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1、GPON组网介绍苏云鹏接入网作为连接电信网和用户网络的部分，是提供将电信网络的多种业务传送到用户的接入手段。接入网是整个电信网的重要组成部分，作为电信网的“最后一公里”，是整个电信网中技术种类最多、最为复杂的部分。电信业务发展的目标是实现各种业务的综合接入能力，接入网也必须向着宽带化、数字化、智能化和综合化的方向发展。由于传统语音业务逐渐被无线、VOIP等业务蚕食，宽带业务成为给运营商在固网领域带来收入的主攻方向，运营商希望通过提供丰富多彩的业务体验来吸引用户。业务的发展尤其是视频类业务的逐渐推广，使用户对网络带宽和稳定性要求越来越高。随着光纤成本的下降，网络的光纤化成为发展趋势，原来主要用于
2、长途网和城域网的光纤也开始逐步引入到接入网馈线段、配线段和引入线，向最终用户不断推进。本指导将目前业界广泛认可的GPON接入技术与我省的现网情况相结合，对我省后期建设给出了指导性意见，请管内各单位组织建设、运维、市场等部门人员认真学习，希望能对各单位后期的GPON建设有所帮助。1 绪论1.1 序随着宽带接入业务日渐普及，如何在宽带网络上开展丰富的增值业务来提高ARPU值，在建设高速宽带网络的同时能够有效地降低网络运营维护成本，成为电信运营商最为关注的问题。谁将主导未来的宽带接入技术？随着视频点播、网络游戏和IPTV等高带宽业务的出现，光纤接入（FTTx）脱颖而出，成为固定接入网的发展方向，被视
3、为下一代宽带接入技术的代表，完美定义未来“最后一公里”的最终形式。PON技术，已凭借它高带宽、高速率，高性价比的魅力，成为当前实现FTTx的首选方案。1.2 GPON建设背景从09年辽宁省电信业市场看，辽宁联通和辽宁电信对新接入小区全面使用PON技术，对既有小区正在逐步改造，改造后将全面实现PON技术的接入能力。并且辽宁联通已经开始大张旗鼓地在全省推广EPON宽带，提速不提价。对此，辽宁铁通也在部分地区开始进入PON技术时代，否则，在2010年AD用户将很难同PON技术进行竞争。为了提高市场竞争能力，培育新技术，09年上半年我们确定沈阳、大连、鞍山、营口4家经济环境相对较好的单位做为GPON技
4、术首批试点单位，希望通过借GPON技术投入市场，来提高我省宽带市场竞争能力。从技术角度考虑，选择GPON的主要原因有以下三点：1、与移动公司网络融合：由于移动集团集采选择GPON，辽宁移动公司也选择了GPON进行布网，因此考虑今后与移动公司网络融合，保持设备一致性，因此也选择了GPON。2、差异化经营：辽宁联通、电信两大运营商均选择EPON建网，为了与其中竞争中体现出优势，则必须在技术的选择上有所差异。3、GPON技术优势：GPON和EPON由于产生标准组织不同，在物理层设计，帧结构设计，帧封装技术，QoS管理和分配，终端管理等方面存在诸多差异。这些差异比较之下，GPON主要表现出下面一些特点
5、： 带宽效率高，分光比高，光功率预算高； QoS保障机制完善 TDM传送机制灵活，而且ONT和OLT之间可以同步时钟 OAM管理机制定义完善，OMCI目前已经定义几乎所有的业务包括VoIP,CES,MoCA等业务。通过先期的试点工作，我们在实践中体验到了GPON技术的优势所在，它比传统的AD接入优势在于，传输效率高，可达93%。接入网络结构灵活, 便于扩展，可支持环型、树型等多种网络拓扑结构. 主干仅需光纤, 通过光纤分配网络接入各类业务,分支扩容对现有业务无影响。同时GPON还给分局安装人员带来很大的方便，ONU直接架设在楼道里，直接通过局线箱跳线，省去了机房跳线部分，节省了安装时间。光纤直
