论文（终）

北京市电信机务员高级技师报名资格审查论文

GPON在实际应用中的维护与故障处理

张继伍

（铁通北京分公司 101400）

摘 要：随着经济的快速发展，信息高速路作为当今社会重要的基础设施之一，拉动经济发展、促进信息分享、变革生产生活方式的作用日益凸显。客户对网络的需求迫使电信运营商积极主动进行转型。运营商关注的重点是尽量提供更多、更快、更便于管理的服务，光进铜退成了必然的选择。PON技术解决了成本、带宽等业务瓶颈，但随之而来的维护问题也显得更复杂和重要。本论文简单介绍一些GPON的基本原理和新技术下宽带故障维护经验。

关键词： GPON OLT ONU 故障

PON是目前我国三大电信运营商主要使用的，日趋成熟的技术，它是英文Passive Optical Networks (无源光网络)的英文缩写。PON是一种应用于接入网，局端设备（OLT）与多个用户端设备（ONU/ONT）之间通过无源的光缆、光分/合路器(Splitter)等组成的光分配网（ODN）连接的网络。在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的ODN (光分配网络)没有任何有源电子设备的光接入网。

1 GPON技术原理简单介绍

GPON(Gigabit-Capable PON) 千兆无源光网络技术是PON技术应用的一种，基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标 准，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。

1.1 GPON技术主要特点是：

GPON和传统的铜缆接入相比有着很多的优势，真正克服了铜缆中传输距离和带宽的矛盾，使得在20km的范围内传输速率达到下行2.5g，上行1.25g，完全可以满足现在以致将来的业务需求，与传统的光接入相比，主要有一下几点优势：

1.1.1 带宽大：光纤接入带宽大，满足用户现在及未来带宽灵活需求。

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GPON 上行1.25G/下行2.5G。

1.1.2 节省光纤资源：点对多点（P2MP）接入，局端光纤经分光后引出多路到户光纤。

1.1.3 覆盖范围广：接入层的覆盖半径20KM,满足“大容量，少局所” 建网需求。

1.1.4 运维成本低：无源光网络（PON），线路上没有有源器件，免维护和电耗。

1.2 GPON技术组网简单拓扑结构

图一

为了能更好的进行维护和定位故障，我们应该对于整个网络拓扑要清晰。

由这个GPON网络的参考模型，可以看到OLT位于中心机房，向上提供GE，10GE等广域网接口，接入网络侧设备，在OLT和ONU之间是PTN传输设备，采用了WDM波分复用的技术，WDM的技术实际上在我们的光传输网络上已经有着成熟的应用，就是在一条光纤上传输多个不同波长的数据，我们GPON网络中下行的波长是1490nm,而上行用1310nm，上下行数据在同一根光纤中传输，实现单线双向，互不干扰。

ONT作为终端设备置于我们的用户家中，对外给用户提供FE，EL，T1，POTS等多种接入方式。

1.2.1 GPON技术在实际组网时对投资有收益的高端住宅用户，可以考虑直接采用光纤入户(FTTH)，开展IPTV、高速上网、互动游戏、IP语音等多重业务，利用差异化接入手段发展高端用户。也可以根据情况

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将OLT部署在局端/小区机房，方便维护；可以在小区进行分光，也可以在大楼分光，ONT部署在用户房间。

1.2.2 针对中等价值客户，带宽需求不高，可以采用低成本的FTTB模式：OLT放在局端/小区机房，高层可以考虑在楼内进行分光，其他可以考虑在小区分光。宽带业务和语音业务通过网线从MDU统一接入用户家中。

1.3 GPON数据复用技术

GPON实现单纤双向传输，系统采用WDM技术，为了分离同一根光纤上多个用户的信号，采用以下两种复用技术： 1.3.1 下行数据流采用广播技术：

图二

广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，对于下行的广播数据，所有的ONU都能收到相同的数据。

在无源分光器上，光功率是有衰减的，比如1：16的分光器，经过分光器的光功率就是原来光功率的1/16，而传输的数据并没有任何损失，只要光路通，ONT可以激活正常上线，那么在每条光纤上的下行数据就是一摸一样的。

也就是说传输数据从OLT出来被无失真的传输到了每一个ONU，对于某个ONU，如何知道那个是自己需要的数据，哪些不是?在ONU上主要是通过ONUid来区分是否为自己的数据，拿自己的ONUid和下行数据中的ONUid比较，相同的就认为是自己的，不同的就直接丢弃。实际上是通过gemportid来区分的，这儿为了便于理解，可暂时认为是通过ONUid来过滤自己的数据。

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1.3.2 上行数据流采用TDMA技术：

TDMA(time division multiple access)方式：对于上行数据来说，主要是采用tdma时分复用的方式，为什么要采用这种方式，其原因是上行数据在olt到分光器的主干光纤上必然会发生冲突。

例如：假设ONU1和ONU2到分光器的距离一样，且同时以同样速度向OLT发送数据，那么必然同时到达分一些分光器，而分光器仅仅是一个无源的物理分光的硬件，软件上不会做任何动作，分光器上造成的这种冲突是无法避免的，所以这儿我们借鉴了传统的时分复用的思路，上行采用TDMA方式，上行数据各自按照不同的时隙在不同的时间段向OLT发送，再用一些算法保证数据在到达分光器的时候正好可以错开，那么上行可能出现数据冲突的问题就得到解决了。

实际上我们的GPON系统每个ONT上行时隙就是OLT统一分配给ONT的，OLT给每个ONT下发消息告诉大家每个ONT的上行时间段，那么ONT就严格按照这个时间段来上传数据，这样的话就可以保证上行数据的不冲突。具体对应到个G984.3协议，就是OLT在下行帧的upstream bandwidth map这个字段里面携带了ONT的上行时间信息，告诉每个ONT的上行时间段，就是通过下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙，那么所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。

1.4几个关键技术和重要参数 1.4.1 突发光电技术

传统光模块在开启发光和关断发光时必然是有一个过程的，这个过程必然是一个渐进的过程，如图中看到的每一次的开启和关断有一个坡度，这个坡度造成的后果就是不同ONU发光的时候会出现相互干扰重叠，把ONU发会光的时间间隔做大一点也可以避免，但会造成很大的带宽浪费。GPON中用的光模块都是采用突发光电这个技术的光模块，在瞬间发光和收光，完全可以解决上述问题。

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