GPON技术在接入网络中的应用论述

GPON技术在接入网络中的应用论述

王璐

南京中兴软件有限责任公司

摘要：本文主要分析了GPON技术应用在数据接入网络中的应用，包括业务部署、业务承载解决方案、带宽管理、业务安全保障，其次阐述了GPON技术，通过相关分析希望进一步提高GPON技术在接入网络中的应用质量，提供更多的服务给用户，仅供参考。

关键词：GPON技术；接入网络；应用

1、GPON技术概述

GPON为千兆无源光网络（Gigabit-Capable PON，GPON），该技术是基于无源光网络前提下发展的全新技术类型。如图一所示。目前，结合国际ITU-TG.984.x的要求分析，GPON已经是非常先进的宽带无源光综合接入技术，已经目前应用极其广泛的一种网络接入技术。该技术的优势特征极其突出：（1）GPON的传输速度更快，可实现每秒多个G的速度。（2）GPON在多种网络连接中都可以应用，也存在多个网络智能终端，有几十千米的传输距离。（3）GPON对于速率的传输，包括对称和不对称，传输速率非常高。（4）GPON技术的网络兼容性更加理想，并在持续更新以及创新中。总之，该技术真是因为有较多的突出优势，对用户提出的网络传输速度要求、信号质量要求以及成本要求等给予了满足，所以应用十分广泛且效果理想[1]。

图一：GPON技术图解

2、GPON技术应用在数据接入网络中的应用分析

2.1业务部署

与PON技术标准相比较，GPON有更大的宽度和更广的传输覆盖范围，所以用户可以使用的接口更多，在接入网宽以及综合化方面，成为了各大通信运营商的首先。其一，有极大的通信传输容量，上行速率为1.244Gbit/s、下行速率为1.244Gbit/s、如果提出的速率要求更高，可将内置模快增加到之前原有的设置基础上，提升下行速率，使其达到10Gbit/s；其二，接入方式非常灵活，能够对不同的网络拓扑结构给予配合。通过ODN的接入，如图二所示，分光能力可以实现1：64，未来还可满足更高的要求。例如：对于该技术的应用，通过FTTH业务内容的全力部署，可以提交自动建设的要求，然后建设部门发挥自己的职责，保障组织维护部门密切沟通宽带支撑部门，这样可以在每个部门落实好整个方案流程。建设部门组织好施工内容后，数据交换部门要设计好业务内容，做好筹划，针对系统开发资源，便可实施相应的对接测试工作，使得部署的业务可以正常上线[2]。

图二：ODN组网结构

2.2业务承载解决方案

（1）FTTX 场景方案

GPON业务模型的标准化构建，可有效提供四类业务：1）信息数据2）PSTN 3）电路应用专线4）视频业务场景。数据层面的业务，由于现在以太网端口量逐步加大，可对大量的业务进行承载。所以，通过FTTH模式，可对一根光纤一台ONU功能实现，除具备正常的互联网功能，还可提供更多的服务业务，如数字电视等。             

例如：针对扶贫安置区设定的布设方案，对1：8 分光 6 套设立在小区机房当中，其中分光器产生的出口，会跳接到机房用户光缆ODF中。其中应用三家共建的形式，结合每户人家各自配满的状态，每间隔6层，每层4户人家对一个分光箱进行设立，最后一段入户光缆，应用FRP皮线光缆即可。

（2） FTTB+LAN 场景方案

FTTB+LAN方案设计，OLT会被当成汇聚点，利用其可实现与IP城域网的有效连接。该设置方案，可保障光分配网络与ONU设备保持好连接。根据设计的接入网方案，在家庭、网络、商业区的应用更为广泛，依照自身的特性，如宽带高、分光比高等，能够最大化的应用光纤到户的资源。

例如：高楼层，针对环境的架设，在可预埋楼盘的情况下，可把用户转接盒直接设置在用户门口，进而对用户的申请入户要求实现。如果已经有弱电井存在，可利用弱电井的开通，实现管槽入户的目标。针对水平电缆，除了之前的有线槽，还可对PVC管以及小线槽进行应用，使其在竖井中得到安装，并在某一层中安装好子配线即可。

（3） FTTB+WLAN 场景方案

基于FTTH模式，无源光网络的使用，能够完美呈现出GPON，但是仅存在有线传输，所以覆盖区域密度低以及条件十分复杂的通信环境下，组网难度非常大。面对这一问题，需要将之前使用的组网方式完全摒弃，通过现代化无线技术、有限技术与组网充分配合，可对用户提出的更高宽带要求给予满足，这样的组合方式，用户的宽带服务会利用无线基站作为补充，所以该组网形式优势极大。其一，不需要太高的成本资金，可对无线基站以及有限网络设备充分应用，只需要花费改进的成本，所以成本支出完全能够接受。其一，组网方式的搭配十分灵活，为之后融合三网打下了基础。

