什么是GPON？｜百科

盡管光纖不是一項(xiàng)新的發(fā)展，但要使其更貼近客戶及其不斷變化的需求，就需要先進(jìn)的接入策略。如今，光纖到戶或光纖到節(jié)點(diǎn)，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)、四網(wǎng)融合、5G網(wǎng)絡(luò)和高速寬帶的必要條件。

這就是GPON技術(shù)為服務(wù)提供商提供可靠路線圖的地方，以滿足客戶需求并優(yōu)化資本支出、投資回報(bào)率和電氣/光纖網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本。GPON是寬帶無源光綜合接入技術(shù)的縮寫，提供卓越的QoS（服務(wù)質(zhì)量）、靈活性和動(dòng)態(tài)帶寬分配能力，為家庭和企業(yè)提供現(xiàn)代寬帶。

什么是GPON？

GPON是無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的領(lǐng)先標(biāo)準(zhǔn)，這是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過光纖電纜向終端用戶提供寬帶接入。

這里，GPON中的術(shù)語“千兆位”表示它提供的最大速度，通常為2.488Gbps下行速度和1.244Gbps上行速度。請(qǐng)記住，此帶寬在終端用戶之間共享，這通常會(huì)導(dǎo)致寬帶接入速度從10Mbps開始。另一方面，“無源”表示光纖網(wǎng)絡(luò)不依賴于其路徑中的任何電力設(shè)備。

如今，GPON技術(shù)已被證明是最常見的光纖連接類型，其能源效率比標(biāo)準(zhǔn)銅纜網(wǎng)絡(luò)高出近95%。此外，GPON還具有單纖1:64的比率。這意味著GPON中的一根光纜，可以向多達(dá)64個(gè)終端用戶傳輸視頻、數(shù)據(jù)和語音。這使其成為以高效且經(jīng)濟(jì)高效的方式，實(shí)現(xiàn)最后一公里連接的首選光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)镚PON減少了光纖網(wǎng)絡(luò)中的光纖數(shù)量。

GPON還有另一個(gè)突出的特性。即使用異步傳輸模式（ATM）編碼，來將語音和數(shù)據(jù)流量集成在同一網(wǎng)絡(luò)上。最終，GPON在當(dāng)今以更高的數(shù)據(jù)速率、更大的帶寬和更遠(yuǎn)的距離，以安全的方式提供三重播放服務(wù)（數(shù)據(jù)、IPTV、VoIP）方面非常有用，GPON還支持各種以太網(wǎng)協(xié)議。

GPON如何工作？

既然我們對(duì)GPON有了一定的了解，那么嘗試了解它的工作原理就很自然了。GPON運(yùn)行的關(guān)鍵在于其點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)接入光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

GPON由三個(gè)主要元件組成：OLT（光線路終端）、ONU設(shè)備和無源光分支器。在這里，無源光分支器只需使用一根光纖電纜，即可將互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商連接到多個(gè)終端用戶，因?yàn)樗ǔ⑿盘?hào)分成最多64個(gè)其他用戶。

那么，整個(gè)流程是如何進(jìn)行的呢？這是一個(gè)簡(jiǎn)單的解釋：

首先，光線路終端通過稱為光波分復(fù)用（WDM）的過程以光信號(hào)的形式發(fā)送數(shù)據(jù)。OLT通常是ISP，可以被視為GPON的起點(diǎn)。

信號(hào)沿著光分配網(wǎng)(ODN)上的單根光纖傳播，到達(dá)末端的無源光分支器，GPON光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離可達(dá)20公里。

無源GPON分路器接收光信號(hào)并將其分成多個(gè)信號(hào)，最多64個(gè)。這就是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)接入的原因，從而支持多達(dá)64個(gè)光纖連接。

最后，在最后一公里，分離的光信號(hào)到達(dá)安裝在住宅或企業(yè)場(chǎng)所的單個(gè)GPONONT/ONU設(shè)備。這是GPON的終端，實(shí)現(xiàn)光數(shù)據(jù)信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。反過來，數(shù)據(jù)也從GPONONT/GPONONU上行發(fā)送到OLT。

