【正文】 . QoS保證的全業(yè)務(wù)接入GPON能夠同時(shí)承載ATM信元和C/M Plane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?；贕PON技術(shù)的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與已有的PON類似，也是由局端的OLT（光線路終端），用戶端的ONT/ONU（光網(wǎng)絡(luò)終端或稱作光網(wǎng)絡(luò)單元），連接前兩種設(shè)備由單模光纖（SM fiber）和無源分光器（Splitter）組成的ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成[5]。而GPON（GigabitCapable PON）最早由FSAN組織于2002年9月提出，ITUT在此基礎(chǔ)上于2003年3月完成了ITUT 。對(duì)于中國的運(yùn)營(yíng)商而言，在部署GPON的進(jìn)程中，采用從低速到高速，從IP業(yè)務(wù)接入到綜合業(yè)務(wù)接入的策略將是切實(shí)可行的選擇[4]。另外一方面，目前提供GPON設(shè)備的廠家和部署GPON網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商都較少，且GPON的成本要高于EPON，產(chǎn)品的成熟性也遜于EPON。GPON將是PON的重要發(fā)展方向，但業(yè)務(wù)的需求仍然是決定GPON技術(shù)應(yīng)用的首要因素。GPON應(yīng)是當(dāng)今市場(chǎng)上最先進(jìn)的PON協(xié)議，能夠支持高速率、多業(yè)務(wù)，并且有最豐富的OAMamp。EPON由于其將以太網(wǎng)技術(shù)與PON技術(shù)完美結(jié)合，成了非常合適IP業(yè)務(wù)的帶寬接入技術(shù)，已得到一定程度的商用。GPON最早由FSAN組織于2002年9月提出，ITUT在此基礎(chǔ)上于2003年3月完成了ITUT ，[3]。因此，它綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：低成本；高帶寬；擴(kuò)展性強(qiáng)，靈活快速的服務(wù)重組；與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性；方便的管理等等。EPON（以太無源光網(wǎng)絡(luò)）是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。BPON基于ATM協(xié)議，上下行速度分別為155和622Mbps。采用APON這個(gè)術(shù)語導(dǎo)致用戶相信只有ATM服務(wù)可以被提供給終端用戶，因此，F(xiàn)SAN決定將上述術(shù)語擴(kuò)展為寬帶PON（BPON）。APON在2001年改名為BPON。ATM技術(shù)能為接入網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)的帶寬分配，從而更適合寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要。第2章 GPON技術(shù)概述 幾種PON技術(shù)的比較從第1章討論的PON技術(shù)的發(fā)展歷史來看，主要的PON技術(shù)有以下幾種：APON是ATM PON的簡(jiǎn)稱。第4章以某一小區(qū)為例介紹了基于GPON的光纖到戶的方案設(shè)計(jì)。重點(diǎn)描述了GPON技術(shù)的概念，特點(diǎn)及其關(guān)鍵技術(shù)等。第1章描述了PON技術(shù)的歷史和發(fā)展現(xiàn)狀，簡(jiǎn)要介紹了APON、BPON、EPON和GPON的由來和發(fā)展趨勢(shì)。在這個(gè)背景下，IEEE和ITUT相繼在2000年和2001年啟動(dòng)了EPON和GPON的標(biāo)準(zhǔn)化工作，并分別于2004年發(fā)布了完成的標(biāo)準(zhǔn)，為今天EPON和GPON在現(xiàn)網(wǎng)中的大量應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)[2]。BPON在當(dāng)時(shí)的技術(shù)環(huán)境下采用了以ATM為內(nèi)核的設(shè)計(jì)思路，且限于當(dāng)時(shí)器件水平和價(jià)格的因素，PON設(shè)備的成本還比較高、光纖接入網(wǎng)的外部配套條件也不成熟，因此BPON僅在北美地區(qū)的電信運(yùn)營(yíng)商中有一定規(guī)模的部署，并未在全球獲得廣泛的應(yīng)用。因此，在1995年全球7個(gè)重要的運(yùn)營(yíng)商成立了全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)組織（FSAN），致力于光纖接入網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用的推進(jìn)工作。但由于價(jià)格和業(yè)務(wù)保護(hù)方面均無法與環(huán)形拓?fù)涞臄?shù)字用戶環(huán)路設(shè)備抗衡，因此成為失敗的技術(shù)。