FTTB+WLAN方案除以上两种优势，另一项优势便是支出百兆接口。因此有时覆盖区域会将AP需求提出，该方案可完全满足。如果网络中，有较多的AP需求被提出，WLAN 回传的完成完全可应用以太网口实现。此外，FTTB端口为FE，由于AP需求的响应速率问题，结合该项特征，在人员密集的共同场所，如车站以及机场等，可应用该方案，以便保障高质量的网络接入服务。通过WLAN回传，ONU需要的电力，可在POE中取得，如果FTTBONU的设定在终端设备中，POE与AP连接后，可保障WLAN的回传效果。

2.3带宽管理实现精细化

网络业务包含数字电视、上网以及语音等，且通信运行商的运营有非常大的规模，所以QoS带宽管理存在一定的差距，这也是正常现象。具体表现包括：其一，PON口用户对于要求的提出，会千差万别；其二，业务类型之间存在较大差异性。因此，客户需要有自己的独立宽带；其三，因为会有QoS要求被提出，有很大的差异。数字电视。

因为面向用户提供的宽带，存在差异性管理，可对GPON标准的带宽分配机制进行使用，流量基础单位便是T-CONT，包括不同的分配优先级，如（1）FB（2）AB（3）NAB（4）BE。根据这种分配方式，可对带宽的资源进行有效配置，进而对 QoS带宽方面存在的管理需求最大程度的满足。其中，固定宽带（Fixed）最最高级别，其次是非保证宽带（Non-As-sured），最后是而为宽带（BestEffort）应用。

2.4业务安全保障

针对以往使用的业务（SDH、MSTP专线），相比较下，PON的呈现形式可对更多的ONU共享单一光纤实现，但该设置会威胁到用户的应用安全性，最常见的问题便是下行数据丢失。这是由于PON网络的发动方式，会利用时分复用形式完成，以便 ONU当中的ID可对接收数据做出识别，但数据不会对非本 ONUID 数据全部过滤。

面对这一问题，G.984协议中存在的数据机密机制会有效解决，只需要与AES-128 算法加密中的ONU 密钥配合。该安全方案的设定，应用AES算法、计算机即可，破解接受的数据需要很长的时间，一般为225年。对了更好的应对安全问题，防止数据被翻译破解，需要使用GPON标准的密钥更换机制，密钥的形成需利用ONU，并经过OLT发出密钥更换请求。

2.5可靠性保障

因为互联网技术，网络平台中能够完成很多工作，针对其中的重点业务，一定要有强烈的通信业务稳定性能。其中，利用备用设置，可减少因为电缆问题发生事故的概率。因此，通过GPON，先定义TYPEA/B/C/D保护机制，然后与分光器有机结合，便可实现保护的作用。在楼宇当中设置FTTB分光器，还能减少网络故障发生的几率，使业务运行过程中有更多的可靠保障。

3、结语：

总之，GPON技术有巨大的优势，应用于数据接入网络中，通过更理想的传输范围以及更大的容量宽带，可对客户提出的高标准和要求进行满足，有更多的接口提供给用户。此外，组网方式十分灵活，也不需要有过高的成本资金投入，各大运营商非常喜爱该项技术，可提供十分便捷且完善的服务给客户。之后，该项技术的发展会取得更多的进步和突破，融入更多的现代化技术后，适应性一定会更强，可提供更理想的服务给用户。

参考文献：

[1]仪磊.探讨GPON技术在数据接入网络中的应用[J].通讯世界,2019,26(04):5-6.

[2]宋焱宏.PON技术在接入层网络中的设计与应用分析[J].电脑知识与技术,2018,14(32):44-45+60.

[3]蒋强.GPON技术在接入网的运用研究[J].   中国新通信. 2021(01)

[4]余先弘.GPON在网络中的应用探析[J].   通信电源技术. 2020(08)

[5]于占华.浅析通信网络建设中GPON技术实际应用[J].   数字通信世界. 2020(07)

[6]仪磊. 探讨GPON技术在数据接入网络中的应用[J].  通讯世界. 2019(04)

[7] 许巍巍.基于GPON技术的宽带接入应用研究[J].  科学技术创新. 2019(12)