gpon关键技术及系统构成

1、GPONffi势及应用GPONG.984GPON=GigabitPON,FSAN委员会将其演变为语音与数据的源形式传输,带宽,语音及数据业务的效率约为93%,2003年被国际电联(ITU)采纳为标准GPON的优势:上下行比特率上行1.25Gbit/s下行2.5Gbit/s高效率GPON=93%EPON=49%支持源形式TDM,IP数据及视频业务运营商驱动(FSAN)保护动态带宽分配(DBA)平安GPON系统特点容量大,解决接入网瓶颈问题下行，上行1.244Gbps速率的吉比特级的GPON开兆PON)网络系统.通过内置的CWDM1块可扩展到10G.传输效率高将所有的传送数据采用全新的GFP适配协

2、议封装为25us的定长帧构造，与APO厮口EPONl术相比，具有更少的开销字节和更高的传输效率.在的传输带宽需求情况下GPON勺传输效率达93%,而APO忻口EPON勺传输效率分别是71咐口49%.接入网络构造灵敏,便于扩展GPONI(统可以支持环型、树型等多种网络拓扑构造.主干仅需单芯/双芯光纤，通过无源光纤分配网络(ODN接入各类业务，GPON的分支才能达1:32,这是有源设备所望尘莫及的.分支扩容对现有业务无影响.保护功能完善内置的光交换模块实现双纤保护或环路保护,保护切换时间小于30ms,保障业务稳定可靠.对业务良好的QoS支持采用标准的GFP封装协议，可以为TDM业务分配固定传送帧字

3、节，相比APONmEPON用E1仿真的方式为TDM业务提供了完全的QOS呆障.动态带宽分配和流量控制功能GPONF行数据采用播送方式传送，上行数据采用统计时分多址复用技术，各业务点通过恳求/容许方式动态分配带宽,可以实现带宽的充分利用,对特殊需求采用流量参数控制.功能强大、完善的网管系统GPO隘统具有完善的图形管理界面，所有用户的管理、业务的调配均可在网管实现.改变目前不同业务分别组网,分别管理和维护的场面,减少网络系统的设计施工和运营维护本钱.同时内置SNMP莫块，TDM业务的管理可纳入原有的另外：BPONG.983基于ATM的PON,早期的BPON在运营商中只有少量的测试及商用，仅支持语音

4、及数据,622M的带宽,70%的利用率,1999年被国际电联（ITU）采纳为标准.EPON基于以太网接口的PON,适用于新起的市场，特别适用于IP城域网的接入,1G的带宽，语音及数据业务的效率约为50%,IEEE的标准化约在2004年。GPO陕键技术及系统构成GPON勺关键技术及系统构成一、什么叫GPON?GPON（统的构成和其它PON技术类似，GPON1是一种采用点到多点拓扑构造的无源光接入技术，由局侧的OLTOpticalLineTerminal，光线路终端、用户侧的ONUOpticalNetworkUnit，光网络单元以及ODNOpticalDistributionNetwork,光分配

5、网络组成。所谓"无源"，是指ODN43不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光纤和光分/合路器Splitter等无源光器件组成，没有昂贵的有源电子设备。GPONB下行方向OLT到ONU采用TDMM送方式、上行方向ONUBJOLT采用TDMA时分多址接入方式，可以灵敏地组成树型、星型、总线型等拓扑构造，其中典型构造为树形构造。GPONI（统要求OLT和ONU之间的光传输系统使用符合ITU-TG.652标准的单模光纤，上下行一般采用波分复用技术实现单纤双向的上下行传输，上行使用1260nm-1360nm波长，下行使用1480nm-1500nm波长。此外，GPON（统还可以采用

6、第三波长方式1540nm1560nm波长实现CATV业务的承载。GPO隘统的ONU/ONTONT是用于FTTH并具有用户端口功能的ONU可放置在交接箱、楼宇/分线盒、公司/办公室和家庭等不同的位置，形成FTTCab光纤到交接箱、FTTB/C光纤到楼宇/分线盒、FTTO光纤到办公室和FTTH光纤到家庭用户等不同的网络构造。总的来说，GPONI有如下主要技术特点：1业务支持才能强，具有全业务接入才能。GPON（统可以提供包括64kbit/s业务、E1电路业务、ATM业务、IP业务和CATV等在内的全业务接入才能，是提供语音、数据和视频综合业务接入的理想技术。2可提供较高带宽和较远的覆盖间隔。GPO

