谈GPON技术及应用

谈GPON技术及应用朱宁兵广东省通信产业服务有限公司通信建设分公司摘要:从市场的需求现状和发展趋势来看,新兴宽带业务的不断出现,国内外运营商也在不断探索新通信环境下的接入技术应用和网络转型。GPON技术从传统的以太网技术演进而来,技术简单且成熟、成本较低,芯片和产品均已经成熟,并且在国内外市场上得到了一定规模的应用。关键词:GPON技术;特点;组网方式;宽带分配;中图分类号:D91101文献标识码:A文章编号引言:目前,光进铜退在全球范围内己经成为接入网建设的趋势。基于无源光网路PON方式的EPON和GPON技术是目前光纤接入网的两种主流技术。GPON相对于EPON而言,具有高宽带、高传输效率、大覆盖范围、用户接口丰富、提供电信级的保护等优越性能。1GPON技术特点GPON主要由光网络单元、光线路终端和光配线网/光配线终端等单元组成。GPON技术特征主要体现在传输汇聚层。其中传输汇聚又分为PON成帧子层和适配子层。GTe的成帧子层完成GTC帧的封装,终结所要求的ODN的传输功能。PON的特定功能(如测距、带宽分配等)也在PON的成帧子层终结,在适配子层看不到。GTC的适配子层提供PDU与高层实体的接口。ATM和GFP信息在各自的适配子层完成SDU与PDu的转换。OMCI适配子层高于AM和GFP适配子层,它识别 vpl/VCI和Port一ID,并完成OMCI通道数据与高层实体的交换2.GPON的组网方式21FTB+LAN为光纤到楼,然后通过大容量ONU(称为MDU用五类线作为入户线将业务接入多个用户,多个用户共享一个ONU、一根光纤的带宽资源,成本自然就低,该方式下共享的带宽与现阶段用户带宽的需求相匹配,且能满足未来一段时间的带宽需求,运营商在有盈利空间前提下提供的价格也能很容易被用户接受,是目前正在大规模商用的新一代宽带接入的主要方式22 FRITB+DSL为光纤到楼,然后以ⅩDSL的方式将业务接入多个用户,也是多用户共享一个ONU,成本主要体现在用户双绞线和用户终端上,在120米范围之内每个用户的入户线十终端投资成本将高于FFTB+LAN,且在上下行速率是的非对称的,不符合未来发展趋势。23NTN+DSL为光纤到小区,接入特点基本与FTRB+DSL相类似,是一种在光缆价格昂贵的时候节省光缆的接入方式,随着光缆价格的不断降低和铜价、的不断上升,目前该方式已不作为主用组网方式被采用24FJTH为光纤到户,ONU设置于用户室内,用户独享ONU,一个ONU仅供个用户使用,以现有的绝大多数用户需求带宽来看,这样的方式极大的浪费了接入网光纤带宽,而且由于资源独享带来的高成本很难被用户所接受,因此,该种方式在一段时间内很难被规模应用,仅会被极少数的田户所接感随络流量的日新月异,该种接入方式使用效果还受限于城中国煤化了看网络CNMHG使用高峰时期的富余情况,很容易引起服务质量的投诉,所以在实际商业推广中并不关注。3.GPoN动态带宽分配(OBA)动态带宽分配(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中央控制按需分配和固定分配相结合的方式,也就是 ITU.TG983.4规定的静态带宽分配和动态带宽分配两种方式,按照业务等级进行优先级分配。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,即DBA技术根据ONU的突发业务的要求,通过在ONU之间动态调节带宽来提高上行带宽利用效率。根据GPON的特点和G983建议,可以知道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、具备低抖动与时延特性、公平分配带宽、信号健壮、实时性强、保证不同业务的QOS等。31带宽类型GPON标准沿用了BPoN中对QoS支持的规定JITU一在BPoN标准Q.983.4和GPON标准G984.3中明确提出了四种优先级别的带宽[2].它们分别是F议ed、Assod、Non- assured和 Best-effort四种类型的带宽,也就是固定类型、确保类型、非确保类型和尽力而为类型的带宽。同时,GPON上行系统中带宽分配基本单元的传输容器( T-CONT则按照其使用的带宽类型组合一共分为五种类型。