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一、GPON技术的提出

GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network，吉比特无源光网络)技术是无源光网络(PON)家族中一个重要的技术分支，其它类似技术包括APON/BPON和EPON技术等。光纤到交接箱GPON是当前和未来2到3年内最受关注的光接入技术之一。

GPON的概念最早由FSAN(Full Service Access Network，全业务接入网联盟)在2001年提出，在此之前，FSAN/ITU还提出并标准化了APON/BPON技术(ITU-T G.983.x系列标准)，IEEE也已经开始EPON技术的标准化工作并很快于2003年正式发布IEEE 802.3ah，这标志着EPON技术标准化工作的完成。FSAN/ITU推出GPON技术的最大原因是由于网络IP化进程加速和ATM技术的逐步萎缩导致之前基于ATM技术的APON/BPON技术在商用化和实用化方面严重受阻，迫切需要一种高传输速率、适宜IP业务承载同时具有综合业务接入能力的光接入技术出现。在这样的背景下，FSAN/ITU以APON标准为基本框架，重新设计了新的物理层传输速率和TC层，推出了新的GPON技术和标准。

二、GPON系统的构成

和其它PON技术类似，GPON也是一种采用点到多点拓扑结构的无源光接入技术，由局侧的OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)、用户侧的ONU(Optical Network Unit，光网络单元)以及ODN(Optical Distribution Network，光分配网络)组成，其系统参考配置如图1所示。所谓“无源”，是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光纤和光分/合路器(Splitter)等无源光器件组成，没有昂贵的有源电子设备。

图1GPON系统参考配置

GPON在下行方向(OLT到ONU)采用TDM广播方式、上行方向(ONU到OLT)采用TDMA(时分多址接入)方式，可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构，其中典型结构为树形结构。GPON系统要求OLT和ONU之间的光传输系统使用符合ITU-T G.652标准的单模光纤，上下行一般采用波分复用技术实现单纤双向的上下行传输，上行使用1260nm～1360nm波长，下行使用1480nm～1500nm波长。此外，GPON系统还可以采用第三波长方式(1540nm～1560nm波长)实现CATV业务的承载。

GPON系统的ONU/ONT(ONT是用于FTTH并具有用户端口功能的ONU)可放置在交接箱、楼宇/分线盒、公司/办公室和家庭等不同的位置，形成FTTCab(光纤到交接箱)、FTTB/C(光纤到楼宇/分线盒)、FTTO(光纤到办公室)和FTTH(光纤到家庭用户)等不同的网络结构，如图2所示。

图2GPON各种应用方式示意

总的来说，GPON具有如下主要技术特点：

1)业务支持能力强，具有全业务接入能力。GPON系统可以提供包括64kbit/s业务、E1电路业务、ATM业务、IP业务和CATV等在内的全业务接入能力，是提供语音、数据和视频综合业务接入的理想技术。

2)可提供较高带宽和较远的覆盖距离。GPON系统可以提供下行2.488Gbit/s，上行1.244Gbit/s的带宽。此外，GPON系统中一个OLT可以支持64个ONU并支持20km传输。

3)带宽分配灵活，有服务质量保证。GPON系统中采用的DBA算法可以灵活调用带宽，能够保证各种不同类型和等级业务的服务质量。

4)ODN的无源特性减少了故障点，便于维护。GPON系统在光传输过程中不需要电源，没有电子部件，因此容易铺设，并避免了电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电，在很大程度上节省了运营成本和管理成本。

5)PON可以采用级联的ODN结构，即多个光分路器可以进行级联，大大节约了主干光缆。光纤到交接箱

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