基于GPON的光接入网技术
2015学年第1学期
考试科目 光纤通信原理
姓 名 王无耻
年 级 2014级
专 业 电子科学与技术
2015年 1月 15日
基于GPON的光接入网技术
摘要：本论文主要介绍了吉比特无源光网络技术（GPON），从介绍GPON的结构原理开始，介绍了GPON的关键技术，包括GPON的传输复用方式及帧结构，GEM封装技术和动态带宽的分配（DBA）、测距技术、加密技术以及GPON的FTTB和FTTH应用模式，最后介绍了GPON的星型、树型、总线方式的组网方式。 关键词：GPON技术；封装；带宽分配；应用模式；
Based on the optical access network technology of GPON
ABSTRACT：This paper mainly introduces the gigabit passive optical network (GPON) , since this article introduces the structure principle of GPON , introduces the key technology of GPON, including GPON transmission multiplexing method and frame structure , the GEM packaging technology and dynamic bandwidth allocation (DBA), ranging technology, encryption technology and GPON FTTB and FTTH application model, finally introduces the GPON star, tree, the way of bus network mode.
Key words：GPON technology; Encapsulation; Bandwidth allocation;Application mode;
0 引言
吉比特无源光网络（Gigabit-Capable Passive Optical Network，GPON）技术是基于ITU-T G.984.x标准的新一代宽带无源光网络接入标准，是实现FTTx的热门技术之一。相对于现有的接入网技术，GPON具有高带宽、高效率、高分光比、长距离传输、覆盖范围广、用户接口丰富等特点，并且能大量节省运营商在接入层馈线段的光纤资源，为各种业务类型提供相应的QoS保证。GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能，使光纤自动倒换时间小于50ms。由于这些优点，GPON被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化、综合化改造的理想技术。
注：IFPON为PON专用接口
图 1 GPON参考模型
1 GPON的系统结构
1
如图1所示是G.984.1建议的GPON参考模型。GPON由光线路终端OLT、光网络单元/光网络终端(ONU/ONT)和光纤分配网ODN组成。其中OLT位于中心机房，向上提供广域网接口，包括GE、ATM、DS-3等；ONU/ONT放在用户侧，为用户提
供
10/100BaseT、T1/E1、DS-3等应用接口，适配功能AF在具体实现中可能集成于ONU/ONT中；ODN由分支器/耦合器等无源器件构成；上下行数据工作在不同波长，下行数据采用广播方式发送，上行数据采用基于统计复用的时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）方式接入。图中波分复用器WDM和网络单元NE为可选项，用于在OLT和ONU之间采用另外的工作波长传输其他业务，如视频信号。
接收这个数据，由于ONU往往具有若干个UNI接口，一般对于组播Gemport通道会结合组播Gemport ID与组播媒介接入控制（Medium Access Control，MAC）地址一起进行过滤操作，如图3所示。
2 GPON的关键技术
2.1 GPON的传输复用方式及帧结构 与APON、EPON相比，GPON最主要的区别表现在传输汇聚帧结构上。GPON通过ATM和GFP两种协议承载不同类型的用户数据。它的上、下行帧长均为125µs，下行采用TDM方式，上行采用TDMA接入技术。上行帧由复用的突发传输时隙（slot）组成，每帧包括一个或多个光网络单元的传输时隙，通过下行帧的上行带宽映射（US BWmap）域指示相应光网络单元的上行数据发送。