基于业务等级的优先级分配方案能够在实现高效的DBA的同时为业务提供良好的Qos保障,所以,清晰地认识到各种带宽资源的特性以及理解 T-CONT的适用范围对DBA有着重要意义。32传输容器 T-CONT前面指出了GPoN有四种类型的带宽,每种类型的带宽都可以支持一定的QoS要求的业务;而 T-CONT通过为业务提供特定类型的带宽间接保证该业务的QoS要求。一种 T-CONT能否支持某种QoS要求的业务,完全取决于该T-coNT能否提供满足该业务QoS要求的带宽。如果该 T-CONT提供满足某业务QoS要求的带宽,就可以承载该业务。在五种类型的 T-CONT中,加el类型 T-CONT仅提供F议ed类型的带宽;帅eZ类型仅提供 Assured类型的带宽;tyPe3类型提供Assured类型和Non- assured类型的带宽:tyPe4类型仅提供 Best-effort类型带宽而加e5类型是前四种类型的融合,可以提供所有类型的带宽,支持所有类型的业务。这五种 T-CONT在本文中有时也被分别称为类型1、类型2、类型3、类型4和类型5的 T-CONT33GPON实现DBA的过程根据协议,GPON的DBA过程包括以下5个步骤:拥塞状态检测、将拥塞状态汇报给OLT、OLT根据提供的参数重新进行带宽分配、OLT根据更新的带宽分配信息和 T-CONT类型发送授权,在DBA中实现管理信息的协商。根据协议规定,GPON的DBA分为两种模式:一种是ONU向OLT报告自己的状态和所需的带宽,OLT根据上报的数据对ONU进行DBA,即所谓的基于状态报告的动态带宽分配( SR-DBA, statt巧Re卯 rtingDba):另一种是。NU不需向OLT报告OLT由自己的流量监测功能,实现自动动态的带宽分配,即非基于状态报告的动态带宽分配(NSR-DBA, Non Sta奴巧 Reporting DBA)4.GPON技术的对比分析GPON技术来自于FSAN与mU一T标准化的结合中国煤化工规定CNMHG比较详细,在传输带宽、速率灵活性、传输距离和分路比等方面有优势,OAM功能和保护机制相对完善,承载TDM业务能力较强,目前,GPON的国产产品以华为为代表,虽然还存在一些需要改进的方面,但由于设备成本造价的降低且被中国移动所关注,正在成为新一代宽带接入网建设的主要备选方案,正是基于大型厂商和运营商商用关注的驱动,GPON的前景一片光明。从目前发展态势看,GPON和EPON不是谁将取代谁的关系,而是会朝着各自的更高技术版本演进,最终融合。随着产业化的成熟度不断加深,光器件价格的下降、技术的成熟、商用网络规模的扩大,EPON和GPON设备价格下降幅度较大。目前,GPON设备比EPON设备价格略高,但最终售价还得取决于企业的商务模式,但是从带宽成本、QOS保证等来看GPON更具有优势。虽然EPON技术在一些方面(如管理维护、保护倒换、安全性、承载TDM业务)不如GPON,但随着技术的发展和产业化的进步EPON和GPON技术总体上无本质区别,每一种技术的生命力取决于商用的规模,商用的规模取决于主导运营商的选择,而主导运营商的选择取决于技术本身的运营成本,也就是在获取同样市场份额的利润空间,如果GPON能在运营商建设宽带网络中不断改进自己,努力降低运营商的运营商成本从而获取足够的市场份额,GPON必将能成为新一代宽带接入网络的主流技术之一。5结语总之,面对未来运营商的多种需求,PON技术以其特有的技术特征已经成为宽带接入强有力的技术支撑现在PON已经摆脱了空有盛名而无规模应用的尴尬境地,开始进入规模化应用阶段,而随着发展的深入,PON在带宽资源利用率运维等方面的优势也将不断被挖掘,从而形成市场与技术发展的良性循环随着人们对GPON的进一步认识以及GPON产品价格的不断走低,GPON将发挥其独特的优势,在今后接入网的建设中占据重要地位参考文献:[1]王欣,郭祈,顾碗仪GPoN中面向多等级服务的动态带宽分配算法明华中科技大学学报,20073):2加一223[2]赵晓蕴,陈雪GPON的关键技术一传输汇聚层GEM网络技术,2004,11(11):154158[3]李煌苏,罗风光,罗志祥,王卓.GPON的关键技术一心EM的封装光通讯技术,205,(12):71一76[4]中国电信公司广东分公司网络发展部.EPON小手册[R]2008中国煤化工CNMHG