7、N（统可以提供下行2.488Gbit/s,上行1.244Gbit/s的带宽。此外，GPONi（统中一个OLT可以支持64个ONU支持20km传输。3带宽分配灵敏，有效劳质量保证。GPONK统中采用的DBA算法可以灵敏调用带宽，可以保证各种不同类型和等级业务的效劳质量。4ODN勺无源特性减少了故障点，便于维护。GPON（统在光传输过程中不需要电源，没有电子部件，因此容易铺设，并防止了电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电，在很大程度上节省了运营本钱和管理本钱。5PONRT以采用级联的ODW勾造，即多个光分路器可以进展级联，大大节约了主干光缆。6系统扩展容易，便于晋级。PON

8、系统模块化程度高，对局端资源占用很少，树型拓扑构造使系统扩展容易。三、GPON勺关键技术GPONi（统的协议栈主要由物理媒质相关PMD层和GPON输会聚GTC层组成。GTC层包括两个子层：GTC成帧子层和TC适配子层。GTC层可分为两种封装形式：AT怫式和GEM式，目前GPON5;备根本都采用GEM式。GEM式的GTC层可为其客户层提供3种类型的接口：ATM客户接口、GEM客户接口和ONT管理和控制接口OMCI。GPON勺PMD1对应于OLT和ONUfc间的光传输接口也称为PO隈口，其详细参数值决定了GPON（统的最大传输间隔和最大分路比。OLT和ONU勺发送光功率、接收机灵敏度等关键参数主要

9、根据系统支持的OD联型来进展划分。根据允许衰减范围的不同，OD般型主要分为A、B、C三大类，结合目前实际应用需求和光收发模块的实际才能工业界还定义了GPO隘统支持的最大分路比。OD»类见表1,目前B+类ODN主流。表1ODN类ODN型衰减范围光通道损耗差A类520dBB类1025dBB+类1328dB15dBC类1530dBGPON勺标称线路速率（下行/上行）有多种，详细包括： 1244.16Mbit/s/155.52Mbit/s； 1244.16Mbit/s/622.08Mbit/s； 1244.16Mbit/s/1244.16Mbit/s； 2488.32Mbit/s/155.5

10、2Mbit/s； 2488.32Mbit/s/622.08Mbit/s； 2488.32Mbit/s/1244.16Mbit/s； 2488.32Mbit/s/2488.32Mbit/s。目前主流厂家的GPOV品均支持2488.32Mbit/s/1244.16Mbit/s,并且在隔下支持1:64分路比。TC层也称为GTCH是GPON勺核心层，主要完成上行业务流的媒质接入控制和这两个关键功能。GTC层包括两个子层：GTC成帧子层和TC适配子层。B+类，扩展了20km传输间ONU1册1GTC成帧子层GTC成帧子层包括3个功能:复用和解复用。PLOAMF口GEMtB分根据帧头指示的边界信息复用到下行

11、TC帧中，并可以根据帧头指示从上行TC帧中提取出PLOAMF口GEMB分。帧头生成和解码。下行帧的TC帧头按照格式要求生成，上行帧的帧头会被解码。此外还要完成嵌入式OAM。基于Alloc-ID的内部路由功能。基于Alloc-ID的内部标识为来自/送彳iGEMT谑配器的数据进展路由。2GTC适配子层功能适配子层提供了3个TC适配器，即ATMTCS配器、GEMTCg配器和OMCI适配器。ATM/GEMTC适配器生成来自GTC成帧子层各ATM/GEM的PDU并将这些PDU映射到相应的块。3动态带宽分配DBA与业务QoS管理GTC系统根据T-CONT管理业务流，每个T-CONT由Alloc-ID标识。

12、一个T-CONTW包含一个或多个GEMPort-ID。OLT监控每个T-CONT的流量负载，并调整带宽分配来更好地分配PONft宽资源。PONft宽资源的分配分为动态或静态两种方式，在动态资源分配方式中，OLT通过检查来自ONU的DBA报告和/或通过输入业务流的自监测来理解拥塞情况，然后分配足够的资源。在静态资源分配方式中，OLT根据配置信息为业务流预留固定带宽。DBA功能可提供各种不同的QoSGPONTCB规定了5种T-CONTType1,2,3,4,5，DBA功能在各T-CONT中实现。GEM形式中，GEM1接由GEM-Port标识，并根据QoS要求由一种T-CON襟型承载。DBA功能分为