6、接到小区，也省去了线路维护，节省了很大的维护空间。由原有电缆方式改为GPON方式接入的宽带用户也反馈，网络质量较前期有了很大的改善。并且GPON高带宽、高速率、高稳定性的三大特点对用户来讲有着很大的吸引力。2 GPON技术介绍2.1 PON技术原理PON(Passive Optic Network)是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤、双向光接入网络，主要由OLT光线路终端、POS无源分光器、ONU光网络单元三部分组成。为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，PON采用WDM技术，下行采用1490nm波长，上行采用1310nm波长实现单纤双向数据传输。CATV信号采用1550nm波长
7、。PON下行数据流采用广播技术，每个ONU都会接收到所有数据，ONU有选择的进行接收；上行数据流采用TDMA技术，OLT给每个ONU分配一定的授权时间窗口，ONU在OLT分配的时间窗口内发送数据，占用上行带宽，实现上行带宽的动态分配。DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽分配)是PON技术中的一项基本技术，通过DBA可以实现PON上行带宽的动态分配，提高带宽利用率。DBA的基本原理：每个ONU将需要发送的数据长度、优先级等信息上报OLT，OLT根据DBA算法计算出每个ONU的授权时间窗口并授权给ONU，ONU根据OLT的授权时间窗口发送数据占用上行
8、带宽。测距技术同样是PON技术中的一项基本技术，由于ONU距离OLT的实际距离是不一样的，所以ONU在OLT授权的时间窗口内发送的数据到达分光器时可能会产生冲突, 测距的主要作用就是为了避免这种冲突的产生。测距的基本原理是OLT发送一个特定数据包给ONU，ONU收到后回传数据包，OLT通过收到回传数据包的时间和传输速率计算出到ONU的距离，然后给予一定的时延补偿，OLT通过调整每个ONU时延补偿的大小将不同距离的ONU拉到相同的逻辑距离，从而避免冲突的产生。2.2 GPON的概念GPON(Gigabit-capable Passive Optical Networks)，G比特无源光网络，标准
9、在ITU-T G.984.X中定义，GPON采用专门的GEM（通用封装模式）帧格式，实现语音、数据、视频业务的传输。GPON支持2.5Gb/s的下行速率和1.25Gb/s的上行速率，支持的最大物理距离为20KM，分光比最多可以达到1：128。2.3 GPON与EPON的技术比较1）、GPON带宽效率高，分光比高。 GPON下行支持2G的带宽，是EPON的2倍。GPON采用NRZ（不归零编码）编码格式，带宽利用率可以达到93，较EPON高20左右。GPON典型的分光比为1：64，最大可以做到1：128，是EPON的2倍；2）、QoS保障机制完善，GPON定义了固定带宽、保证型带宽、非保证型带宽、
10、尽力而为的带宽等带宽类型，针对不同的业务分配不同的带宽类型，保证各种业务的QOS。比如语音业务，带宽需求固定，则可以分配固定带宽，视频业务对于带宽需求较高，优先级也较高可以分配保证型带宽。3）、GPON支持好。GPON采用125us定长帧结构，在支持TDM业务上有天然优势；4）、OAM管理机制定义完善，ITU-T专门定义了OMCI消息，用于ONU的管理维护，定义非常完善，给GPON的规模应用奠定了良好基础。3 GPON建设指导原则3.1 OLT建设原则3.1.1 OLT在GPON网络中的位置OLT在GPON网络中处于汇聚层，是整个GPON网络的枢纽。OLT上行通过FE或GE接口，分别上行到NG
