2023學(xué)年完整公開課版GPON

《寬帶接入技術(shù)》課程GPON課程團(tuán)隊(duì)：李瀅瀅成敏娟葉禮兵王蘇南王永學(xué)目錄

GPON01

GPON幀結(jié)構(gòu)02三種PON技術(shù)的對比03一、GPONITU-T于2003年1月通過有關(guān)千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（GPON－GigabitPON）的新標(biāo)準(zhǔn)G.984.1和G.984.2。GPON是一種按照消費(fèi)者的需求設(shè)計(jì)、由運(yùn)營商驅(qū)動的解決方案，GPON堪稱是當(dāng)今世界上最為先進(jìn)的PON系統(tǒng)。一、GPON由于GPON是在APON基礎(chǔ)上專門針對APON的缺點(diǎn)發(fā)展起來的，所以GPON保留了APON的許多優(yōu)點(diǎn)，與APON有很多相同之處，但GPON更高效、高速，特別是以本色模式和極高的效率同時支持?jǐn)?shù)據(jù)和TDM。一、GPONGPON技術(shù)針對1Gbit/s以上的PON標(biāo)準(zhǔn)，除了對更高速率的支持外，還是一種更佳、支持全業(yè)務(wù)、效率更高的解決方案。引入通用成幀協(xié)議(GFP)，能將任何類型和任何速率的業(yè)務(wù)進(jìn)行原有格式封裝后經(jīng)由PON傳輸，而且GFP幀頭包含幀長度指示字節(jié)，可用于可變長度數(shù)據(jù)包的傳遞，大大提高了傳輸效率。因此能更簡單、通用、高效地支持全業(yè)務(wù)GPON提供1.244和2.488Gbit/s的下行速率和所有標(biāo)準(zhǔn)的上行速率。傳輸距離可達(dá)20KM。支持的光分路比在64-128之間。一、GPON在PON上傳送GEM幀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與APON類似單纖雙向傳輸機(jī)制：使用1550nm/1310nm雙窗口（上行：1310nm區(qū)，下行：1550nm區(qū))速率：上/下行非對稱1.25G/2.5Gbps傳輸技術(shù)：上行采用時分多址TDMA下行采用廣播方式的時分復(fù)用TDM二、GPON幀結(jié)構(gòu)GEM幀結(jié)構(gòu)如圖4-22所示。圖中PLI為有效負(fù)載長度指示符，用于確定凈負(fù)荷長度。端口ID用于支持多端口復(fù)用，相當(dāng)于APON技術(shù)中的VPI。標(biāo)記用作分段指示，10表示第一個分段，00表示中間分段，01表示最后一個分段，若承載的是整幀，標(biāo)記值為11。標(biāo)記的引入解決了由于剩余帶寬不足以承載當(dāng)前以太網(wǎng)幀時帶來的帶寬浪費(fèi)問題，提高了系統(tǒng)的有效帶寬。FFS目前尚未定義。HFC為頭校驗(yàn)字節(jié)，采用自描述方式確定幀的邊界，用于幀的同步與幀頭保護(hù)。二、GPON幀結(jié)構(gòu)GPON采用125微秒時間長度的幀結(jié)構(gòu)，可用于更好地適配TDM業(yè)務(wù)。同時，繼續(xù)沿用APON中PLOAM信元的概念傳送OAM信息，并加以補(bǔ)充豐富。GPON幀的凈負(fù)荷中分ATM信元段和GEM通用幀段，實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)的接入。GPON下行幀格式如圖所示。其中下行物理控制塊字段，提供幀同步、定時及動態(tài)帶寬分配等OAM功能；載荷字段透明承載ATM信元及GEM幀。二、GPON幀結(jié)構(gòu)GPON上行幀長也為125微秒(μs)，幀格式的組織由下行幀中“USBWMap”字段確定，如圖所示。GEM幀的凈負(fù)荷區(qū)范圍為4～65535字節(jié)，解決了APON中ATM信元所帶來的承載IP業(yè)務(wù)效率低的弊??；而以太網(wǎng)MAC幀中凈負(fù)荷區(qū)的范圍僅為46～1500字節(jié)，因此，GPON對于IP業(yè)務(wù)的承載能力相當(dāng)強(qiáng)。

三、上下行復(fù)用技術(shù)GPON下行采用廣播方式，上行方向采用基于統(tǒng)計(jì)復(fù)用的時分多址接入技術(shù)。GPON通過CWDM覆蓋實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的全雙工傳輸。四、三種PON技術(shù)的對比基礎(chǔ)技術(shù)APON基于ATM和PON技術(shù)EPON基于Ethernet和PON技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：均為點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)用技術(shù)：均為上行TDMA，下行TDM廣播方式，動態(tài)分配時隙面臨的共同問題測距、帶寬請求與分配、安全問題等數(shù)據(jù)傳輸APON傳輸定長的ATM信元（53字節(jié)）EPON傳輸不定長的Ethernet幀（64－1518字節(jié)）EPON可直接承載IP業(yè)務(wù)四、三種PON技術(shù)的對比APON、GPON、EPON三種技術(shù)是目前應(yīng)用的主要PON技術(shù)，它們各有不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢，為了便于區(qū)分使用，下面從不同方面對其進(jìn)行比較四、三種PON技術(shù)的對比APON最成熟，但業(yè)務(wù)提供能力有限、性價比低，無法滿足長遠(yuǎn)的發(fā)展，不建議大力發(fā)展，僅滿足某些特定區(qū)域的接入需求。EPON/GEPON簡單、高速、成本低、用戶面廣，技術(shù)、產(chǎn)品相對GPON成熟，是中