精品文檔-下載后可編輯GPON技術(shù)及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程-基礎(chǔ)電子一、GPON技術(shù)的提出GPON（Gigabit-CapablePassiveOpticalNetwork，吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)是無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）家族中一個重要的技術(shù)分支，其它類似技術(shù)包括APON/BPON和EPON技術(shù)等。GPON是當(dāng)前和未來2到3年內(nèi)受關(guān)注的光接入技術(shù)之一。

GPON的概念早由FSAN（FullServiceAccessNetwork，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)聯(lián)盟）在2022年提出，在此之前，F(xiàn)SAN/ITU還提出并標(biāo)準(zhǔn)化了APON/BPON技術(shù)（ITU-TG.983.x系列標(biāo)準(zhǔn)），IEEE也已經(jīng)開始EPON技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作并很快于2022年正式發(fā)布IEEE802.3ah，這標(biāo)志著EPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的完成。FSAN/ITU推出GPON技術(shù)的原因是由于網(wǎng)絡(luò)IP化進(jìn)程加速和ATM技術(shù)的逐步萎縮導(dǎo)致之前基于ATM技術(shù)的APON/BPON技術(shù)在商用化和實用化方面嚴(yán)重受阻，迫切需要一種高傳輸速率、適宜IP業(yè)務(wù)承載同時具有綜合業(yè)務(wù)接入能力的光接入技術(shù)出現(xiàn)。在這樣的背景下，F(xiàn)SAN/ITU以APON標(biāo)準(zhǔn)為基本框架，重新設(shè)計了新的物理層傳輸速率和TC層，推出了新的GPON技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。

二、GPON系統(tǒng)的構(gòu)成

和其它PON技術(shù)類似，GPON也是一種采用點到多點拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無源光接入技術(shù)，由局側(cè)的OLT（OpticalLineTerminal，光線路終端）、用戶側(cè)的ONU（OpticalNetworkUnit，光網(wǎng)絡(luò)單元）以及ODN（OpticalDistributionNetwork，光分配網(wǎng)絡(luò)）組成。所謂“無源”，是指ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光纖和光分/合路器（Splitter）等無源光器件組成，沒有昂貴的有源電子設(shè)備。

GPON在下行方向（OLT到ONU）采用TDM廣播方式、上行方向（ONU到OLT）采用TDMA（時分多址接入）方式，可以靈活地組成樹型、星型、總線型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中典型結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)。GPON系統(tǒng)要求OLT和ONU之間的光傳輸系統(tǒng)使用符合ITU-TG.652標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖，上下行一般采用波分復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)單纖雙向的上下行傳輸，上行使用1260nm～1360nm波長，下行使用1480nm～1500nm波長。此外，GPON系統(tǒng)還可以采用第三波長方式（1540nm～1560nm波長）實現(xiàn)CATV業(yè)務(wù)的承載。

GPON系統(tǒng)的ONU/ONT（ONT是用于FTTH并具有用戶端口功能的ONU）可放置在交接箱、樓宇/分線盒、公司/辦公室和家庭等不同的位置，形成FTTCab（光纖到交接箱）、FTTB/C（光纖到樓宇/分線盒）、FTTO（光纖到辦公室）和FTTH（光纖到家庭用戶）等不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

總的來說，GPON具有如下主要技術(shù)特點：

1）業(yè)務(wù)支持能力強(qiáng)，具有全業(yè)務(wù)接入能力。GPON系統(tǒng)可以提供包括64kbit/s業(yè)務(wù)、E1電路業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)、IP業(yè)務(wù)和CATV等在內(nèi)的全業(yè)務(wù)接入能力，是提供語音、數(shù)據(jù)和視頻綜合業(yè)務(wù)接入的理想技術(shù)。

2）可提供較高帶寬和較遠(yuǎn)的覆蓋距離。GPON系統(tǒng)可以提供下行2.488Gbit/s，上行1.244Gbit/s的帶寬。此外，GPON系統(tǒng)中一個OLT可以支持64個ONU并支持20km傳輸。

3）帶寬分配靈活，有服務(wù)質(zhì)量保證。GPON系統(tǒng)中采用的DBA算法可以靈活調(diào)用帶寬，能夠保證各種不同類型和等級業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。

4）ODN的無源特性減少了故障點，便于維護(hù)。GPON系統(tǒng)在光傳輸過程中不需要電源，沒有電子部件，因此容易鋪設(shè)，并避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，簡化了供電，在很大程度上節(jié)省了運營成本和管理成本。

5）PON可以采用級聯(lián)的ODN結(jié)構(gòu)，即多個光分路器可以進(jìn)行級聯(lián)，大大節(jié)約了主干光纜。

6）系統(tǒng)擴(kuò)展容易，便于升級。PON系統(tǒng)模塊化程度高，對局端資源占用很少，樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使系統(tǒng)擴(kuò)展容易。

三、GPON的關(guān)鍵技術(shù)

1.協(xié)議棧

GPON系統(tǒng)的協(xié)議棧主要由物理媒質(zhì)相關(guān)（PMD）層和GPON傳輸匯聚（GTC）層組成。GTC層包括兩個子層：GTC成幀子層和TC適配子層。GTC層可分為兩種封