2.1.1 GPON的下行传输方式
OLT下行业务采用广播方式，OLT将业务封装入GPON封装方式（GPON Encapsulation Method，GEM）帧中，然后若干个GEM帧组成GPON传输汇聚（GPON Transmission Convergence，GTC）帧，下行传送。在ONU根据GEM帧中封装的Gemport ID进行过滤。下行具有两种类型的通道，单播Gemport通道和组播Gemport通道。
(1)单播Gemport通道
单播Gemport通道，表示OLT发送的数据只是传送给某个特定的ONU，只有一个配置了这个单播Gempor的ONU会接收这个数据，如图2所示。
(2)组播Gemport通道
组播Gemport通道，表示OLT发送的数据是传送给一组ONU，存在若干个ONU配置了这个组播Gemport，这些ONU都会
图2单播通道
图3组播通道
2.1.2 GPON的上行传输方式
GPON上行业务采用TDMA方式，ONU将业务封装入GEM帧中，然后若干个GEM帧组成一个T-CONT，在分配的时间片内传送。OLT上行只有一种类型，如图4所示。
2
2.2 GPON的GEM封装技术
为克服ATM承载IP业务开销大的缺点，GPON的业务封装采用了GEM帧，该协议能完成对以太网业务、Native TDM业务的适配，如图7所示。其中PLI用于下一个帧头定界，以及确定当前GEM帧的净荷长度；Port ID为12比特，用来提供PON中4096个不同的业务流标识，以实现业务流复用；PTI用作分段指示；HEC为头校验，用于帧的同步与帧头保护。GEM帧的净荷可
图4上行通道 以封装以太网业务或者Native TDM业务，
2.1.3 GPON的帧结构 由于GEM帧的净荷最长只能是4095字节，
GPON系统的协议主要有物理媒质相而以太网Jumbo帧长可达到9K，因此封装关层和GPON传输汇聚层（GTC）组成。如以太网业务时可能会对以太网帧进行分片图5所示，其中层又包括两个子层：GTC处理。 成帧子层和TC适配子层。GTC层主要实现GEM（传感器网络）客户接口和管理和控制净荷长度净荷类型指
接口（OMCI）的适配和封装。
图7 GEM帧结构
图5 GPON系统协议栈
GPON GTC的TC帧结构分为下行帧结构和上行帧结构，如图6所示，两者不对称。其中下行帧结构采用125µs长度的帧结构。而上行帧结构是按照125µs划分的虚拟帧结构。
下行1字节
n+1
上行上行虚拟帧TX时长
图6 GTC的TC帧结构
2.3 GPON的动态带宽分配（DBA） 动态带宽分配（Dynamic Bandwidth Assignment，DBA）技术是指通过GPON系统中各个ONU的上行使用带宽实时动态的改变来适应用户速率的各种变化，以提高系统的带宽利用率的技术。PON系统的上行接入一般采用ITU-T G.983.4规定的静态带宽分配和动态带宽分配两种方式。对于GPON中的数据通信这种变速率业务，用静态带宽分配是不合适的，需要通过动态带宽分配使系统带宽利用率大幅度提高，通过在ONU之间动态调节带宽来提高上行带宽利用效率。动态带宽分配的具体要求是：业务要透明、带宽利用率尽量高、具备地抖动与时延特性、公平分配带宽、信号健壮、实时性强、保证不同业务的QoS等。在GPON结构中，OLT通过向ONU内部每个流量容器（T-CONT）分配数据授权来控制上行流量。为确定分配给一个T-CONT的授权数目，OLT需要知道该T-CONT的流量状态。
2.4 测距技术
GPON上行方向采用TDMA方式接入，一个OLT可以连接16~64甚至128个ONU。对于OLT和ONU之间几十米到最长达20km的传输距离中，不同的ONU会产生传
3
输时延差异，其主要原因是:物理距离不同、温度环境变化和光电器件的老化。最近ONU到OLT的传输时延与最远ONU到OLT的传输时延可以相差100 us，为了避免不同ONU上行突发数据的碰撞，OLT必须进行测距，根据往返传输时延测量每个ONU到OLT的相对距离。根据测距时延，调整每个ONU上行发送的时刻，使所有ONU到达OLT的时间一致。从而避免不同ONT上行数据在传送过程中发生碰撞。每个ONT由于所在的地理位置的不同或者属于不同的厂家，其信号处理的时间也会有所不同，这将带来OLT和ONT间逻辑距离的不同，从而引起不同的ONT在不同时刻发送的数据同时到达OLT，从而发生数据碰撞现象，带来传输错误。为了避免这种错误的发生，GPON系统需要采用测距技术测量不同ONT的逻辑距离，然后分配相应的均衡化时延给不同的ONT，让所有的ONT到OLT的逻辑距离是相等的。
2.5加密技术