目前，實(shí)現(xiàn)主要有以下幾種方式：xDSL、Cable Modem、吉比特以太網(wǎng)、無線接入技術(shù)、光纖接入技術(shù)。基于GPON的光纖到戶的設(shè)計(jì)方案第1章 緒論寬帶接入是指用戶需要通過一定的通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)支持實(shí)現(xiàn)用戶和Internet的高速連接。由于種種原因，從通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)到用戶端“最后一公里”成為寬帶接入的“瓶頸”。 PON的國內(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀最早的PON系統(tǒng)主要是用于解決多個(gè)窄帶接入網(wǎng)（數(shù)字用戶環(huán)路）遠(yuǎn)端設(shè)備的互聯(lián)，傳送n64kbit/s的語音時(shí)隙。20世紀(jì)90年代，隨著ATM/BISDN的興起，寬帶第一次成為電信技術(shù)發(fā)展的重要方向，而帶寬潛力巨大的光纖技術(shù)也成為信息傳輸技術(shù)的寵兒。在FSAN和ITUT的共同努力下，第一個(gè)關(guān)于PON系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)《基于無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的寬帶光接入系統(tǒng)》（ITUT ）于1998年發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)一般也被稱為BPON標(biāo)準(zhǔn)[1]。隨著ATM技術(shù)的衰落和互聯(lián)網(wǎng)IP技術(shù)的迅速興起，繼BPON之后，業(yè)界希望開發(fā)一種新型的PON系統(tǒng)，取代過時(shí)的BPON技術(shù)。 本論文的研究?jī)?nèi)容本論文總共有五個(gè)章節(jié)，圍繞“基于GPON的光纖到戶方案設(shè)計(jì)”而進(jìn)行調(diào)研，查閱資料，將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合寫了這篇論文。第2章介紹了APON、BPON、EPON和GPON，并對(duì)幾種PON技術(shù)進(jìn)行比較。第3章介紹了GPON技術(shù)的ONT，OLT，ODN設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)，以及一些通信公司的GPON設(shè)備，和GPON的組網(wǎng)模式。第5章總結(jié)了GPON是能夠?qū)崿F(xiàn)小區(qū)三網(wǎng)融合方案和FTTH建設(shè)，能夠?yàn)樾^(qū)用戶提供足夠的帶寬用于寬帶業(yè)務(wù)，并且展望從GPON到10G GPON的平滑過渡， 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)必須考慮的問題是二者的共存。ATM是一種基于信元的傳輸協(xié)議，近年來，被越來越廣泛地應(yīng)用于接入網(wǎng)以提供視頻廣播、遠(yuǎn)程教學(xué)、以及數(shù)據(jù)通信等多種業(yè)務(wù)。可以運(yùn)行在多種物理層技術(shù)上，xDSL技術(shù)和PON技術(shù)均可為ATM的運(yùn)行提供物理平臺(tái)。BPON最初被稱為ATM寬帶無源光網(wǎng)絡(luò)（APON），是由FSAN委員會(huì)確定，被用于ATM第二層信號(hào)傳輸協(xié)議的最初的PON規(guī)范。BPON系統(tǒng)提供包括以太網(wǎng)連接和圖像傳輸在內(nèi)的多種寬帶服務(wù)。隨著需求與發(fā)展，相繼出現(xiàn)了EPON和GPON。它在物理層采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。GPON（GigabitCapable PON），具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍，被大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商視為實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)寬帶化。APON的最高速率155Mbps，二層采用的是ATM封裝和傳送技術(shù)，因此存在帶寬不足、技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格高、承載IP業(yè)務(wù)效率低等問題，未能取得市場(chǎng)上的成功。但是EPON系統(tǒng)無支持TDM業(yè)務(wù)的機(jī)制，如需要支持必定要增加外部適配設(shè)備，所以預(yù)計(jì)EPON系統(tǒng)在絕對(duì)系統(tǒng)成本和每比特成本這兩方面都將相對(duì)較高。P特點(diǎn)。