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摘 要 GPON以自身灵活的组网方式和诸多强大的功能获得了广泛应用，而ONT作为GPON中的一项关键技术，有必要加大对它的研究力度。基于此点，本文首先对ONT技术进行简要介绍，并在此基础上对ONT技术在GPON系统中的具体应用进行论述。
关键词 GPON；ONT；光纤入户
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）24-0133-01
1 ONT技术简介
ONT是Optical Network Terminal的缩写形式，具体是指光网络终端。通常情况下，ONT即ONU，但如果从严格的意义上讲，ONT仅是ONU的一部分，两者之间的差别在于ONT是位于用户端的光网络终端，而ONU则是光网络单元，它与用户端之间可能还会存在其它的网络结构。
1）ONT主流产品。
为了满足不同的应用需要，相继出现了多种系列的ONT产品，如MDU、SFU、RGU等等。由于ONT是直接与用户联系的设备，为此，在GPON系统中，ONT形成了一个小系统，可将之独立出来进行设计研发，在这一过程中，基本不需要考虑兼容的问题。
2）ONT的接口类型。
①PON接口。
在GPON系统当中，决定接口类型的因素有以下几种：有线速率、光通道损耗类型以及单/双光纤。通常情况下，GPON的标称速率为上行1244.16Mbit/s、下行2488.32Mbit/s。
②用户端业务接口。
对于GPON系统而言，用户端接口的类型较为复杂，需要支持多种业务类型，如数据业务、PSIN业务、专用线以及数字视频等等。
2 ONT技术在GPON系统中的具体应用
2.1 ONT分层设计
在FTTH中应用GPON系统可以实现光纤入户，而ONT则是距离用户最近的终端设备，它的主要作用是对OLT端传输过来的数据信息进行处理，如语音、视频等。采用分层的方式对ONT进行设计主要是出于以下两种原因：一种是根据信号流向进行设计较为困难，另一种则是可以借鉴GPON网络分层结构来设计ONT。
2.2 各层的基本功能
2.2.1 物理媒介层
该层能够为ONT提供最底层的物理链路，可以实现光电转换和信号接收与发送，其主要功能有波分复用、光纤连接、
光/电与电/光转换，这些功能均可借助光电收发一体化模块予以实现。
2.2.2 GTC层
按照ITU相关协议的规定，可将GTC分为帧子层和适配子层，它们能够实现的主要功能如表1所示。
2.2.3 业务高层
该层是以微处理器为中枢，主要负责实现各类业务的接口功能，这就要求该层必须具备较快的处理速度，而且还要有实现不同协议标准接口的能力。
2.3 ONT各层的实现
在GPON系统当中，ONT是最为重要的组成部分之一，它的功能十分复杂，同时，ONT与用户端的距离最近，它的设计成本与用户的经济承受能力密切相关，为此可以借鉴通信网络的分层设计思想，分别对ONT的各层进行实现。
2.3.1 物理媒介层的实现
可以采用模块化的方式对该层进行设计，其中光模块是该层的核心，在选择光模块时除了要保证模块本身的可靠性和经济性之外，还要能够满足GPON系统的基本要求。本次设计中选用的是RTXM167-406光模块，它的内部集成了一个WDM耦合器，可以实现上行1.25G和下行2.5G速率的传输。
2.3.2 GTC层的实现
该层不但是GPON ONT中最为重要的一层，而且也是功能最为复杂的一层。ITU -T G.984.3协议中，对TC层的功能和要求进行了明确规定，在GPON系统当中，ONT需要对针对OLT的时隙分配以及带宽做出响应，测距功能则需要ONT与OLT共同完成。由于GPON系统的功能较之APON更加强大，从而使得在进行GTC层设计时，不但需要考虑诸多方面，而且还要应用各种技术。