GPON的組成

是時(shí)候詳細(xì)了解GPON中各個(gè)組件的功能了。GPON標(biāo)準(zhǔn)是由ITU-T關(guān)于PON網(wǎng)絡(luò)的G.984推薦標(biāo)準(zhǔn)定義的。在它之下，它有四個(gè)主要組成部分：

光線路終端

OLT可以稱為千兆無源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理器。其作用是向接收端的ONT（光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）發(fā)送和接收視頻、數(shù)據(jù)和語音光信號(hào)。OLT向下游發(fā)送1550nm的視頻光信號(hào)，向下游發(fā)送1490nm的語音和數(shù)據(jù)光信號(hào)，向上游接收1310nm的光信號(hào)，這可以防止干擾。GPONOLT位于服務(wù)提供商端，即通常位于數(shù)據(jù)中心。與GPONONT類似，OLT也將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，它通過骨干電纜連接到光分支器。

光纖分路器

光纖分路器是一種無源組件，可將單根光纜分成多股單股光纖，這些單股光纖分支并連接到終端用戶場(chǎng)所的各個(gè)光網(wǎng)絡(luò)終端。GPON分路器通常具有指定的分路比，可以是1:64、1:32、1:16、1:8、1:4，具體取決于所需的輸出數(shù)量。這種分路器可用于集中分路，其中信號(hào)被分路至64個(gè)終端用戶，或者用于級(jí)聯(lián)分路，其中分路器連接到線路上的其他分路器，以形成更多的分支網(wǎng)絡(luò)。

光網(wǎng)絡(luò)終端

GPON的用戶端點(diǎn)是ONT，即光網(wǎng)絡(luò)終端。它是一種專用調(diào)制解調(diào)器，用于在終端用戶處將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。因此，它支持WiFi、電視、臺(tái)式機(jī)等設(shè)備的寬帶接入，ONT還將來自終端用戶的匯總和優(yōu)化數(shù)據(jù)發(fā)送回OLT。

傳輸介質(zhì)

傳輸介質(zhì)由布線形式的物理無源硬件，以及GPON基礎(chǔ)設(shè)施中使用的各種組件組成。這包括銅纜、光纖跳線、分路器、適配器面板、連接器等。傳輸介質(zhì)在充分確定和優(yōu)化光信號(hào)損耗方面發(fā)揮著巨大作用。

GPON的優(yōu)點(diǎn)

由于其成本效益和大眾市場(chǎng)光纜部署的便利性，GPON長(zhǎng)期以來一直受到廣泛歡迎。2021年，全球GPON市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為100億美元，預(yù)計(jì)到2028年將增至300億美元。2021年全球GPON產(chǎn)品出貨量也超過2.5億臺(tái)。

帶寬密集型應(yīng)用的增長(zhǎng)、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)滲透、5G的普及、用于移動(dòng)回程的GPON等因素，意味著GPON及其即將升級(jí)的NG-PON2是首選的光網(wǎng)絡(luò)。

千兆無源光網(wǎng)絡(luò)的普及建立在一系列優(yōu)勢(shì)之上：

節(jié)能：作為一種無源系統(tǒng)，GPON運(yùn)行時(shí)只需要很少的電力。它的能源效率也比銅纜網(wǎng)絡(luò)高95%。

經(jīng)濟(jì)實(shí)惠：從前面的觀點(diǎn)直接推斷，GPON幾乎不需要能源即可運(yùn)行，從而降低了運(yùn)營(yíng)成本。它還不需要太多的IT支持，這是另一個(gè)可以大幅降低成本的領(lǐng)域。GPON作為一種光纖系統(tǒng)，可以使用分路器技術(shù)直接連接到多個(gè)客戶，需要的設(shè)備更少，是一種高效、經(jīng)濟(jì)的解決方案。

