GPON 更新时间：2011-05-28 08:30

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GPON 是ITU-T 提出的一种灵活的每秒吉比特级光纤接入网, 它以ATM 信元和GEM 帧承载多业务, 支持商业和居民业务的宽带全业务接入。GEM(GPON EncapsulationMethod)类似于通用成帧规程GFP , 是GPON 特有的封装方式。它不仅具有名字上反映出的每秒吉比特传输能力, 而且是一种与已有PON 系统相比有本质区别的新的PON 技术。

GPON特点

• (1 ) 前所未有的高带宽。GPON 速率高达2 .5 Gbps, 能提供足够大的带宽以满足未 来网络日益增长的对高带宽的需求, 同时非对称特性更能适应宽带数据业务市场。

  (2) QoS 保证的全业务接入。GPON 能够同时承载ATM 信元和/ 或GEM 帧, 有很 好的提供服务等级、支持QoS 保证和全业务接入的能力。目前, ATM 承载话音、PDH、 Ethernet 等多业务的技术已经非常成熟; 使用GEM 承载各种用户业务的技术也得到大 家的一致认可, 已经开始广泛应用和发展。

  ( 3) 很好地支持TDM 业务。TDM 业务映射到GEM 帧中, 由于GPON TC 帧帧长为 125 μs, 能够直接支持TDM 业务。TDM 业务也可映射到ATM 信元中, 也能提供有QoS 保证的实时传输。

  (4 ) 简单、高效的适配封装。采用GEM 对多业务流实现简单、高效的适配封装。在 APON 中, 所有的多业务流( 话音、数据业务流) 都必需进行协议转化, 映射到ATM 信元 中传输。众所周知, 5 字节的ATM 头相对于48 字节的数据来说, 会带来超过10% 的带 宽损失, 特别对于长分组的数据包来说, 其打包过程复杂、效率非常低。而在EPON 中, 虽然直接承载以太网帧, 实现过程简单, 但仅考虑8B/ 10B 的线路编码就已经有20%的带 宽浪费, 加上对以太网帧的封装和开销, EPON 带宽利用率比GPON 低30%左右。同时, 在传输TDM 业务时, 需要将其通过协议转化映射到以太网帧中, 目前对此技术还没有规 定统一的标准。GPON 的GEM 提供了一种灵活的帧结构封装, 支持定长和不定长帧的 封装, 对多种业务实现通用映射, 不需要进行协议转换, 实现过程简单, 开销小, 协议封装 效率最高可达94% , 实现了带宽资源的充分利用。

  (5) 强大的OAM 能力。针对以太网系统在网路管理和性能监测的不足, GPON 从 消费者需求和运营商运行维护管理的角度, 提供了3 种OAM 通道: 嵌入的OAM 通道、 PLOAM 和OMCI。它们承担不同的OAM 任务, 形成C/ M Plane( 控制/ 管理平面) , 平面 中的不同信息对各自的OAM 功能进行管理。GPON 还继承了G .983 中规定的OAM 相 关要求, 具有丰富的业务管理和电信级的网络监测能力。

  (6 ) 技术相对复杂, 设备成本较高。GPON 承载有QoS 保障的多业务和强大的OAM 能力等优势很大程度上是以技术和设备的复杂性为代价换来的, 从而使得相关设备成本 较高。但随着GPON 技术的发展和大规模应用, GPON 设备的成本可能会有相应地 下降。

GPON系统结构

• 同所有PON 系统一样, GPON 由ONU、OLT 和无源光分配网组成, 其网络结构如图1 所示。OLT 为接入网提供网络侧与核心网之间的接口, 通过ODN 与各ONU 连接。 作为PON 系统的核心功能设备, OLT 具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON 系统的功能。ONU 为接入网提供用户侧的接口, 提供话音、数据、视频等 多业务流与ODN 的接入, 受OLT 集中控制。系统支持的分支比为1∶16/ 32/ 64, 随着光 收发模块的发展演进, 支持的分支比将达到1∶128。在同一根光纤上, GPON 可使用波分 复用(WDM)技术实现信号的双向传输。根据实际需要, 还可以在传统的树型拓扑的基础 上采用相应的PON 保护结构来提高网络的生存性。
  

  图1 GPON 系统结构图

  下面具体说明GPON 在接入网中各种场合下应用时应支持的业务类型。

GPON 层次模型

• GPON 技术特征主要体现在传输汇聚层。GPON 协议参考模型如图所示, 其中传输汇聚层又分为PON 成帧子层和适配子层。GTC (GPON Transmission Convergence)的成帧子层完成GTC 帧的封装、终结所要求的ODN 传输功能, PON 的特定功能( 如测距、带宽分配等)也在PON 的成帧子层终结, 在适配子层看不到。GTC 的适配子层提供PDU 与高层实体的接口。ATM 和GEM 信息在各自的适配子层完成业务数据单元(SDU)与协议数据单元PDU 的转换。OMCI 适配子层高于ATM 和GEM 适配子层, 它识别VPI/ VCI 和Port - ID, 并完成OMCI 通道数据与高层实体的交换。
  

GPON 在接入网中的应用

• GPON 可应用于接入网(参见图4 .1) 中的光纤到户、光纤到楼/ 路边和光纤到

  (2 ) FTTB for Business

  对称宽带业务(如Group Software、Content Broadcast、E-mail、文件交互等)POTS 和ISDN专用线(GPON 必须能以不同速率灵活地提供专用线业务)

  2 . FTTC 和FTTCab

  非对称宽带业务(如数字广播业务、VOD、IP TV、文件下载、在线游戏等)对称宽带业务(如Content Broadcast、E-mail、文件交互、远程教育、远程诊断等)POTS 和ISDNxDSL 延伸

  3 . FTTH

  非对称宽带业务(如数字广播业务、VOD、IP TV、文件下载等)

  对称宽带业务( 如Content Broadcast、E-mail、文件交互、远程教育、远程诊断、在线游戏等)

  POTS 和ISDN