GPON基本原理介绍

GPON基本原理介绍GPON标准体系-G.984系列ITU-TG.984.3GPONTC层规格要求GTC复用结构及协议栈介绍GTC帧结构介绍ONU注册激活流程DBA规格要求告警和性能ITU-TG-984.1/2/3/4ITU-TG.984.1GPON网络参数说明保护倒换组网要求ITU-TG.984.4OMCI消息结构介绍OMCI设备管理框架OMCI实现原理简述ITU-TG.984.2PMD层规格要求2.488Gbps下行光接口参数规格要求1.244Gbps上行光接口参数规格要求物理层开销分配GPON标准体系-G.984系列G.984.5：主要解决未来多业务的接入，包括NGA、视频业务；采取波长预留的方式，使光分配网ODN的价值最大化。G984.6：解决GPON距离延伸的问题，扩大GPON的服务半径。G.984.5+G.984.6，增强了GPON的应用范围，延伸了GPON的技术寿命，为后续演进预留了技术基础。GPON基本特征遵循标准ITU-TG.984；点到多点(P2MP)应用的单纤双向光接入技术；ODN无源；主要传输线路速率下行/上行：2.5Gbit/s/1.25Gbit/s；分光比1:64（可达1:128）；采用单纤双波的波分复用技术，支持第三波；下行中心波长：1490nm；上行中心波长：1310nm；1550nm可选用于CATV。OLT与ONU之间信号传输基于GEM帧封装；下行广播/上行时分复用，上行带宽分配采用DBA机制；提供五种带宽分配模型；OLT对ONU的设备和业务管理及互通基于OMCI标准接口。GPON系统构成低成本单纤双波长传送结构下行中心波长1490nm上行中心波长1310nmCATV第三波长1550nm传输速率0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdownGPON下行工作原理广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过PortID来区分不同的ONU的数据，ONU通过过滤来接收属于自己的数据。Splitter21NPCBd21NPCBd21NPCBd21NPCBdOLTONU1ONU2ONUN12NUser1User2UserNGPON上行工作原理TDMA方式：GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstreambandwidthmap字段来给每个ONU分配上行时隙，这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。SplitterN21N21OLTONU1ONU2ONUn12NUser1User2Usern21N21N21NUpstreamframe125µsGPON数据封装ONU从UNI口接收到上行的ETH、TDM或SDH数据。ONU把上行数据封装为GEM帧，发送给OLT。OLT把GEM帧解封装为ETH、TDM或SDH数据，通过上联口发送出去。下行方向进行类似的处理。OLTONUETHTDMSDHETHTDMSDHGEMGPON光功率预算TableG.984.2–ClassesforopticalpathlossClassAClassBClassB＋ClassCMinimumloss5dB10dB13dB17dBMaximumloss20dB25dB28dB32dBZTE’sOLTandONU28dB(ClassB+),32dB(classC+)OLT/ONT光参数指标实际应用时，注意ODN的衰减值在合适的范围内OLT，ONU的正常范围如下表（我们当前通常为ClassB+）：OLT光参数指标发送功率灵敏度过载下行光功率损失光预算损耗（OLT->ONU）ClassB5~9dBm-28dBm-7(-13)dBm10~25dBClassB+1.5~5dBm-28dBm-8dBm0.5dB13~28dBClassC+3~7dBm-32dBm-12dBm1dB17~32dBONU光参数指标发送功率灵敏度过载上行光功率损失光预算损耗（ONU->OLT）ClassB-2~3dBm-21dBm-1dBm10~25dBClassB+0.5~5dBm-27dBm-8dBm0.5dB13~28dBClassC+0.5~5dBm-30dBm-8dBm0.5dB17~32dB以上值作为参考值，我们主要使用的是ClassB+/ClassC+。GPON保护方案：采用单个PON端口，PON口处内置1×2光开关，由OLT发起倒换效用：只保护主干光纤方案：备用的OLTPON端口处于冷备用状态，由OLT发起倒换。主备端口可以共板，也可跨板效用：保护主干光纤、PON端口、单板方案：全保护，OLT和ONU之间有两条热备的链路，ONU发起倒换。可是主备，也可负荷分担效用：全保护，保护主干光纤、PON端口、单板、分光器、分支光缆TypeATypeBTypeC√√√√√√√√保护范围TypeA是纯粹物理层备份，与设备无关。标准已将其废除目前主要支持TypeB和TypeCGPON系统的AES加密处理GPON支持下行广播数据进行AES128加密处理。只对GEM帧中的Payload进行加密处理。GPON系统定期的进行AES密钥交换和更新，提高了线路数据的可靠性。密钥更换由OLT发起密钥更换请求，ONU响应并将生成的新的密钥，并分两部分发给OLT，且重复发送三次，OLT收到了新的密钥后，就要开始进行密钥切换，将使用新的密钥的帧号通过相关的命令通知ONU（也是三次），ONU在相应的数据帧上切换校验密钥。E