高速：隨著速度成為現(xiàn)代消費(fèi)者和企業(yè)的重要需求，GPON可確保每個(gè)用戶高達(dá)10/10Gbps的流暢流量處理，以及光網(wǎng)絡(luò)的40Gbps吞吐量。

安全：GPON利用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)來防止黑客入侵。它也是一個(gè)閉合電路，光纖信號(hào)是隔離的，使其成為一個(gè)非常安全的光纖網(wǎng)絡(luò)。

穩(wěn)定：GPON的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是即使在擁堵區(qū)域和大流量需求下，它也非常可靠和穩(wěn)定。它始終確保為終端用戶分配最小的帶寬，從而確保使用光分路器的穩(wěn)定連接。由于光纖的固有特性，它也不受電磁或無線電干擾。

GPON的缺點(diǎn)

盡管GPON技術(shù)很有用，但它也并非沒有缺點(diǎn)。

與P2P系統(tǒng)相比，GPON技術(shù)基于在多個(gè)用戶之間分割和共享帶寬。在帶寬日益密集的世界中，多千兆位網(wǎng)絡(luò)開始成為常態(tài)，這可能變得不太理想。

GPON技術(shù)的另一個(gè)缺點(diǎn)是光纜容易彎曲、扭結(jié)或斷裂。光纖電纜對(duì)這種物理扭曲非常敏感。如果安裝時(shí)沒有正確的方向和保護(hù)，則可能會(huì)導(dǎo)致性能下降或線路損壞。

無論如何，GPON繼續(xù)受到全球服務(wù)提供商和終端用戶的青睞。它不僅是世界上最復(fù)雜的，也是最可靠、最具成本效益和最易于安裝的光纜技術(shù)，并將在這個(gè)超高速連接的時(shí)代繼續(xù)發(fā)揮作用。

常見問題解答

Gpon用在哪里？

GPON的全稱是千兆無源光網(wǎng)絡(luò)。它越來越多地用于FTTH和FTTP網(wǎng)絡(luò)，以千兆位速度提供語音、數(shù)據(jù)和視頻服務(wù)。它是ITU-T發(fā)布的無源光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，用于提供到場(chǎng)所的最后一公里光纖連接。它比EPON（以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）更快，并承諾2.5Gbps速度、終端用戶以太網(wǎng)接入、卓越且高度安全的服務(wù)質(zhì)量以及完整的OAM功能。

GPON是光纖嗎？

不，GPON不是光纖。相反，它是一種無源光網(wǎng)絡(luò)，用于為家庭和企業(yè)提供光纖寬帶接入。GPON中的G代表千兆位。其主要特點(diǎn)是在光纖分配網(wǎng)絡(luò)中使用無源分路器。這允許來自提供商的單根饋線光纖為點(diǎn)到多點(diǎn)提供服務(wù)。

GPON是調(diào)制解調(diào)器嗎？

不，GPON不是調(diào)制解調(diào)器。它是一種光纖網(wǎng)絡(luò)接入架構(gòu)，使用無源分路器將一根光纖傳輸?shù)蕉噙_(dá)64個(gè)場(chǎng)所，住宅或辦公室。它采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)訪問機(jī)制。然而，與此類網(wǎng)絡(luò)的情況一樣，GPON也需要使用ONT（即光網(wǎng)絡(luò)終端）將來自光纖的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)的設(shè)備。

如何將GPON連接到路由器？

將GPON連接到路由器意味著使用有線連接，將其光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)與WiFi路由器連接。這通常通過以太網(wǎng)電纜來實(shí)現(xiàn)。

GPON可以分裂多少次？

GPON的主要特性之一是它在單根光纖線路上提供高達(dá)1:64的比率。這意味著它可以將來自O(shè)LT（光線路終端，即無源光網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)提供商線路的端點(diǎn)）的單根光纜，分成最多64個(gè)終端用戶連接，傳輸數(shù)據(jù)、語音和視頻正在進(jìn)行中，這種分割比率使GPON成為業(yè)界最流行的無源光網(wǎng)絡(luò)。

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