①测距技术。对于GPON系统而言，测距的主要作用是补偿ONU与OLT间的传输时延差异，以此来实现ONT带OLT的逻辑距离相同。光纤信道的特点之一是时延较大，若是ONU与OLT间的距离过远，则会使上行信道的复用受到影响。实践证明，对ONU发送时延进行调整能够减小发送窗口的间隔，这样便可提高上行信道的利用效率。目前，GPON系统测距常用的方法为带内开窗测距技术，该技术具有实现过程简单、精确高、成本低等优点。通过该测距技术，便可以使ONU到达OLT的时间相同。
②DBA技术。它是一种能够提高GPON系统带宽利用率的技术。GPON系统中的数据通信属于一种变速率的业务，若是采用静态带宽的分配方式很难满足使用需要，故此需要采用DBA技术来提高带宽的利用率。
③信息加密技术。由于GPON系统在进行下行传输时，采用的是广播方式，这使得每个ONU均能够接收到来自于OLT发送的信息，为避免用户信息在发送过程中被窃取，需要对ONU的下行信号进行加密处理。可借助搅动技术来完成加密过程，该技术是一种较为有效的保护措施，通过搅动密匙可对ONU的下行数据进行扰乱，由此便可实现加密的目的。
2.3.3 业务高层的实现
GPON系统的帧结构能够对各种业务进行直接封装，这为GEM接口的业务适配提供了方便，通常只需要考虑转码、调码、时钟恢复与同步即可。为了满足新业务种类的引入要求，在对高层业务进行设计时，应当充分考虑到新数据的成帧方式和业务速率以及对全业务的支持，如语音、ATM等。
3 结论
本文基于分层设计思想，论述了ONT在GPON系统中的应用，其中GTC层的设计与实现是关键部分，必须运用各种技术才能保证该层的稳定、可靠运行。
参考文献
[1]卞英音.吉比特无源光网络（GPON）终端高层业务的研究与实现[D].南京理工大学，2010.
[2]袁慧.GPON系统中基于全部T-CONT类型的动态带宽分配算法的研究与仿真[D].武汉邮电科学研究院，2011.
[3]董亮.基于T-CONT轮询的GPON上行动态带宽分配算法研究[D].北京邮电大学，2012.
[4]应旭君.基于嵌入式系统的GPON ONU管理控制模块的设计[D].浙江工业大学，2011.
作者简介
伊立群（1982-），男，大学文化，工程师，现就职于大庆油田有限责任公司生产运行部。
关键词 GPON；ONT；光纤入户
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）24-0133-01
1 ONT技术简介
ONT是Optical Network Terminal的缩写形式，具体是指光网络终端。通常情况下，ONT即ONU，但如果从严格的意义上讲，ONT仅是ONU的一部分，两者之间的差别在于ONT是位于用户端的光网络终端，而ONU则是光网络单元，它与用户端之间可能还会存在其它的网络结构。
1）ONT主流产品。
为了满足不同的应用需要，相继出现了多种系列的ONT产品，如MDU、SFU、RGU等等。由于ONT是直接与用户联系的设备，为此，在GPON系统中，ONT形成了一个小系统，可将之独立出来进行设计研发，在这一过程中，基本不需要考虑兼容的问题。
2）ONT的接口类型。
①PON接口。
在GPON系统当中，决定接口类型的因素有以下几种：有线速率、光通道损耗类型以及单/双光纤。通常情况下，GPON的标称速率为上行1244.16Mbit/s、下行2488.32Mbit/s。
②用户端业务接口。
对于GPON系统而言，用户端接口的类型较为复杂，需要支持多种业务类型，如数据业务、PSIN业务、专用线以及数字视频等等。
2 ONT技术在GPON系统中的具体应用
2.1 ONT分层设计
在FTTH中应用GPON系统可以实现光纤入户，而ONT则是距离用户最近的终端设备，它的主要作用是对OLT端传输过来的数据信息进行处理，如语音、视频等。采用分层的方式对ONT进行设计主要是出于以下两种原因：一种是根据信号流向进行设计较为困难，另一种则是可以借鉴GPON网络分层结构来设计ONT。
2.2 各层的基本功能
2.2.1 物理媒介层