13、下面几个部分： OLT和/或ONU测拥塞状态； 向OLT报告拥塞状态； OLT根据提供的参数更新带宽分配； OLT根据更新的带宽分配和T-CONT类型发送授权；发送DBA操作管理信息OLT通过OMCIONT管理控制接口来控制ONT协议允许OLT进展以下动作:1建立和释放与ONT之间的连接；2管理ONTk的UNI;3恳求配置信息和性能统计；4向系统管理员自动上报事件，如链路故障。OMCI协议在OLT控制器和ONTJ空制器之间的GEM1接上运行，该连接在ONT®始化时建立。OMCI协议是异步的：OLT上的控制器是“主''，ONT上的控制器是“从。一个OLT控制器通过在不同

14、的控制信道上使用多个协议实例来控制多个ONT。OMCI在下面几个方面对ONT进展管理：1配置管理：提供了控制、识别、从ONT搜集数据和向ONTI供数据的功能；2 故障管理：支持有限的故障管理功能，大多数操作仅限于进展故障指示；3 性能管理：主要是性能监控；4 平安管理：使能/去使能下行加密功能、全光纤保护倒换才能管理。在ONU能正常工作前必须完成激活注册过程。GPON&议基于ONU勺序列号来识别和配置ONU有些运营商会通过运维系统根据ONU的序列号对其进展预配置，这时通常采用直接激活ONU的方式。而在其它情况下，不能提早获知ONU的序列号，因此OLT需要具有自动发现ONU的机制。5 7

15、SONU的事彳有3个：6 网络运营商在得知新的ONU1接到网络后，从运维系统启动激活过程；b当有ONIM工作状态丧失时，OLT就自动启动激活过程。查询频率可由运维系统设定；cOLT周期发起激活过程，查询频率可由运维系统设定。ONU的激活过程包括：OLT和ON必间协商工作参数、测量OLT和ON必间的逻辑间隔、建立上下行通信通道。对OLT和ONU间逻辑间隔的测量即测距。GPON用带内方式对在线系统中的ONU®展测距。对新参加到系统中的ONL®展测距时，已工作的ONUS暂停发送信号，以翻开一个测距窗口。该窗口的大小与新参加系统的ONU的间隔有关，假设能预先知道新参加系统的ONU的

16、间隔那么可以减小测距窗口。ONU勺激活过程由OLT控制，其激活过程大致如下： ONU通过Upstream_Overhead消息接收工作参数； ONU根据接收到的工作参数调整自己的参数如：发送光功率； OLT通过Serial_NumberAcquisition流程发现新ONU的序列号；OLT给所有新ONU配ONU-ID; OLT测量新ONU的平衡时延； OLT将测量的平衡时延传送给ONU； ONU根据平衡时延调整其上行帧的发送起始点。以上激活过程是通过交互上下行标记flag以及PLOAM肖息来完成的。在正常工作状态下，所有传输信号都可以被用来监测信号到达的相位。通过监测传输信号的相位，可以更新平

17、衡时延。ON城册由自动发现流程完成。ONU1册有两种方式：“配置S/N”方式是通过管理系统如NM褥口/或EM5在OLT注册ONU序列号，“发现S/N”方式是不通过管理系统如NM褥口/或EMS在OLT注册ONU?列号。四、TDM业务承载GPONT通过2种方式承载TDM业务如E1，一种是Native方式也被称为TDMoverGEM亍式，另外一种是CESoPoverGEM。Native方式是利用可变的GEM来直接封装TDM帧。具有一样Port-ID的TDM数据分组会会聚到TC上层。净荷部分包含L字节的TDM块。TDM业务到GEM帧的映射允许GEM长木据TDM业务的频率偏移进展变化。TDM段的长度由PLI域指示。125us ，GETDM源适配进程应该在输入缓存中对输入数据进展排队，每当有帧到达即每M帧复用实体将记录当前GEM帧中准备发送的字节数量。一般情况下，PLI将根据TDM标称速率指示一个固定字节数，但经常需要多传送或少传送一些字节，这一点将在PLI域中反映出来。假设输出频率比输入信号频率快，那么输入缓存器开始清空，填充最终降到低门限以下。这时，从输入缓存器少读取一些字节，填充将上升至低门限以上。相反的，假设输出频率比输入信号频率慢，那么输入缓存器开始填满，填充最终上升到高门限以上。这时，从输入缓存器多读取一些字节，填充将降至高门限以下。CESoPCirc