GPON系统下行采用广播方式由OLT向多个ONU发送数据，上行ONU在被分配到的时隙内进行数据通信。上行方向上每个ONU的消息是安全的，而下行方向一个ONU可能窃取到不属于自身的消息，从而带来安全隐患。为解决这一安全问题，GPON规范提出了高级加密标准(AES) 。GPON的OLT与其连接的ONT交换ONU端产生的加密密钥，该过程成功后，密钥用于加密及解码下行数据。AES算法是一个迭代分组密码算法，分组长度和密钥长度可以独立地被指定为128位、192位或256位，GPON推荐使用128位的数据分组和密钥。AES算法的轮变换由三个称之为层的可逆变换组成。这三个层分别为:线性混合层、非线性层和密钥加层。该算法针对4字节的字(word)进行操作，进行一系列线性和非线性变换，从而达到扩大信息空间的目的，减少破译可能。
3.1 FTTB应用模式
由于FTTB网络中,ONU布设到DP,使得ONU的数量较多,每个ONU接入的用户数量不多,因此选择光纤传输技术时,应着重选择支持较多ONU数量的、能够节省光纤资源的传输技术。现阶段及以后一段时间内,GPON是比较好的技术选择。具体的应用模式又有如下几种: 3.1.1 FTTB+xDSL
具体实现是将光纤端接点分布在楼层(高层楼宇)或楼道(多层建筑),小型DSLAM设备网络侧采用GPON上联口,用户侧提供xDSL接口通过双绞线入户。这种方式利用现有的双绞线资源,采用成熟的ADSL2+、VDSL相关技术,可以充分利用现有的线路投资。提供中小容量的DSL MDU,并且有适合室外恶劣环境的一体化机柜。 3.1.2 FTTB+LAN
具体实现是将光纤端接点分布在楼层(高层楼宇)或楼道(多层建筑),由ONU终结光信号,ONU提供多个以太网接口。由于以太网五类线具有的距离限制,这种实现需要保证ONU到最终用户的走线距离不超过100米。
3.2 FTTH应用模式
对于FTTH模式,比较适合社区信息化场合。GPON光接入平台立足高带宽接入,根据高档小区、别墅小区和普通小区的消费承受能力,分层次提供一步到位的FTTH。接入业务包括语音、数字家庭、宽带上网(有线和无线方式可选)、IPTV视频、CATV视频业务等,提供系列化ONU/ONT终端,满足家庭用户有线方式、无线方式、广域网和局域网等各种业务接入需求。
4 GPON组网方案
4.1星型方式
当OLT与ONU之间按点到点配置,且每一ONU直接经一专用光链路与OLT相连,中间没有光分路器时就构成星形结构。由于这种配置不存在光分路引入的损耗,因此传输距离远大于点到多点配置。但此种应用方
3 GPON在FTTx中的应用模式
4
式对光纤浪费严重,不能体现GPON的技术优势,实际应用较少。
4.2树型方式
树形拓扑是点到多点配置的基本结构,这种结构利用了一系列级联的分配点(DP)对信号进行分路,传给多个用户,同时也靠这些分配点将上行信号结合在一起送给OLT。分配点的分路器常为1:N型,在重要客户接入中,可能采用2:N分光以实现主干光纤保护。在本地网应用中,考虑复杂的光纤网络布局,一般使用一级分光,如需多级,建议控制在三级以内。
4.3总线方式
总线结构也是点到多点配置的基本结构。这种拓扑,实际上是OLT和分配点的拓扑,分配点到ONU仍然是星型结构。这种结构利用了一系列串联的分配点以便从总线上向ONU分配OLT发送的信号,同时又能将每一ONU发送的信号插入总线送回到OLT。此种方式一般应用于监控系统,分光器为1:2不等分分光,分光器有5:95或10:90或20:80多种可选择,建议使用10:90分光器,实际可使用以光功率计算原则为准,一般不超过7级。
为经济有效的方式。随着GPON产业链的日益成熟，核心元器件价格的不断下降，GPON必然成为接入网建设的主流技术。GPON技术与其它末端接入技术的结合，也为接入网的融合提供了解决方案， 而FTTH无疑是未来接入网三网融合的最佳方案。 参考文献
[1]严华．EPON与GPON技术分析比较．上海铁道科技，2010（3）：65-66．
[2]李然，李航．EPON与GPON的综合比较．广播与电视技术，2010（8）：127-130．
[3]秦雷．浅析GPON系统的关键技术．2009通信理论与技术新发展—第十四届全国青年通信学术会议论文集，2009：24-28．
[4]赵煜．基于GPON技术的接入网络应用研究[D]．北京：北京邮电大学，2010．
[5]陈涛，孙旭，王幸．GPON技术的应用模式研究．通信技术，2009，42（9/213）：133-135．
[6]强云鹏．GPON技术原理与设计．科技资讯，2009（18）：30．