该层能够为ONT提供最底层的物理链路，可以实现光电转换和信号接收与发送，其主要功能有波分复用、光纤连接、
光/电与电/光转换，这些功能均可借助光电收发一体化模块予以实现。
2.2.2 GTC层
按照ITU相关协议的规定，可将GTC分为帧子层和适配子层，它们能够实现的主要功能如表1所示。
2.2.3 业务高层
该层是以微处理器为中枢，主要负责实现各类业务的接口功能，这就要求该层必须具备较快的处理速度，而且还要有实现不同协议标准接口的能力。
2.3 ONT各层的实现
在GPON系统当中，ONT是最为重要的组成部分之一，它的功能十分复杂，同时，ONT与用户端的距离最近，它的设计成本与用户的经济承受能力密切相关，为此可以借鉴通信网络的分层设计思想，分别对ONT的各层进行实现。
2.3.1 物理媒介层的实现
可以采用模块化的方式对该层进行设计，其中光模块是该层的核心，在选择光模块时除了要保证模块本身的可靠性和经济性之外，还要能够满足GPON系统的基本要求。本次设计中选用的是RTXM167-406光模块，它的内部集成了一个WDM耦合器，可以实现上行1.25G和下行2.5G速率的传输。
2.3.2 GTC层的实现
该层不但是GPON ONT中最为重要的一层，而且也是功能最为复杂的一层。ITU -T G.984.3协议中，对TC层的功能和要求进行了明确规定，在GPON系统当中，ONT需要对针对OLT的时隙分配以及带宽做出响应，测距功能则需要ONT与OLT共同完成。由于GPON系统的功能较之APON更加强大，从而使得在进行GTC层设计时，不但需要考虑诸多方面，而且还要应用各种技术。
①测距技术。对于GPON系统而言，测距的主要作用是补偿ONU与OLT间的传输时延差异，以此来实现ONT带OLT的逻辑距离相同。光纤信道的特点之一是时延较大，若是ONU与OLT间的距离过远，则会使上行信道的复用受到影响。实践证明，对ONU发送时延进行调整能够减小发送窗口的间隔，这样便可提高上行信道的利用效率。目前，GPON系统测距常用的方法为带内开窗测距技术，该技术具有实现过程简单、精确高、成本低等优点。通过该测距技术，便可以使ONU到达OLT的时间相同。
②DBA技术。它是一种能够提高GPON系统带宽利用率的技术。GPON系统中的数据通信属于一种变速率的业务，若是采用静态带宽的分配方式很难满足使用需要，故此需要采用DBA技术来提高带宽的利用率。
③信息加密技术。由于GPON系统在进行下行传输时，采用的是广播方式，这使得每个ONU均能够接收到来自于OLT发送的信息，为避免用户信息在发送过程中被窃取，需要对ONU的下行信号进行加密处理。可借助搅动技术来完成加密过程，该技术是一种较为有效的保护措施，通过搅动密匙可对ONU的下行数据进行扰乱，由此便可实现加密的目的。
2.3.3 业务高层的实现
GPON系统的帧结构能够对各种业务进行直接封装，这为GEM接口的业务适配提供了方便，通常只需要考虑转码、调码、时钟恢复与同步即可。为了满足新业务种类的引入要求，在对高层业务进行设计时，应当充分考虑到新数据的成帧方式和业务速率以及对全业务的支持，如语音、ATM等。
3 结论
本文基于分层设计思想，论述了ONT在GPON系统中的应用，其中GTC层的设计与实现是关键部分，必须运用各种技术才能保证该层的稳定、可靠运行。
参考文献
[1]卞英音.吉比特无源光网络（GPON）终端高层业务的研究与实现[D].南京理工大学，2010.
[2]袁慧.GPON系统中基于全部T-CONT类型的动态带宽分配算法的研究与仿真[D].武汉邮电科学研究院，2011.
[3]董亮.基于T-CONT轮询的GPON上行动态带宽分配算法研究[D].北京邮电大学，2012.
[4]应旭君.基于嵌入式系统的GPON ONU管理控制模块的设计[D].浙江工业大学，2011.
作者简介
伊立群（1982-），男，大学文化，工程师，现就职于大庆油田有限责任公司生产运行部。