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摘要：GPON属于新一代无光源接入标准，其是将无光源网络作为基础而发展起来的，现阶段在接入网络中得到了十分广泛的应用。效率高属于此技术所具备的主要特点，并且覆盖范围极广，可以有效的满足人员在网络方面的具体需求。当前大部分网络运营商均将其作为接入网业务宽带化的主要工具，同时也属于网络综合化改造中必须要用到的一项技术。基于此，本文就谈谈GPON在接入网中的应用，以供参考。
关键词：GPON技术；接入网；应用
随着IT技术的发展，尤其是云计算、大数据等新兴技术在企业的应用，加速了对宽带需求的提高，无源光网络（PON）技术逐渐进入人们视线，且得到了通信运营商和消费者的高度关注。目前几大运营商对无源光网青睐，城市的通讯组网基本采用光纤网络。这种无源光网络，不仅节省光纤路径，还有分支支路少、连接设备故障率低、运行系统稳定等优点。伴随着无源光网络技术的快速发展，市场上又出现了新的GPON网络技术。
1. GPON技术概述
GPON技术主要拥有下面这几个特征；其一，高宽带。GPON技术在速率方面能够达到2.5Gbps，进而满足人们在宽带方面的高速率要求，并且其还拥有非对称的特点，因此在宽带业务数据市场当中展现出了极强的适应性[1]；其二，能够实现全业务接入，以便于为用户提供更为全面与便捷的服务；其三，此技术能够支持TDM业务，这样就能够让这些业务影射到ATM信元当中，对数据实时传输提供保障；其四，拥有十分高效的适配封装，众所周知在传统APON当中，业务数据在实际传输的过程中需进行协议转化，若转化前后存在着字节不一致的情况，就会造成宽带损失，使得一些数据出现丢失的情况。但通过对GPON技术的有效应用，能够让数据传输过程变得简单起来，这主要是因为系统当中提供了更为灵活的帧结构封装，能够对全部业务予以通用影射，且中间不用进行协议转化，除了操作简便之外，还能够有效的节约成本，对宽带资源予以高效的运用。
2. GPON技术的发展及演变
GPON技术起源于1995年制定的ATMPON技术标准，PON是无源光网络的英文缩写，而GPON是在2002年9月份由FSAN组织最早提出来的，在此基础上，ITU-T首先于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2标准的制定，在2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化制定过程，从此最终形成了GPON标准。GPON设备采用的技术其基本结构和原有的PON技术相似，也是由局端的OLT（光线路终端）、用户端的ONU/ONT（光网络终端），连接前两种设备的是由单模光纤和无源分光器组成的光分配网络以及网管系统组成的。
3.GOPN的体系结构、特点及关键技术应用
3.1GPON的网络体系结构
GPON的网络体系结构与所有无源光源网络接入系统类似，GPON主要是由OLT、ONU/ONT以及ODN这三部分构成，OLT也就是光线路的终端，置于局端，提供接入网网络侧和核心网的接口，在ODN侧提供和ODN的接口，利用光分配网ODN与各个网络单元和终端相连。OLT是无源光网络系统的核心部件，能够集中分配宽带、控制各个ODN，具备实施监控和对无源光网络系统进行维护的功能。光分配网络ODN采用的是无源光配件，在OLT和ONU/ONT之间提供一个或者多个光通道。远端接入设备ONU主要提供与用户端设备的接口，能够汇聚用户端多业务数据流。
3.2GPON系统的特点
GPON最早是在2002年9月由FSAN组织提出来的，FSAN制定GOPN规范的目的就是支持现有的业务以及未来可能出现的其他业务，能够为用户提供高传输速率、带宽高、成本低廉以及安全性高的接入网技术。GPON系统具有以下特点。
（1）GPON技术采用了GFP通用的成帧规程，能够封装高层不同类型和速率的业务，封装后通过PON进行透明传输，因此，GPON技术支持目前所有的语音服务和数据业务类型，包括TDM、PDH、SONET/SDH、Ethernet、ATM以及专线等。
