí)現(xiàn)FTTH的最佳技術(shù)。其技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的最終目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)所有終端用戶的接入。為此，其規(guī)范規(guī)定了一系列面向家庭用戶的終端接口，如普通音頻脈沖電話 RJ11接口，基于VoIP的電話接口，有線電視同軸電纜RF接口等。但是，正如前面所述的， FTTH(即將GPON設(shè)備的ONU終端放在普通家庭中使用 )的應(yīng)用目前仍然面臨著成本過(guò)高等問(wèn)題。那么在目前的市場(chǎng)形勢(shì)下，GPON設(shè)備的市場(chǎng)定位是否準(zhǔn)確，直接確定了這一優(yōu)秀技術(shù)的市場(chǎng)和技術(shù)前景。

由于各個(gè)運(yùn)營(yíng)商目前在接入網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了饋線段和配線段的光纖化，目前FTTn(光纖到節(jié)點(diǎn)) 的應(yīng)用時(shí)機(jī)已經(jīng)相當(dāng)成熟。這里的n可以代表一棟商務(wù)樓(FTTB)、一個(gè)用戶小區(qū)(FTTP) 、一個(gè)多用戶群(FTTM)、一個(gè)路邊接入點(diǎn)(FTTC)、一個(gè)辦公室或小型商戶企業(yè)(FTTO) ；FTTn的應(yīng)用場(chǎng)合很多，可以選擇的設(shè)備范圍也較大。

在FTTn的應(yīng)用中，GPON 設(shè)備可以顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：專用的接入網(wǎng)技術(shù)規(guī)范，適用于接入網(wǎng)的應(yīng)用環(huán)境：為終端用戶提供真正源模式的TDM服務(wù)和高質(zhì)量的以太網(wǎng)接入服務(wù)；無(wú)源光網(wǎng)技術(shù)，整個(gè)光分配網(wǎng)(ODN)沒(méi)有有源器件，可維護(hù)性好，可靠性高，可以大大降低接入網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本，使運(yùn)營(yíng)商的接入網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)持續(xù)發(fā)展能力和生存能力；接入距離遠(yuǎn) (大于35km)，覆蓋范圍廣，可以適應(yīng)中國(guó)包括農(nóng)村地區(qū)的接入要求；組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活，可以在接入層面實(shí)現(xiàn)星型、樹(shù)形、總線形、環(huán)形等各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同時(shí)，具有實(shí)現(xiàn)全程雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線路保護(hù)能力。滿足了運(yùn)營(yíng)商對(duì)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化的需求；帶寬高達(dá) 2.5Gbit/s，網(wǎng)絡(luò)帶寬綜合利用率高達(dá)93%，可以滿足未來(lái)的高帶寬用戶的應(yīng)用需求；單纖傳輸，節(jié)省運(yùn)營(yíng)商的主干光纖資源；相對(duì)于其他的 FTTn手段，性價(jià)比高。

綜上所述，目前GPON技術(shù)的最佳應(yīng)用場(chǎng)合是FTTn。利用其綜合接入性能，為運(yùn)營(yíng)商提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音乃至視頻服務(wù)。

4、GPON產(chǎn)品在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的應(yīng)用模式實(shí)例及分析

4.1　使用GPON設(shè)備的 FTTn應(yīng)用實(shí)例

GPON設(shè)備的應(yīng)用特點(diǎn)即綜合接入，使用GPON的用戶接入接口，運(yùn)營(yíng)商可以接入多種業(yè)務(wù)設(shè)備。根據(jù) GPON設(shè)備在北美運(yùn)營(yíng)商的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以下介紹幾種使用GPON設(shè)備的FTTn 應(yīng)用實(shí)例：

(1)GPON+xDSL的應(yīng)用

使用GPON設(shè)備作為延伸DSL服務(wù)距離和擴(kuò)展 DSL服務(wù)帶寬的傳輸平臺(tái)(見(jiàn)圖2)。隨著運(yùn)營(yíng)商將 DSL服務(wù)帶寬逐步提高，DSLAM(DSL接入服務(wù)器)距離終端用戶( 即DSL Modem)越來(lái)越近，現(xiàn)在的距離普遍小于3km，以保證其出線率和業(yè)務(wù)質(zhì)量。未來(lái)隨著高帶寬 DSL技術(shù)的應(yīng)用，DSLAM和用戶的距離可能小于1.5km。使用GPON 技術(shù)，可以很好地完成DSLAM的業(yè)務(wù)收集。