[7]张海秀，周海蓉．宽带接入网的新发展—GPON[J]．通信与信息技术，2005,15（4）：18-23．
[8]黄信礼．GPON网络特点和应用．电脑与电信，2010（8）：29-31．
[9]中兴通讯学院．大话宽带接入[M]．北京：人民邮电出版社，2010．
[10]华为技术有限公司．GPON及FTTH技术白皮书．2008-06．
[11]中国电信集团公司．中国电信GPON设备技术要求（V1.2）．2010-04．
[12]邹松柏．全业务光接入平台—GPON的应用．武汉：华中科技大学，2005．
[13]胡庆，张德民等．光纤通信系统与网络（修订版）[M]．北京：电子工业出版社，2010．
[14]Weis，Erik，Holzl，Rainer，Breuer，Dirk，Lange，Christoph．GPON FTTH trial-lessons learned[A]．Communications and Photonics Conference and Exhibition(ACP)[C]，2009 Asia，Page(s)：1-7．
5
5 结束语
本论文着重研究一种较新的接入技术
—GPON技术，作为PON技术两大标准之一的GPON技术，是基于ITU-T G.984.x标准的新一代宽带无源光网络接入技术，具有高带宽、高效率、长距离传输、易维护、稳定性高等特点，是一种能真正支持语音、数据和视频的全业务接入技术。虽然目前GPON技术在国内运用面临着诸多挑战：如GPON芯片厂商数量少，FTTH工程涉及到的GPON技术的设备实现，光线路器件、光纤光缆、施工布线等多个领域的专业技术门槛较高等），因此，能提供全套解决方案的厂家并不多。但是，随着GPON技术实际应用经验的积累和研究的深入、产业化的成熟和设备价格的下降，不可否认，GPON技术将是FTTH领域中为用户提供光纤接入的最
[15]F. Effenberger，D. Clearly，O. Haran，G. Kramer，Li Ruo Ding，M. Oron，T. Pferiffer．An introduction to PON technologies[A]．IEEE Common．Mag, vol 45, no.3, pp. S17-S25, March 2007．
[16]L Boyle Heard．Availability and cost estimation of secured FTTH architectures．International Conference on Optical Network Design and Modeling(ONDM)[C]，2008
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基于GPON的光接入网技术
2015学年第1学期
考试科目 光纤通信原理
姓 名 王无耻
年 级 2014级
专 业 电子科学与技术
2015年 1月 15日
基于GPON的光接入网技术
摘要：本论文主要介绍了吉比特无源光网络技术（GPON），从介绍GPON的结构原理开始，介绍了GPON的关键技术，包括GPON的传输复用方式及帧结构，GEM封装技术和动态带宽的分配（DBA）、测距技术、加密技术以及GPON的FTTB和FTTH应用模式，最后介绍了GPON的星型、树型、总线方式的组网方式。 关键词：GPON技术；封装；带宽分配；应用模式；
Based on the optical access network technology of GPON
ABSTRACT：This paper mainly introduces the gigabit passive optical network (GPON) , since this article introduces the structure principle of GPON , introduces the key technology of GPON, including GPON transmission multiplexing method and frame structure , the GEM packaging technology and dynamic bandwidth allocation (DBA), ranging technology, encryption technology and GPON FTTB and FTTH application model, finally introduces the GPON star, tree, the way of bus network mode.
