摘要：本文首先簡(jiǎn)要介紹中國(guó)寬帶接入網(wǎng)發(fā)展前景和優(yōu)勢(shì)，然后對(duì)GPON技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。接下來(lái)重點(diǎn)分析了GPON技術(shù)的全新光接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和GPON技術(shù)在接入物理速率、帶寬效率和光分離比率、全業(yè)務(wù)承載能力以及安全性方面的明顯優(yōu)勢(shì)，最后對(duì)APON/BPON、EPON、GEPON進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。文章結(jié)尾提出我國(guó)光纖接入網(wǎng)的發(fā)辰可能跨越APON、GEPON和EPON階段，從寬帶點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)和GEPON開(kāi)始，乃至最終過(guò)渡到GPON階段的初步設(shè)想。
　　關(guān)鍵詞：寬帶接入網(wǎng)，APON、GEPON、EPON，GPON
　　1中國(guó)寬帶接入網(wǎng)發(fā)展前景和優(yōu)勢(shì)
　　近幾年，我國(guó)寬帶接入網(wǎng)用戶(hù)數(shù)飛速增長(zhǎng)，2008年我國(guó)成功超越美國(guó)成為全球?qū)拵в脩?hù)數(shù)最多的國(guó)家。2008年12月我國(guó)的寬帶用戶(hù)數(shù)是6646.4萬(wàn)，截至2009年11月，我國(guó)的寬帶用戶(hù)數(shù)達(dá)到了8338萬(wàn)，月平均增長(zhǎng)150萬(wàn)戶(hù)以上。以目前這種速度發(fā)展，我國(guó)寬帶用戶(hù)數(shù)極有可能在建國(guó)60周年之際突破1億戶(hù)大關(guān)。在2009年，盡管受金融危機(jī)的影響，我國(guó)國(guó)民消費(fèi)能力降低，對(duì)裝寬帶的消費(fèi)可能會(huì)減弱，但筆者認(rèn)為，諸多利好因素仍將驅(qū)動(dòng)我國(guó)寬帶用戶(hù)規(guī)模高速發(fā)展，沖破1億關(guān)口。
　　利好政策將為寬帶發(fā)展?fàn)I造良好的大環(huán)境。目前，為應(yīng)對(duì)金融危機(jī)，拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，越來(lái)越多的國(guó)家意識(shí)到寬帶等信息通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)刺激發(fā)展、復(fù)蘇經(jīng)濟(jì)的作用，深刻理解寬帶在提高國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力方面的重要意義。在金融危機(jī)的發(fā)源地美國(guó)，新當(dāng)選的總統(tǒng)奧巴馬宣布美國(guó)將進(jìn)行50年以來(lái)規(guī)模最大的基礎(chǔ)設(shè)施投資，其中重要的一項(xiàng)就是借助互聯(lián)網(wǎng)重振美國(guó)經(jīng)濟(jì)，重建信息高速公路。韓國(guó)在新政府國(guó)家信息化基本計(jì)劃中也提到，將在2012年年前，把上網(wǎng)速度提高到目前的10倍。我國(guó)在4萬(wàn)億投資規(guī)劃中雖然沒(méi)有明確提出要投資寬帶建設(shè)，但越來(lái)越多的專(zhuān)家開(kāi)始呼吁重視寬帶作為國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施的作用。在前不久舉行的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)國(guó)際研討會(huì)上，中國(guó)工程院副院長(zhǎng)鄔賀銓在《寬帶化發(fā)展與挑戰(zhàn)》的報(bào)告中，建議我國(guó)政府將寬帶的普及部署作為拉動(dòng)內(nèi)需的重要措施之一，由國(guó)家主導(dǎo)推進(jìn)寬帶發(fā)展戰(zhàn)略。
　　隨著光纖在長(zhǎng)途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用，邏輯的發(fā)展趨勢(shì)將是繼續(xù)向接入網(wǎng)的配線段和引入線部分延伸，關(guān)鍵是推進(jìn)速度有多快?這將取決于多種因素，包括市場(chǎng)的需求、競(jìng)爭(zhēng)的需要、應(yīng)用的刺激、技術(shù)的進(jìn)步，成本的下降和配套運(yùn)維系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)等等。我國(guó)2008年舉辦奧運(yùn)會(huì)和2010年舉辦世界博覽會(huì)這兩大事件將在一定程度上會(huì)推進(jìn)寬帶光纖接入網(wǎng)的發(fā)展。
　　
　　2GPON技術(shù)的介紹
　　GPON(Gigabitpassiveopticalnetwork)全名為Gigabit-capablePON吉比特/千兆位無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)，也是一種無(wú)源被動(dòng)式光纖網(wǎng)路。GPON業(yè)務(wù)是BPON的一種擴(kuò)展，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（下行速率近2.5Gbps），其非對(duì)稱(chēng)特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)；它提供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；在承載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)。作為一種電信級(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。其下行最大傳輸速率可高達(dá)2.488Gps，上行最大傳輸速率達(dá)1.244Gbps，傳輸距離可達(dá)20到37公里，因而具有高帶寬、高速、高效傳輸、大范圍覆蓋、用戶(hù)接口豐富等的眾多特點(diǎn)，是故，已被大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商視為實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)的寬帶化、綜合化改造的理想技術(shù)。
