GPON是吉比特无源光网络的缩写,是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准,具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等诸多优势,被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化和综合化转型的理想技术。
GPON核心结构 GPON采用点到多点(P2MP)结构,由ONU、OLT、无源光分配网络(ODN)三部分组成。
OLT(光线路终端) OLT位于运营商机房,它是网络的“大脑”。
功能:控制整个网络的带宽分配、管理用户终端(ONU)、连接上层IP网络、对PON系统进行实时监控、运维管理。
ODN(光分配网络) 系统支持1:16、1:32、 1:64 gpon分路器,最多可达 1:光纤中的128个分路器。
无源光纤分配网络无需电源,核心是gpon分路器。
功能:将OLT的下行光信号分配到多个ONU,并将ONU的上行信号汇聚。
ONU/ONT(光网络单元/终端) ONU 将光信号转换为电信号,用于计算机、手机等设备,为接入网提供用户侧接口,承载语音、数据、视频等多种业务流。ONT 直接服务于家庭用户,ONU 可用于企业多用户接入。
GPON关键技术 波分复用 (WDM) 下行:OLT采用1490nm波长向所有ONU发送数据。
上行:ONU采用1310nm波长回传数据(避免信号冲突)。
可选:采用1550nm波长传输电视信号(CATV网络)。
被动分裂 这个 无源分路器 无需电源即可被动分光信号,典型的分光比为1:32、1:64(最高可达1:128)。
优点:降低运行维护成本,提高可靠性。
动态带宽分配 (DBA) OLT实时监控ONU需求,动态分配上行带宽(避免网络拥塞)。
加密机制 下行广播数据采用AES-128加密,防止用户之间的数据窃听。
GPON网络特点 GPON提供2.5Gbps的高带宽,满足未来的需求,而且其非对称特性适合宽带市场,实际用户共享带宽,但比ADSL/同轴电缆高得多。 GPON支持ATM/GEM双模承载,提供QoS保障的全业务接入能力,可原生封装任意业务,技术成熟,成本随规模下降。 GPON完美支持TDM业务,通过GEM帧(125μs同步)和ATM信元双模承载,保证QoS实时传输。 GPON的GEM技术通过灵活的帧封装,实现多业务高效适配(94%封装效率),同时承载互联网接入、IPTV、语音(VoIP)、企业专线等业务,相比APON/EPON减少了协议转换,提高了带宽利用率。 GPON通过内嵌OAM、PLOAM、OMCI三个通道,提供电信级的OAM能力,弥补以太网管理的不足,实现高效的控制/管理平面。 GPON由于技术复杂度高,设备成本较高,但规模应用后成本会下降。此外,ODN无源设备无需供电,故障率低,维护方便,运维成本较低。 光纤电缆抗电磁干扰,数据传输不易被窃听,安全性高。 GPON可支持20km传输,最大逻辑距离可达60km。 GPON和EPON有什么区别? GPON的传输机制与EPON完全相同,都采用单纤双向传输机制,即在同一根光纤上, WDM(波分复用) 采用不同波长传输上行和下行数据的技术,实现信号的双向传输。如有需要,可以采用PON保护结构来提高网络的生存性。
主要区别如下表:
参数GPON以太网无源光网络标准设定ITU-T(G.984)IEEE (802.3ah)带宽下行2.5Gbps,上行1.25Gbps上行和下行对称1.25Gbps分流比高达 1:128 的分路器平时 1:32分流器管理协议OMCI(专用管理通道)OAM(扩展以太网协议)主要应用全球主流(尤其是欧洲、美洲和亚洲)早期多用于中国 趋势: 10G-PON(XG-PON)已逐步投入商用,它兼容现有的GPON ODN,并将带宽提升至10Gbps。
GPON的典型应用 GPON可应用于接入网中的光纤到户、光纤到楼、光纤到路边、光纤到接线盒等。
1. 面向企业的 FTTB