Key words：GPON technology; Encapsulation; Bandwidth allocation;Application mode;
0 引言
吉比特无源光网络（Gigabit-Capable Passive Optical Network，GPON）技术是基于ITU-T G.984.x标准的新一代宽带无源光网络接入标准，是实现FTTx的热门技术之一。相对于现有的接入网技术，GPON具有高带宽、高效率、高分光比、长距离传输、覆盖范围广、用户接口丰富等特点，并且能大量节省运营商在接入层馈线段的光纤资源，为各种业务类型提供相应的QoS保证。GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能，使光纤自动倒换时间小于50ms。由于这些优点，GPON被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化、综合化改造的理想技术。
注：IFPON为PON专用接口
图 1 GPON参考模型
1 GPON的系统结构
1
如图1所示是G.984.1建议的GPON参考模型。GPON由光线路终端OLT、光网络单元/光网络终端(ONU/ONT)和光纤分配网ODN组成。其中OLT位于中心机房，向上提供广域网接口，包括GE、ATM、DS-3等；ONU/ONT放在用户侧，为用户提
供
10/100BaseT、T1/E1、DS-3等应用接口，适配功能AF在具体实现中可能集成于ONU/ONT中；ODN由分支器/耦合器等无源器件构成；上下行数据工作在不同波长，下行数据采用广播方式发送，上行数据采用基于统计复用的时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）方式接入。图中波分复用器WDM和网络单元NE为可选项，用于在OLT和ONU之间采用另外的工作波长传输其他业务，如视频信号。
接收这个数据，由于ONU往往具有若干个UNI接口，一般对于组播Gemport通道会结合组播Gemport ID与组播媒介接入控制（Medium Access Control，MAC）地址一起进行过滤操作，如图3所示。
2 GPON的关键技术
2.1 GPON的传输复用方式及帧结构 与APON、EPON相比，GPON最主要的区别表现在传输汇聚帧结构上。GPON通过ATM和GFP两种协议承载不同类型的用户数据。它的上、下行帧长均为125µs，下行采用TDM方式，上行采用TDMA接入技术。上行帧由复用的突发传输时隙（slot）组成，每帧包括一个或多个光网络单元的传输时隙，通过下行帧的上行带宽映射（US BWmap）域指示相应光网络单元的上行数据发送。
2.1.1 GPON的下行传输方式
OLT下行业务采用广播方式，OLT将业务封装入GPON封装方式（GPON Encapsulation Method，GEM）帧中，然后若干个GEM帧组成GPON传输汇聚（GPON Transmission Convergence，GTC）帧，下行传送。在ONU根据GEM帧中封装的Gemport ID进行过滤。下行具有两种类型的通道，单播Gemport通道和组播Gemport通道。
(1)单播Gemport通道
单播Gemport通道，表示OLT发送的数据只是传送给某个特定的ONU，只有一个配置了这个单播Gempor的ONU会接收这个数据，如图2所示。
(2)组播Gemport通道
组播Gemport通道，表示OLT发送的数据是传送给一组ONU，存在若干个ONU配置了这个组播Gemport，这些ONU都会
图2单播通道
图3组播通道
2.1.2 GPON的上行传输方式
GPON上行业务采用TDMA方式，ONU将业务封装入GEM帧中，然后若干个GEM帧组成一个T-CONT，在分配的时间片内传送。OLT上行只有一种类型，如图4所示。
2
2.2 GPON的GEM封装技术
为克服ATM承载IP业务开销大的缺点，GPON的业务封装采用了GEM帧，该协议能完成对以太网业务、Native TDM业务的适配，如图7所示。其中PLI用于下一个帧头定界，以及确定当前GEM帧的净荷长度；Port ID为12比特，用来提供PON中4096个不同的业务流标识，以实现业务流复用；PTI用作分段指示；HEC为头校验，用于帧的同步与帧头保护。GEM帧的净荷可
图4上行通道 以封装以太网业务或者Native TDM业务，
2.1.3 GPON的帧结构 由于GEM帧的净荷最长只能是4095字节，
