GPON技术

GPON技术中国电信接入网维护及装维技能竞赛教材编写小组编制-2-目录1.GPON系统构成.......................................................................................................-3-1.1GPON标准体系-G.984系列................................................................................-3-1.2GPON的拓扑结构及系统构成............................................................................-3-2.GPON帧结构...........................................................................................................-6-2.1GPON的帧结构..................................................................................................-6-2.2GPON的下行帧结构...........................................................................................-6-2.3GPON的上行帧结构...........................................................................................-7-2.4GPON的链路层帧结构—GEM帧......................................................................-7-3.GPON工作原理.......................................................................................................-7-4.GPON体系结构及特性..........................................................................................-10-4.1GPON的体系结构............................................................................................-10-4.2GPON系统的多业务性.....................................................................................-10-4.3GPON系统的管理体系结构........................................................................-11-4.4GPON系统的三级管理.....................................................................................-12-4.5GPON系统ONU的发现和测距.......................................................................-12-4.6GPON系统的DBA...........................................................................................-14-5.GPON的加密.........................................................................................................-18--3-1.GPON系统构成1.1GPON标准体系-G.984系列G.984系列包括G.984.1、G.984.2、G.984.3、G.984.4，其中：G.984.1——GPON的业务要求，详细说明线路速率配置、业务容量、基本技术要求、保护方式等；G.984.2——GPON物理媒介，详细说明收发机特征、每线速率、每个上行线路速率的突发开销、以及和TC层的相互作用等；G.984.3——GPON传输汇聚，详细说明传输汇聚协议、测距、层次模型、复用机制、TC帧结构、激活方式、OAM功能、安全性、FEC等G.984.4——GPONONT管理控制接口，详细说明管理信息库MIB、ONT管理控制通道、ONT管理控制协议。1.2GPON的拓扑结构及系统构成PSTNIP骨干网VideoService用户驻地网LANONUONUONUOLTsplitter分支比最大可为1：128可采用PON的保护结构对ODN和需要保护的OLT、ONU实现冗余保护接入网核心网TelephoneTelephoneTelephonePBXGPON系统的重要设备-4-OLT（OpticalLineTerminal）光线路终端通常放置在中心机房（CO）ONU（OpticalNetworkUnit）光网络终端通常放置在用户侧POS（PassiveOpticalSplitter）无源光分路器是连接OLT和ONU的无源设备（1）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1310nm（2）OLT系统功能框图-5-（3）ONU系统框图（4）GPON的上下行速度（1）0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown（2）0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown（3）1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown（4）0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（5）0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown-6-（6）1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（7）2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown2.GPON帧结构2.1GPON的帧结构GTC帧PCBdnSlot0Slot1SlotRDownstreamUpstreamPCBdn+1SlotRSlot0USVirtualFrameTXInterval2^nbyteTP-Frame=125uSPayloadnSlot1Payloadn+1GTC帧固定帧长125US，即8K，可为TDM业务提供帧头信息2.2GPON的下行帧结构-7-2.3GPON的上行帧结构2.4GPON的链路层帧结构—GEM帧GEM帧结构：3.GPON工作原理（1）单播/广播业务（下行）-8-（2）单播业务（上行）（3）组播业务采用广播PORID域和L2组播过滤表配合实现-9-（4）广播业务（下行）（5）广播业务（上行）-10-4.GPON体系结构及特性4.1GPON的体系结构4.2GPON系统的多业务性支持ATM和GEM两种模式GEM是通用封装格式，支持数据包的封装和NATIVETDM的封装-11-GPON支持精准的8K定时，OLT给ONU送8K定时GPON系统在内时钟时是4级钟，锁外时钟时可达一级钟；GPON支持对上层数据包的拆包和包的重组；可以做到无帧定界开销，效率高GPON支持高优先级业务中断低优先级业务，获得优先服务，保证TDM业务良好性能4.3GPON系统的管理体系结构-12-4.4GPON系统的三级管理GPON管理帧：（1）嵌入OAM（2）PLOAM帧（3）OMCI帧4.5GPON系统ONU的发现和测距新ONU发现有两种模式：（1）随机竞争，不需要事先在OLT上配置ONU的SN号，采用SN自动学习方式（2）序列号MASK模式，需要事先在OLT上配置ONU的SN号ONU的发现和测距分两步：（1）获取SN号，要把所有ONU的SN号获得或直到超时才结束该步（2）测量新发现ONU的距离，给ONU配置EqD时间GPON系统ONU的发现过程-13-SN获取流程GPON系统ONU的测距流程-14-4.6GPON系统的DBA（1）GPON系统的复用原理：（2）T-CONT1.T-CONT传送ATMVP/VCC或GEMPORT并报告自己的buffer状态给OLT用于DBA；2.T-CONT能动态接收来自OLT的带宽受权；3.T-CONT用ALLOC-ID来标识别；4.单个T-CONT能承载各种类型业务ATM或GEM业务；5.单个T-CONT包含1个或多个物理队列，这些物理队列聚合成一个逻辑buffer,并想OLT报告逻辑BUFFER的状态，用于OLT的DBA；6.T-CONT是透明传送实体，对传送的信号不做任何更改；7.来自OLT的带宽受权只给一个T-CONT进行带宽受权。（3）T-CONT的类型和业务关系-15-（4）T-CONT和队列的关系（5）带宽需求报告（report)1)Plou状态指示-16-2)DBRuMode0:AsinglefieldreportsthetotalamountofdataintheT-CONTbuffer.-17-Mode1:Twofields,thefirstreportstheamountofdatawithPCRtokens(1byte),thesecondreportingtheamountofdatawithSCRtokens(1byte)intheT-CONTbuffer.ThistypeofreportingissuitableforT-CONTstype3and5.Mode2:Fourfields,thefirstcontainsthenon-linearcodingoftotalnumberofT-CONT#2(PCR)Thesecondfieldcontainsthenon-linearcodingofthetotalnumberofT-CONT#3(SCRassuredBW)Thethirdfieldcontainsthenon-linearcodingofthetotalnumberofT‑CONT#3(PCR)Thefourthfieldcontainsthenon-linearcodingofthetotalnumberofT-CONT#4(PCR)(besteffortBW).ThisissuitableforT-CONTtype5reporting,orforONUstoprovidesummarizedreporting3)Reportinpayload-18-5.GPON的加密（1）GPON系统的加密方式1）加密方式采用AES-1282）加密单位PORT-ID，可软件打开或关闭3）加密方向-------下行数据流4）密码来源--------ONU5）密码更新触发源-------OLT（2）GPON系统的加密流程-19-（3）密码切换的定时基准------GTC帧中的超帧计数器