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無源光網(wǎng)絡（PON，passive optical network）技術(shù)是寬帶接入的主流技術(shù)之一，尤其是光纖到戶（FTTH）最有競爭力的解決方案，其應用于寬帶接入的獨特優(yōu)勢越來越得到廣泛的共識，在國內(nèi)外受到了普遍重視，現(xiàn)已開始步入規(guī)模應用階段。過去幾十年內(nèi)，無源光網(wǎng)絡（PON）技術(shù)經(jīng)歷了從最初的ATM無源光網(wǎng)絡（APON）逐漸向?qū)拵o源光網(wǎng)絡（BPON）、以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（EPON）和吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）發(fā)展。吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）作為一種最新的無源光網(wǎng)絡（PON）技術(shù)具有極高的帶寬和數(shù)據(jù)傳輸性能，本教程將討論吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）技術(shù)的基礎知識。
吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）的組成部分
與其它無源光網(wǎng)絡（PON）技術(shù)類似，吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）也是一種采用點到多點拓撲結(jié)構(gòu)的無源光接入技術(shù)，由局側(cè)的光線路終端（OLT，optical line terminal）、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡單元（ONU，optical network unit）以及光分配網(wǎng)絡（ODN，optical distribution network）組成。
光線路終端（OLT）
光線路終端（OLT）是無源光網(wǎng)絡（PON）技術(shù)的重要的局端設備，可以通過網(wǎng)線與前端（匯聚層）交換機連接，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。它使用單根光纖與用戶端的分光器互連，向光網(wǎng)絡單元（ONU）以廣播方式發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對用戶端設備光網(wǎng)絡單元（ONU）的控制、管理和測距。與光網(wǎng)絡單元（ONU）設備一樣，光線路終端（OLT）也是一種光電一體設備。
光分配網(wǎng)絡（ODN）
從網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)來看，光分配網(wǎng)由饋線光纖、光分路器和支線組成，它們分別由不同的無源光器件組成，這些無源光器件主要有：光纖光纜、光分路器、光纖連接器、光纖配線設備等，其中，光纖配線設備包括光纖配線架（ODF）、接頭盒、分纖盒、分光分纖盒等。光分路器是光分配網(wǎng)絡（ODN）中最重要的光器件之一，按分光原理可以將光分路器分為熔融拉錐型光分路器和平面波導型光分路器兩種。
光網(wǎng)絡單元（ONU）
光網(wǎng)絡單元（ONU）是光纖接入的終端設備，通過局域網(wǎng)/以太網(wǎng)網(wǎng)線連接到用戶的路由器上。光網(wǎng)絡單元（ONU）的主要功能是將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，進而輸送到終端設備上，因此具有多個以太網(wǎng)端口。
吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）的鏈路損耗預算
正如上文提到的，吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）中包含光纖光纜、光分路器、光纖連接器等光器件，因此光信號在鏈路中傳輸時必然會有損耗，這種損耗對整個無源光網(wǎng)絡（PON）系統(tǒng)具有重要影響，我們在敷設吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）前，有必要先了解下其鏈路損耗預算：
| 光信號的波長 | 參數(shù) | 損耗預算 |
| 1310 nm | 最低損耗 | 13 |
| 最高損耗 | 28 | |
| 1490 nm | 最低損耗 | 13 |
| 最高損耗 | 28 |
表1 吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）的鏈路損耗預算
吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）的功率預算
除了針對鏈路損耗做預算外，吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）的功率預算也很重要。吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）的功率預算計算公式是“P=FCA*L+SL+附加損耗”，其中，“P”指功率預算，“FCA”指光衰減，“L”指傳輸距離，“SL”指光分路器損耗。
| 光網(wǎng)絡單元（ONU） 個數(shù) | 傳輸距離 (km) | 波長 (nm) | 光衰減 (dB/m) | 光分路器損耗 (dB) | 附加損耗 (dB) | 功率預算 (dB) |
| 16 | 10 | 1310 | 0.4 | 14.5 | 2.5 | 21 |
| 16 | 20 | 1550 | 0.3 | 14.5 | 2.5 | 23 |
| 32 | 10 | 1310 | 0.4 | 17 | 2.5 | 23.5 |
| 32 | 20 | 1550 | 0.3 | 17 | 2.5 | 23.5 |
表2 吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）的功率預算
鏈路損耗預算、功率預算以及功率預算計算公式對于估算吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）的覆蓋范圍具有重要作用，例如，我們假設在某一吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）中，光信號以1550 nm的波長在單模光纖上傳輸，鏈路中有兩個機械接續(xù)點（每個機械接續(xù)點的損耗是0.5 dB）和兩個連接器（每個連接器的損耗是0.5 dB），功率預算是23 dB，光分路器損耗為14 dB，那么，該網(wǎng)絡的最大傳輸距離為(23-14-2*0.5-2*0.5)/0.3≈23km。
結(jié)束語
吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）是目前最復雜的無源光網(wǎng)絡（PON），也是性能最好的無源光網(wǎng)絡（PON），而且具有容易安裝和成本較低的特點，在FTTx中廣泛應用。