对称宽带业务(如集团软件、内容广播、电子邮件、文件交互等)POTS及ISDN专线(GPON需能灵活提供不同速率的专线服务)。
2. FTTC 和 FTTCab
非对称宽带业务(如数字广播业务、VOD、IPTV、文件下载、在线游戏等);
对称宽带业务(如内容广播、电子邮件、文件交互、远程教育、远程诊断等)POTS和ISDNxDSL扩展。
3. 家庭用户的 FTTH
非对称宽带业务(如数字广播业务、VOD、IP电视、文件下载等);
对称宽带业务(如内容广播、电子邮件、文件交互、远程教育、远程诊断、在线游戏等)
4. 5G前传网络
承载基站(AAU)和中央单元(DU)之间的数据传输。
5. 智慧城市
为摄像头、传感器等物联网设备提供海量连接。
GPON网络光参数 GPON可以提供以下传输速率,其中上行1.24416Gbps、下行2.48832Gbps是目前支持的主要速率。
上行下行0.15552Gbps1.24416Gbps0.62208Gbps1.24416Gbps1.24416Gbps1.24416Gbps0.15552Gbps2.48832Gbps0.62208Gbps2.48832Gbps1.24416Gbps2.48832Gbps2.48832Gbps2.48832Gbps 需要注意的是,与 以太网无源光网络,GPON并不是完全异步的。
支持的最大逻辑距离为:60km 支持的最大物理距离为:20km 支持的最大距离差为:20km 分光比一般为1:64,目前光纤分路器厂家的分光比可以升级到1:128。 GPON的局限性 – 共享带宽:用户峰值速率受同一PON端口上其他用户流量的影响。
– 故障定位困难:ODN的无源特性使得远程检测光纤断点变得困难。
– 升级成本:进化至 10G无源光网络 需要更换OLT板和ONU。
结语 GPON 本质上是一种利用单根光纤干线通过无源光分路器为多个终端用户提供服务的技术。其高带宽、低成本和易于扩展的特性使其成为光纤到户时代的基石技术。随着 XR(扩展现实)和 AIoT 等应用的普及,GPON 将持续向更高速率(例如 50G-PON)演进,以支持未来十年的数字化需求。
常见问题 GPON 和 FTTH 有什么区别? GPON是一种网络技术标准,适用于各种接入方式,包括FTTH、FTTB(光纤到楼)等。而FTTH是一种将光纤带到家庭用户的特定接入方式。
GPON和有源光纤有什么区别? GPON属于千兆无源光网络技术,传输距离一般在20公里以内,适合在FTTH、FTTB场景下使用,且无需额外供电。有源光纤传输距离可达100公里,适合长距离通信,但需要额外的供电设备,增加了复杂性和成本。
GPON 使用以太网吗? GPON不使用以太网。GPON(千兆无源光网络)基于ITU-T G.984标准,不使用以太网技术。
GPON之后是什么? GPON未来演进方向是10G GPON和XG-PON(50G PON),详情请查看博客: 什么是 XGS-PON、GPON 和 XG-PON?
什么是 WAN 端口? WAN口(广域网端口)是指网络设备中用于连接广域网的物理接口或端口。WAN口用于与外部网络通信,LAN口用于局域网内部设备互联和资源共享。
GPON技术可以支持的最大距离是多少? GPON技术最大支持距离为60km,这是理想情况下的最大支持范围。实际应用中,由于光纤质量、分光比等因素,通常很难实现超过60km的稳定传输,物理传输距离一般在20km以内。
GPON 比以太网好吗? 这要看情况。GPON更适合需要高服务质量(QoS)保证的应用场景,例如语音、视频和数据业务的混合业务。
以太网在纯IP环境和企业网络中表现更佳。10G EPON的高带宽特性确保其在大数据传输需求方面表现更佳,例如高清视频流、云服务和企业级高速互联网接入。
我如何知道我有 GPON 还是 EPON? 对于我们的用户来说,最快的方法是检查光纤接口标记,E=以太网,G=GPON;或者您可以在设备用户手册“EPON”或“GPON”上找到答案。
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