　　作為ITU-T提出的一種靈活的寬帶光纖接入技術(shù)，在GPON標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定GPON需要支持的業(yè)務(wù)類(lèi)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(zhuān)用線(T1，E1，DS3，E3和ATM業(yè)務(wù))和視頻業(yè)務(wù)(數(shù)字視頻)，可以滿(mǎn)足多用戶(hù)VoIP、采用MPEG-2或-4規(guī)格的多視頻流(如IPTV)和標(biāo)準(zhǔn)分辨率電視(SDTV)或高清晰度電視(HDTV)和多用戶(hù)高速互聯(lián)網(wǎng)接入等“三網(wǎng)合一”的需求。且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(lèi)型都能提供相應(yīng)的QoS保證。GPON一般采用樹(shù)形（或樹(shù)形）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在需要提供業(yè)務(wù)保護(hù)和通道保護(hù)的情況下，可加上保護(hù)環(huán)，可對(duì)某些光網(wǎng)絡(luò)終端ONT提供保護(hù)功能。
　　3GPON技術(shù)的全新光接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
　　傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、住宅用戶(hù)和中小企業(yè)以及基站的接入都是垂直的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都是獨(dú)立的，稱(chēng)之為煙囪式的網(wǎng)絡(luò)。
　　
　　圖1基于GPON技術(shù)的全新光接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
　　而全新的基于GPON技術(shù)的光接入網(wǎng)絡(luò)，其大容量、長(zhǎng)距離、全業(yè)務(wù)支持能力使我們現(xiàn)在可以從全網(wǎng)角度考慮，優(yōu)化和改進(jìn)原先的建設(shè)模式，使原來(lái)煙囪式的網(wǎng)絡(luò)變?yōu)楸馄降囊惑w化網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以滿(mǎn)足住宅、企業(yè)和移動(dòng)基站的全業(yè)務(wù)接入，使3個(gè)網(wǎng)絡(luò)變成1個(gè)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)接入層和匯聚層網(wǎng)絡(luò)融合使網(wǎng)絡(luò)扁平化，網(wǎng)絡(luò)從3層變成了2層，減少了設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，并極大地減少了機(jī)房建設(shè)，從而革命性地降低網(wǎng)絡(luò)的TCO（如圖1所示）。
　　4GPON的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
　　GPON技術(shù)在接入物理速率、帶寬效率和光分離比率、全業(yè)務(wù)承載能力以及安全性方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)，從而成為光接入時(shí)代的優(yōu)選技術(shù)。以下是GPON技術(shù)優(yōu)勢(shì)的幾個(gè)明顯體現(xiàn)：
　　（1）支持源模式TDM，IP數(shù)據(jù)及視頻業(yè)務(wù)，即包括IPTV的“三網(wǎng)合一”業(yè)務(wù)，并可向一個(gè)/多個(gè)用戶(hù)同時(shí)提供持續(xù)、且可隨時(shí)間調(diào)整帶寬的能力。GPON可提供了IGMPProxy以及IGMPSnooping組播功能，能方便地實(shí)現(xiàn)組播控制，從而更好的滿(mǎn)足開(kāi)展IPTV組播業(yè)務(wù)的需求。
　　（2）容量大，可解決接入網(wǎng)瓶頸問(wèn)題
　　下行2.488Gbps，上行1.244Gbps速率的吉比特級(jí)的GPON(千兆PON)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還可通過(guò)內(nèi)置的CWDM模塊可擴(kuò)展到10Gbps。這樣高的線路速率，將能支持更多的服務(wù)，也意味著能實(shí)現(xiàn)更多的營(yíng)收。
　　（3）帶寬高、資源共享
　　GPON更有近2.5G的高帶寬，打開(kāi)了光接入網(wǎng)原有的帶寬瓶頸，為未來(lái)新業(yè)務(wù)（IP網(wǎng)絡(luò)電視、三網(wǎng)合一等）的開(kāi)展奠定了一個(gè)優(yōu)質(zhì)的帶寬基礎(chǔ)。而且高帶寬是由單個(gè)用戶(hù)（FTTH）獨(dú)享或者由多用戶(hù)共享（FTTB或FTTC等），并可提供優(yōu)先級(jí)、QoS保證。
　　（4）傳輸效率高
　　將所有的傳送數(shù)據(jù)采用全新的GFP適配協(xié)議封裝為25us的定長(zhǎng)幀結(jié)構(gòu)，與APON和EPON技術(shù)相比，具有更少的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)和更高的傳輸效率；在近2.5G的傳輸帶寬需求情況下，GPON的傳輸效率達(dá)93%，而A/BPON和EPON的傳輸效率分別是70%和49%。GPON的線路速率和效率及分割率很高，因此其提供的靈活性也越高。

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