千兆比无源光网—GPON

　　引言

　　到目前为止，相继问世的无源光网（PON）技术有三种：APON、EPON和GPON。一种比一种切合实际需要。本文旨在根据笔者所见，着重介绍GPON。为了充分了解各种PON技术的特点以及GPON的优点，首先简单回顾一下PON的发展历史。

　　PON网的基本原理是在一定的物理限制和带宽限制条件下，让尽可能多的终端设备（光网络终端ONT）来共享局端设备（光线路终端OLT）和馈送光纤。由于在覆盖某地区时这种方案需要的光纤较少，端局的光接口成本较低（一个光接口可服务于整个网络），因此它能为企业或住宅用户经济地提供高速光连接，而用传统的点到点和环形结构则不可能经济。

　　90年代中期，一些主要网络运营商成立了全业务接入网（FSAN）协会，其目的是制定PON设备的统一标准，以使设备商和运营商一起进入PON设备市场，开展竞争。其第一个成果是在ITU-T G.983建议系列中规范了155 Mb/s PON系统的标准。由于使用ATM作为承载协议，该系统被称为APON系统，后因常被人误解为只能提供ATM业务，故改称为宽带无源光网（BPON）系统，以表明这种系统能提供以太网接入、视频分配、高速租用线等宽带业务。但是，对这第1代FSAN系统来说，最常用的称呼还是APON。后来，APON标准经过增强，可支持622 Mb/s的比特率，并且在保护方式、动态带宽分配（DBA）和其它方面增加了新的特点。

　　与此同时，IEEE也成立了第1英里以太网（EFM）研究组，在光接入网方面推出基于以太网的EPON，为市场展示了很好的前景。该研究组归属制定以太网标准的IEEE 802.3组。同样，它的研究范围也限于体系结构，并要符合现有802.3的媒体接入控制（MAC）层。目前的工作中心是对只用于以太网传送的1.25 Gb/s对称系统进行标准化。

　　在2001年，FSAN启动了一项新的工作，对工作在1 Gb/s以上的PON网进行标准化。除了支持高速率的这一点以外，整个协议一直是开放的，以便重新考虑和寻求在支持多业务、OAM&P功能和扩展性方面最佳和最有效的方案。作为其最新的工作成果，即是推出了GPON，它能提供前所未有的带宽并支持多业务，特别是以本色格式和极高的效率同时支持数据和TDM。2003年1月31日，ITU-T批准了GPON标准G.984.1和G.984.2。G.984.1是关于GPON系统一般特性的标准，包括体系结构、比特率、传输距离和安全性等。G.984.2则把速率提高到2.5Gbps，至少是前一标准的两倍。图1借助FlexLight公司的GPON体系结构来描述PON网通用体系结构和网络拓扑以及GPON的特点。图中Optimate2500LT和Optimate2500NT分别为光线路终端和光网络终端。网络覆盖服务大于30 km，采用环形与树形相结合的网络拓扑，在PON上叠加了CWDM，起到保护作用，比特率为2.488 Gb/s/1.244 Gb/s。该网络不仅支持快速以太网（10/100 Mbps）和T1/E1业务，而且还支持VLAN交换和其它新出现的以太网业务。所有这些业务都从用户处集中回送到端局，分别通过OC-3/STM-1或千兆比以太网设备切换到城域设备。对已装用设备完全不需要进行协议转换或替代。在光纤被切断或其它光纤设备中断时网络可以立即恢复。这种全冗余度对运营商来说是十分重要的。