GPON系统的协议主要有物理媒质相而以太网Jumbo帧长可达到9K，因此封装关层和GPON传输汇聚层（GTC）组成。如以太网业务时可能会对以太网帧进行分片图5所示，其中层又包括两个子层：GTC处理。 成帧子层和TC适配子层。GTC层主要实现GEM（传感器网络）客户接口和管理和控制净荷长度净荷类型指
接口（OMCI）的适配和封装。
图7 GEM帧结构
图5 GPON系统协议栈
GPON GTC的TC帧结构分为下行帧结构和上行帧结构，如图6所示，两者不对称。其中下行帧结构采用125µs长度的帧结构。而上行帧结构是按照125µs划分的虚拟帧结构。
下行1字节
n+1
上行上行虚拟帧TX时长
图6 GTC的TC帧结构
2.3 GPON的动态带宽分配（DBA） 动态带宽分配（Dynamic Bandwidth Assignment，DBA）技术是指通过GPON系统中各个ONU的上行使用带宽实时动态的改变来适应用户速率的各种变化，以提高系统的带宽利用率的技术。PON系统的上行接入一般采用ITU-T G.983.4规定的静态带宽分配和动态带宽分配两种方式。对于GPON中的数据通信这种变速率业务，用静态带宽分配是不合适的，需要通过动态带宽分配使系统带宽利用率大幅度提高，通过在ONU之间动态调节带宽来提高上行带宽利用效率。动态带宽分配的具体要求是：业务要透明、带宽利用率尽量高、具备地抖动与时延特性、公平分配带宽、信号健壮、实时性强、保证不同业务的QoS等。在GPON结构中，OLT通过向ONU内部每个流量容器（T-CONT）分配数据授权来控制上行流量。为确定分配给一个T-CONT的授权数目，OLT需要知道该T-CONT的流量状态。
2.4 测距技术
GPON上行方向采用TDMA方式接入，一个OLT可以连接16~64甚至128个ONU。对于OLT和ONU之间几十米到最长达20km的传输距离中，不同的ONU会产生传
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输时延差异，其主要原因是:物理距离不同、温度环境变化和光电器件的老化。最近ONU到OLT的传输时延与最远ONU到OLT的传输时延可以相差100 us，为了避免不同ONU上行突发数据的碰撞，OLT必须进行测距，根据往返传输时延测量每个ONU到OLT的相对距离。根据测距时延，调整每个ONU上行发送的时刻，使所有ONU到达OLT的时间一致。从而避免不同ONT上行数据在传送过程中发生碰撞。每个ONT由于所在的地理位置的不同或者属于不同的厂家，其信号处理的时间也会有所不同，这将带来OLT和ONT间逻辑距离的不同，从而引起不同的ONT在不同时刻发送的数据同时到达OLT，从而发生数据碰撞现象，带来传输错误。为了避免这种错误的发生，GPON系统需要采用测距技术测量不同ONT的逻辑距离，然后分配相应的均衡化时延给不同的ONT，让所有的ONT到OLT的逻辑距离是相等的。
2.5加密技术
GPON系统下行采用广播方式由OLT向多个ONU发送数据，上行ONU在被分配到的时隙内进行数据通信。上行方向上每个ONU的消息是安全的，而下行方向一个ONU可能窃取到不属于自身的消息，从而带来安全隐患。为解决这一安全问题，GPON规范提出了高级加密标准(AES) 。GPON的OLT与其连接的ONT交换ONU端产生的加密密钥，该过程成功后，密钥用于加密及解码下行数据。AES算法是一个迭代分组密码算法，分组长度和密钥长度可以独立地被指定为128位、192位或256位，GPON推荐使用128位的数据分组和密钥。AES算法的轮变换由三个称之为层的可逆变换组成。这三个层分别为:线性混合层、非线性层和密钥加层。该算法针对4字节的字(word)进行操作，进行一系列线性和非线性变换，从而达到扩大信息空间的目的，减少破译可能。
3.1 FTTB应用模式
由于FTTB网络中,ONU布设到DP,使得ONU的数量较多,每个ONU接入的用户数量不多,因此选择光纤传输技术时,应着重选择支持较多ONU数量的、能够节省光纤资源的传输技术。现阶段及以后一段时间内,GPON是比较好的技术选择。具体的应用模式又有如下几种: 3.1.1 FTTB+xDSL
具体实现是将光纤端接点分布在楼层(高层楼宇)或楼道(多层建筑),小型DSLAM设备网络侧采用GPON上联口,用户侧提供xDSL接口通过双绞线入户。这种方式利用现有的双绞线资源,采用成熟的ADSL2+、VDSL相关技术,可以充分利用现有的线路投资。提供中小容量的DSL MDU,并且有适合室外恶劣环境的一体化机柜。 3.1.2 FTTB+LAN
具体实现是将光纤端接点分布在楼层(高层楼宇)或楼道(多层建筑),由ONU终结光信号,ONU提供多个以太网接口。由于以太网五类线具有的距离限制,这种实现需要保证ONU到最终用户的走线距离不超过100米。