從目前情況看，在接入網(wǎng)中提供G比特業(yè)務(wù)還找不到明確的市場(chǎng)定位，目前的大量接入需求仍然是IP業(yè)務(wù)。但總的來說，無論在技術(shù)體制還是市場(chǎng)應(yīng)用方面，GPON仍然有繼續(xù)發(fā)展完善的必要性和可行性。 GPON的概念及特點(diǎn) GPON的定義 GPON技術(shù)起源于1995年開始逐漸形成的ATM PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，PON是英文“Passive optical network”的縮寫。從而最終形成了GPON的標(biāo)準(zhǔn)化。 GPON的主要特點(diǎn) 1. 前所未有的高帶寬 Gbps，能提供足夠大的帶寬以滿足未來網(wǎng)絡(luò)日益增長(zhǎng)的對(duì)高帶寬的需求，同時(shí)非對(duì)稱特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)。目前，ATM承載話音、PDH、Ethernet等多業(yè)務(wù)的技術(shù)已經(jīng)非常成熟；使用GEM承載各種用戶業(yè)務(wù)的技術(shù)也得到大家的一致認(rèn)可，已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用和發(fā)展。TDM業(yè)務(wù)也可映射到ATM信元中，也能提供有QoS保證的實(shí)時(shí)傳輸。在APON中，所有的多業(yè)務(wù)流（話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流）都必需進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)化，映射到ATM信元中傳輸。而在EPON中，雖然直接承載以太網(wǎng)幀，實(shí)現(xiàn)過程簡(jiǎn)單，但僅考慮8B/10B的線路編碼就已經(jīng)有20%的帶寬浪費(fèi)，加上對(duì)以太網(wǎng)幀的封裝和開銷，EPON帶寬利用率比GPON低30%左右。GPON的GEM提供了一種靈活的幀結(jié)構(gòu)封裝，支持定長(zhǎng)和不定長(zhǎng)幀的封裝，對(duì)多種業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)通用映射，不需要進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)過程簡(jiǎn)單，開銷小，協(xié)議封裝效率最高可達(dá)94%，實(shí)現(xiàn)了帶寬資源的充分利用。它們承擔(dān)不同的OAM任務(wù)，形成C/M Plane（控制/管理平面），平面中的不同信息對(duì)各自的OAM功能進(jìn)行管理。6. 技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，設(shè)備成本較高GPON承載有QoS保障的多業(yè)務(wù)和強(qiáng)大的OAM能力等優(yōu)勢(shì)很大程度上是以技術(shù)和設(shè)備的復(fù)雜性為代價(jià)換來的，從而使得相關(guān)設(shè)備成本較高。 GPON的關(guān)鍵技術(shù) GPON的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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，其非對(duì)稱特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)。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)。 在GPON標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定需要支持的業(yè)務(wù)類型包括數(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)）、專用線（T1，E1，DS3，E3和ATM業(yè)務(wù)）和視頻業(yè)務(wù)（數(shù)字視頻）。2. GPON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同所有PON系統(tǒng)一樣，GPON由ONT、OLT和無源光分配網(wǎng)組成。 作為PON系統(tǒng)的核心功能設(shè)備，OLT具有集中帶寬分配、控制各ONT、實(shí)時(shí)監(jiān)控、運(yùn)行維護(hù)管理PON系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)支持的分支比為1:16/32/64，隨著光收發(fā)模塊的發(fā)展演進(jìn)，支持的分支比將達(dá)到1:128。根據(jù)實(shí)際需要，還可以在傳統(tǒng)的樹型拓?fù)涞幕A(chǔ)上采用相應(yīng)的PON保護(hù)結(jié)構(gòu)來提高網(wǎng)絡(luò)的生存性。OLT以廣播方式將由數(shù)據(jù)包組成的幀經(jīng)由無源光分路器發(fā)送到各個(gè)ONT。1n…21用戶1ONT12…n…n2121用戶2ONT2OLT