2023学年完整公开课版GPON

《宽带接入技术》课程GPON课程团队：李滢滢成敏娟叶礼兵王苏南王永学目录

GPON01

GPON帧结构02三种PON技术的对比03一、GPONITU-T于2003年1月通过有关千兆以太网无源光网络（GPON－GigabitPON）的新标准G.984.1和G.984.2。GPON是一种按照消费者的需求设计、由运营商驱动的解决方案，GPON堪称是当今世界上最为先进的PON系统。一、GPON由于GPON是在APON基础上专门针对APON的缺点发展起来的，所以GPON保留了APON的许多优点，与APON有很多相同之处，但GPON更高效、高速，特别是以本色模式和极高的效率同时支持数据和TDM。一、GPONGPON技术针对1Gbit/s以上的PON标准，除了对更高速率的支持外，还是一种更佳、支持全业务、效率更高的解决方案。引入通用成帧协议(GFP)，能将任何类型和任何速率的业务进行原有格式封装后经由PON传输，而且GFP帧头包含帧长度指示字节，可用于可变长度数据包的传递，大大提高了传输效率。因此能更简单、通用、高效地支持全业务GPON提供1.244和2.488Gbit/s的下行速率和所有标准的上行速率。传输距离可达20KM。支持的光分路比在64-128之间。一、GPON在PON上传送GEM帧网络结构与APON类似单纤双向传输机制：使用1550nm/1310nm双窗口（上行：1310nm区，下行：1550nm区)速率：上/下行非对称1.25G/2.5Gbps传输技术：上行采用时分多址TDMA下行采用广播方式的时分复用TDM二、GPON帧结构GEM帧结构如图4-22所示。图中PLI为有效负载长度指示符，用于确定净负荷长度。端口ID用于支持多端口复用，相当于APON技术中的VPI。标记用作分段指示，10表示第一个分段，00表示中间分段，01表示最后一个分段，若承载的是整帧，标记值为11。标记的引入解决了由于剩余带宽不足以承载当前以太网帧时带来的带宽浪费问题，提高了系统的有效带宽。FFS目前尚未定义。HFC为头校验字节，采用自描述方式确定帧的边界，用于帧的同步与帧头保护。二、GPON帧结构GPON采用125微秒时间长度的帧结构，可用于更好地适配TDM业务。同时，继续沿用APON中PLOAM信元的概念传送OAM信息，并加以补充丰富。GPON帧的净负荷中分ATM信元段和GEM通用帧段，实现综合业务的接入。GPON下行帧格式如图所示。其中下行物理控制块字段，提供帧同步、定时及动态带宽分配等OAM功能；载荷字段透明承载ATM信元及GEM帧。二、GPON帧结构GPON上行帧长也为125微秒(μs)，帧格式的组织由下行帧中“USBWMap”字段确定，如图所示。GEM帧的净负荷区范围为4～65535字节，解决了APON中ATM信元所带来的承载IP业务效率低的弊病；而以太网MAC帧中净负荷区的范围仅为46～1500字节，因此，GPON对于IP业务的承载能力相当强。

三、上下行复用技术GPON下行采用广播方式，上行方向采用基于统计复用的时分多址接入技术。GPON通过CWDM覆盖实现数据流的全双工传输。四、三种PON技术的对比基础技术APON基于ATM和PON技术EPON基于Ethernet和PON技术网络结构：均为点到多点结构复用技术：均为上行TDMA，下行TDM广播方式，动态分配时隙面临的共同问题测距、带宽请求与分配、安全问题等数据传输APON传输定长的ATM信元（53字节）EPON传输不定长的Ethernet帧（64－1518字节）EPON可直接承载IP业务四、三种PON技术的对比APON、GPON、EPON三种技术是目前应用的主要PON技术，它们各有不同的特点和优势，为了便于区分使用，下面从不同方面对其进行比较四、三种PON技术的对比APON最成熟，但业务提供能力有限、性价比低，无法满足长远的发展，不建议大力发展，仅满足某些特定区域的接入需求。EPON/GEPON简单、高速、成本低、用户面广，技术、产品相对GPON成熟，是中