3.2 FTTH应用模式
对于FTTH模式,比较适合社区信息化场合。GPON光接入平台立足高带宽接入,根据高档小区、别墅小区和普通小区的消费承受能力,分层次提供一步到位的FTTH。接入业务包括语音、数字家庭、宽带上网(有线和无线方式可选)、IPTV视频、CATV视频业务等,提供系列化ONU/ONT终端,满足家庭用户有线方式、无线方式、广域网和局域网等各种业务接入需求。
4 GPON组网方案
4.1星型方式
当OLT与ONU之间按点到点配置,且每一ONU直接经一专用光链路与OLT相连,中间没有光分路器时就构成星形结构。由于这种配置不存在光分路引入的损耗,因此传输距离远大于点到多点配置。但此种应用方
3 GPON在FTTx中的应用模式
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式对光纤浪费严重,不能体现GPON的技术优势,实际应用较少。
4.2树型方式
树形拓扑是点到多点配置的基本结构,这种结构利用了一系列级联的分配点(DP)对信号进行分路,传给多个用户,同时也靠这些分配点将上行信号结合在一起送给OLT。分配点的分路器常为1:N型,在重要客户接入中,可能采用2:N分光以实现主干光纤保护。在本地网应用中,考虑复杂的光纤网络布局,一般使用一级分光,如需多级,建议控制在三级以内。
4.3总线方式
总线结构也是点到多点配置的基本结构。这种拓扑,实际上是OLT和分配点的拓扑,分配点到ONU仍然是星型结构。这种结构利用了一系列串联的分配点以便从总线上向ONU分配OLT发送的信号,同时又能将每一ONU发送的信号插入总线送回到OLT。此种方式一般应用于监控系统,分光器为1:2不等分分光,分光器有5:95或10:90或20:80多种可选择,建议使用10:90分光器,实际可使用以光功率计算原则为准,一般不超过7级。
为经济有效的方式。随着GPON产业链的日益成熟，核心元器件价格的不断下降，GPON必然成为接入网建设的主流技术。GPON技术与其它末端接入技术的结合，也为接入网的融合提供了解决方案， 而FTTH无疑是未来接入网三网融合的最佳方案。 参考文献
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[2]李然，李航．EPON与GPON的综合比较．广播与电视技术，2010（8）：127-130．
[3]秦雷．浅析GPON系统的关键技术．2009通信理论与技术新发展—第十四届全国青年通信学术会议论文集，2009：24-28．
[4]赵煜．基于GPON技术的接入网络应用研究[D]．北京：北京邮电大学，2010．
[5]陈涛，孙旭，王幸．GPON技术的应用模式研究．通信技术，2009，42（9/213）：133-135．
[6]强云鹏．GPON技术原理与设计．科技资讯，2009（18）：30．
[7]张海秀，周海蓉．宽带接入网的新发展—GPON[J]．通信与信息技术，2005,15（4）：18-23．
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[14]Weis，Erik，Holzl，Rainer，Breuer，Dirk，Lange，Christoph．GPON FTTH trial-lessons learned[A]．Communications and Photonics Conference and Exhibition(ACP)[C]，2009 Asia，Page(s)：1-7．
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5 结束语
本论文着重研究一种较新的接入技术
—GPON技术，作为PON技术两大标准之一的GPON技术，是基于ITU-T G.984.x标准的新一代宽带无源光网络接入技术，具有高带宽、高效率、长距离传输、易维护、稳定性高等特点，是一种能真正支持语音、数据和视频的全业务接入技术。虽然目前GPON技术在国内运用面临着诸多挑战：如GPON芯片厂商数量少，FTTH工程涉及到的GPON技术的设备实现，光线路器件、光纤光缆、施工布线等多个领域的专业技术门槛较高等），因此，能提供全套解决方案的厂家并不多。但是，随着GPON技术实际应用经验的积累和研究的深入、产业化的成熟和设备价格的下降，不可否认，GPON技术将是FTTH领域中为用户提供光纤接入的最
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