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1、GPON TC层(G.984.3)规范学习总结,张巧静2010-4-12,10/25/2017 Slide No.01,GPON系统结构TC层实体GPON帧结构PLOAM消息ONU发现与激活机制,内容提要,10/25/2017 Slide No. 02,GPON系统结构,10/25/2017 Slide No. 03,OLT结构,GPON系统结构,10/25/2017 Slide No. 04,ONU结构,GPON系统结构,10/25/2017 Slide No. 05,ONUSNONU-ID：ONU的标识GTC，GEM和GEM portGTC：GPON传输汇聚层GEM：GTC成帧子层的封装方
2、案GEM Port：一组GEM帧的逻辑连接,TC层实体,10/25/2017 Slide No. 06,T-CONT和Allocation IDT-CONT：ONU上表现为一个实体的一组逻辑连接Allocation ID：T-CONT的标识,TC层实体,10/25/2017 Slide No. 07,下行实体关系,TC层实体,10/25/2017 Slide No. 08,上行实体关系,TC层实体,10/25/2017 Slide No. 09,GTC帧结构下行GTC 帧结构上行GTC帧结构GTC帧与GEM帧的映射关系GEM帧结构,GPON帧结构,10/25/2017 Slide No. 01
3、0,GTC层帧结构,GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 011,下行GTC帧2.5 Gbit/s的帧包含38880字节数据加扰：从Psync之后开始包含PCBd和多个GEM帧,下行GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 012,PCBd结构,下行GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 013,Psync长度32位的固定字段：0xB6AB31E0该字段用于寻找一个新的帧,不加扰同步机制：（M1默认为2，M2默认为5）,下行GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 014,IDENTFEC ind超帧计数器（加密系统中用到）BIP该
4、域包含该ONU发出的自上个BIP后开始传输的所有（除去FEC校验）Bytes的交叉奇偶校验。,下行GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 015,PLen该域传输两次,增强鲁棒性Blen域指示Bwmap中分配结构的数目中间12Bit是已弃用的ATM部分,设为全零,下行GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 016,BWMap,下行GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 017,Flag域:包括上行传输特定功能的4个标志位具体如下:Bit 11: 已弃用，需一直设为0Bit 10：设为1时，ONU将在该次分配中发送PLOAMu，反之不发送Bit 9
5、：设为1时，ONU将在该次分配中计算并插入FEC校验Bit 8和7：根据这两位的内容，ONU决定是否发送相关Alloc-ID的DBRu, 编码：00表示不发送DBRu 01表示发送0模式的DBRu（两个字节） 10表示发送1模式的DBRu（三个字节） 11为保留位Bit 6-0：保留做将来使用,下行GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 018,Start time和Stop time均在上行GTC帧的开始从0开始记以字节为单位开始时间表示一个分配的起始时间，不包括PLOu，停止时间指向该分配的最后一个有效数据Byte都必须在帧界范围内,下行GTC帧结构,10/25/2017
6、Slide No. 019,上行GTC帧1.25 Gbit/s帧包含19440字节数据加扰：从Delimiter之后开始包含PLOu和一个或多个Allocation interval每个Allocation interval包含GTC overhead和GTC payload,上行GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 020,BIP该域包含该ONU发出的自上个BIP后开始传输的所有（除去preamble, delimiter和FEC校验）Bytes的交叉奇偶校验。Ind,上行GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 021,DBRu1-byte, 2-byte
7、or 4-byte的DBA 加上 1 byte CRC-8当下行Bwmap中的Flag域中相关指示位设定时，发送该DBRu域,上行GTC帧结构,10/25/2017 Slide No. 022,GEM frame映射到GTC frame,GEM帧与GTC帧的映射关系,10/25/2017 Slide No. 023,GEM帧结构PTIHEC：头部错误校验,GEM 帧结构,10/25/2017 Slide No. 024,下行帧整体结构,10/25/2017 Slide No. 025,上行帧整体结构,10/25/2017 Slide No. 026,Physical layer OAM: PL