11、N承载网和IP城域网，实现语音、数据业务的汇聚与分发；下行通过GPON接口与分光器相连，实现业务的接入。3.1.2 OLT的建设方式OLT首选放置在小区模块局机房，可充分发挥PON的优势：兼顾带宽和成本按目前模块局覆盖的地理范围，城市以320km为好的选择，覆盖几千户左右的家庭，光分路其越靠近用户就越节省干线光纤数量。OLT的设置可以分为集中设置和分散设置两种。集中设置即为覆盖多个用户片区（一般小区或商业区），可简单对应机楼或大接入点；分散设置即为覆盖单个用户片区，可简单对应小区接入。两种设置方式的对比分析如下表：集中放置分散放置位置选择端局或中心机房小区机房配套设施配电系统，机架（柜）、光纤
12、配线系统等配套设施完善配套设施可能需要补充和完善设备管理与维护集中管理、集中维护,难度降低机房数量大量增加，不便于集中维护的趋势网络结构与层次网络扁平,结构简单网络层次多,结构复杂,OLT上行链路工程量会增加PON口及分光器利用率与用户实装率关系利用率高，尤其是初期最经济难以保障利用率光缆投资片区内相同,片区上联光缆投资稍大片区内相同发展趋势符合接入网结构扁平化趋势,符合向全面FTTx网络最佳接入覆盖半径靠近的趋势难以向全面FTTx网络最佳接入覆盖半径靠近3.1.3 OLT部署建议及投资分析优先选择端局或中心机房作为OLT设备的放置点，充分利用端局（中心机房）内已有的配电系统、机架（柜）、光纤
13、配线系统等资源，以保证小投入和快速布网；当小区覆盖面积很大，用户数量密集，而周边又没有合适中心机房（或中心机房容量已满）的情况下，可以选择小区机房作为OLT设计的次选放置点。OLT的投资在整个GPON网络中只占非常小的比例，通常情况下不到整体投资的5%。新建情况下，平均一个PON口约6620元（华为），扩容时，平均一个PON口约3940元（华为）。3.1.4 OLT设备容量计算的原则根据不同的客户群（住宅用户、商业用户、政企大客户）分配不同的PON口，以采用不同的分光比提供差异化带宽，同时可基于标识PON口的SVLAN在城域网上采取不同的QoS策略以优先保证重要客户的带宽。PON端口的规划分配
14、应兼具有序性、合理性和前瞻性，建议PON口分配以用户子区域（如某小区、某商务楼、某交接箱覆盖区域、某行政村或大型自然村）为单位进行，每个用户子区域按照用户性质和终期用户数确定规划所需的PON口数，原则上每个用户子区域采用1个或多个PON口进行覆盖。对于FTTH方式，采用1：64分光，一个PON口覆盖64个用户；对于FTTB方式，考虑未来带宽发展需求，建议优先采用1:32以下的分光器（包括1:32、1:16、1:8等），一个PON口覆盖256512个用户；GE上行口可根据汇聚层要求配置，可采用同一上行口VLAN划分的方式，也可以配置多个GE上行口，根据业务VLAN指定不同的GE上行口；现有带宽需
15、求下，可按照每2块PON业务板（16PON口）收敛为1GE考虑；如带宽收敛要求较高，汇聚层设备条件具备情况下，可配置410GE上行。3.2 GPON应用模式3.2.1 GPON的三种应用模式3.2.1.1 FTTN+xDSL模式 1、P2P+xDSL：DSLAM/MSAN放在交接箱或小区机房处，上行采用FE/GE直连方式2、PONxDSL：PON作传输设备目前普通小区的主要建网模式，考虑到投资收益比，大部分场合采用P2PxDSL方式。3.2.1.2 FTTB+xDSL/LAN模式 1、P2PxDSL： Mini DSLAM/MSAN放在楼道2、PONVDSL2：需上行为PON、下行为VDSL2的MDU设备3、PONONU(LANAG)：可采用内置AG功能的LSW，或采用叠加方式，适合一些写字楼宇、商业用户等投资收益有保证的客户。3.2.1.3 FTTH/O模式 光纤到家或光纤到办公室是光纤接入的终极模式，适合于高档别墅、高档写字楼宇；采用纯PON接入。 三种建设模式并不是严格时间上的三个阶段，需根据带宽的需求以及投资收益比选择最合适的建网模式。3.2.2 城市新建场景分析 城市新建场景主要分为以下四种模式：模式一，FTTB(PON)+LAN，铜缆接入距离在100m内：普通用户住宅楼采用MDU内置AG(IAD)方式，以五类线接