（2）GPON的网络覆盖面很广，ONU物理传输的距离最远能够达到20km，而逻辑上可以覆盖60km的范围，因此覆盖面很广。
（3）GPON支持对称和不对称的各种线路的速率，最大支持2.5Gb/s，这样的带宽能够满足目前和将来各种业务对网络的需要，能够传输高清视频与大数据。
（4）由于GPON采用了GFP通用成帧的规程进行封装，大幅度提高了数据封装的效率，最高封装效率能达到97%，因此，相对降低了网络运营的成本，有利于技术的普及和推广。
3.3GPON的关键技术及应用
3.3.1GFP通用成帧规程的应用
为了能够支持高层多样性的业务，FASN采用了G.7041规范来制定通用的成帧规程GFP，作为传输汇聚层成帧的协议，将TC层分为两个子层，即TC适配子层和GPON传输汇聚层成帧子层两个子层。发送端的TC适配子层利用不同类型的上层业务流，将它们适配进ATM传输汇聚层的适配器和GFP适配器中，再通过接口将业务送入成帧子层，然后再将其封装成一样格式的GFP帧，这样就完成了TC层的功能。在接收端执行和上述过程相反的程序，从另一方面看，TC层包含控制和管理平面以及用户平面，前者负责完成用户业务量、确保系统安全以及操作维护，后者承载用户的各项业务。由于GPON具有向后兼容性，因此，设计和制造OLT时必须同时支持ATM、GFP两种模式，对各ONT/ONU没有硬性的要求，可以根据具体情况选择其中的一种或者两种全选。
3.3.2 媒体接入控制的应用
GPON系统的上行数据和下行数据的链路通信方式是不同的。下行数据链路是利用广播的方式发送，从OLT发出的下行信息被所有的ONT/ONU接收，各个ONT/ONU按照一定的机制不能提取全部信息，只能提取属于自己的信息。而上层链路采用的是复用技术，多个ONT/ONU共享上行宽带。因此，必须在上行流中采取媒体接入的控制机制，复用可以采用TDMA、CDMA、FDMA、和WDMA技术。由于后三种技术实现起来相对困难，而且设备成本较高，因此，一般都是选用TDMA来作为上行信息的复用技术。GPON采用的这种机制是OLT在下行帧中指示了ONT/ONU在什么时候向OLT发送上行数据。
3.3.3动态带宽分配DBA的应用
同其他PON系统类似，GPON系统的上行链路使用的是复用技术，因此，为了能最大限度提高带宽的利用率，GPON同样采取了动态宽带的分配办法。PON系统的上行和下行链路资源都可以采用静态或者动态的分配方法。在静态带宽分配的PON中，OLT通过在下行帧的物理层OAM信元为每个ONT/ONU指定发送授权的数据，各ONT/ONU只能在授权期内占据上行的链路资源，也只有在授权期才能向OLT发送数据。OLT授权的产生和分配只有在以下情况下才能更新：一是有新的连接加入PON系统中；二是在PON系统中将已存在的连接移出。除了以上两种情况之外也会有一些特殊的情况需要重新分配带宽，一旦分配以后，OLT就会连续向各个ONT/ONU发送授权信息，然后在每个ONT/ONU上接受上行的数据。这种静态的带宽分配对实时性业务如电路仿真业务很有效果，但是对于突发的、不具备恒定速率的带宽利用率就很低。GPON系统是为了能够在更对的带宽业务中应用，应应用于那些突发的以及速率不恒定的互联网业务中，如果遇到此类业务采用静态带宽的分配机制，将这些突发的非实时业务映射进带宽的固定信道，就会导致带宽利用率低下，因此，应使用动态的分配策略，这样不但能够提高带宽的使用效率，让更多的用户接入GPON系统中，还能让已接入的用户享受到更快、更好的服务。由于ITU-T没有指定具体的动态带宽分配算法，因此，不同的厂商可以根据自己的设备进行灵活选择。
结束语
GPON技术所具备的优势极多，能够有效地满足网络发展的需求，进而成为了宽带接入的重要技术支出，发展空间十分的广阔。现阶段，大部分运营商对GPON的评价极强，其在应用领域方面表现出了逐渐扩大的趋势。GPON技术是社会科技发展的成果，将有利于降低运营商的经营成本为运营商带来更大的利益收入，同时也将为广大消费者提供更加优质、安全、便捷的服务。
参考文献
[1]张鹏，董宏鸾.GPON技术在接入网中的应用研究[J].信息与电脑，2017（12）.
[2]王玉峰.探索GPON技术在接入网中的应用[J].数码世界，2016（2）：54-54.