8、OAM功能:ONU激活OMCC建立加密设置密钥管理发报警信号格式：ONU ID: 0-253, 255,PLOAM消息,10/25/2017 Slide No. 027,PLOAM消息介绍PLOAM消息在下行GTC帧的头部传输，并在上行GTC帧的默认ALLoc-ID分配中传输包括20种下行消息和9种上行消息，详见G.984.3第9章,PLOAM消息,10/25/2017 Slide No. 028,目的: 让PON上的ONU加入或重启激活过程包括以下三个阶段：参数学习 序列号获取测距,ONU发现与激活机制,10/25/2017 Slide No.029,ONU发现与激活机制（基本流程）,ONU
9、激活的基本流程:ONU倾听下行传输以获得Psync和superframe synchronizationONU接收PON运行参数，参数通过下行的Upstream_Overhead和Extended_Burst_Length消息传送ONU通过用上行Serial_Numble_ONU消息回复OLT广播的Serial_Num Request消息来声明自己的存在ONU设置自己的传输光功率OLT发现一个新接入的ONU，并通过下行的Assign_ONU-ID消息给它分配一个ONU-IDOLT向新接入的ONU单播Serial_Num Request消息并精确计时它的反应时间OLT计算EqD，并通过Rangi
10、ng_Time消息将EqD传给ONUONU根据EqD设置它 上行传输的初始时钟ONU完成激活过程并开始常规运行,10/25/2017 Slide No.030,ONU发现与激活机制（7个状态）,ONU激活状态有以下7种:O1 Initial StateO2 Standby StateO3 Serial Number StateO4 Ranging StateO5 Operation StateO6 POPUP StateO7 Emergency Stop State,10/25/2017 Slide No.031,T01序列号获取和测距计时器T01通过限制ONU在03和04态的逗留时间来终止一
11、个未成功的激活尝试T01的初始值为10sT02POPUP计时器T02通过限制ONU在06态的逗留时间来声明：从一个周期性LOS/LOF态恢复失败T02的初始值为100ms,ONU发现与激活机制（2个Timers）,10/25/2017 Slide No. 032,01态Initial StateONU上电，并声明LOS/LOF一旦接收到下行帧，ONU清除LOS/LOF，转入02态02态Standby StateONU接收下行帧，等待全局网络参数一旦收到Upstream_Overhead消息，ONU即可定义网络参数并转入到03态,7个状态（01，02）,10/25/2017 Slide No.
12、033,03态Serial Number State该状态ONU通过上行的Serial_Number_ONU消息回复OLT发出的Serial _Number request消息，让OLT知道自己OLT收到回复消息后，通过Assign_ONU-ID消息给ONU分配ONU-ID一旦分配，ONU转入04态；若T01到时，ONU转入02态04态Ranging State不同ONU的上行帧必须在GTC帧边界进行时钟同步每个ONU需要一个equalization delay(EqD)该态可测出EqD;若T01到时，ONU转入02态一旦ONU收到下行的Ranging_Time消息，即转向05态,7个状态（0
13、3，04）,10/25/2017 Slide No. 034,05态Operation State该态ONU可正常发送和接收数据所有的ONU都用正确的EqD协同工作ONU在该态检查到LOS/LOF，即转入06态06态Popup State进入06态后，ONU立即停止上行传输若收到OLT发出的单播POPUP消息，ONU转入05态若收到OLT发出的广播的POPUP消息，ONU转入04态T02到时，ONU转入01态,7个状态（05，06）,10/25/2017 Slide No. 035,07态Emergency Stop State02,03,04,05,06态的ONU收到带有Disable选项的
14、Disable_Serial_Num消息均转入07态并关闭自己的激光器07态中,ONU禁止上行传输数据ONU收到带有enable选项的Disable_Serial_Num消息，即转入02态完整的状态转换流程图见G.984.3 P68 Figure 10-1,7个状态（07）,10/25/2017 Slide No. 036,General Timing relationship,ONU发现与激活机制（时序图）,10/25/2017 Slide No. 037,Timing relationship during SN requesting,ONU发现与激活机制（时序图）,10/25/2017 Slide No. 038,Timing relationship during ranging,ONU发现与激活机制（时序图）,10/25/2017 Slide No. 039,EqD measurement,ONU发现与激活机制（时序图）,10/25/2017 Slide No. 040,Timing relationship after ranged,ONU发现与激活机制（时序图）,10/25/2017 Slide No. 041,Thank you！,
