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1、中国电信维护岗位认证教材编写小组编制中国电信维护岗位认证教材（IP专业）GPON技术1目录 第一章 GPON系统构成 第二章 GPON帧结构 第三章 GPON工作原理 第四章 GPON体系结构及特性 第五章 GPON的加密21.1 GPON标准体系-G.984系列G.984.1概述 业务方案、参考配置、基本技术要求、保护方式 G.984.2PMD层基本要求、和TC层的相互作用 G. 984.3TC层层次模型、复用机制、TC帧结构、 激活方式、OAM功能、 安全性、FEC G. 984.4OMCI管理信息库MIB、ONT管理控制通道、 ONT管理控制协议31.2 GPON的拓扑结构-点对多点41
2、.3 GPON的系统构成（1/4）OLT（Optical Line Terminal） 光线路终端 通常放置在中心机房（CO） ONU（Optical Network Unit） 光网络终端 通常放置在用户侧 POS（Passive Optical Splitter） 无源光分路器 是连接OLT和ONU的无源设备 51.3 GPON的系统构成（2/4）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1310nm61.3 GPON的系统构成（3/4）OLT系统功能框图71.3 GPON的系统构成（4/4）ONU系统框图81.4 GPON的上下行速度 0.15552 Gbit/s u
3、p, 1.24416 Gbit/s down 0.62208 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 1.24416 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 0.15552 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 0.62208 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 2.48832 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 9目录 第一章 GPON系统构成 第二章 GPON帧结构 第三章 GPON工作原理 第
4、四章 GPON体系结构及特性 第五章 GPON的加密102.1 GPON的帧结构GTC帧GTC帧固定帧长 125US，即8K，可为TDM业务提供帧头信息112.2 GPON的下行帧122.3 GPON的上行帧132.4 GPON的链路层帧结构GEM帧GEM帧结构：PTI codeMeaning000User data fragment, Congestion has Not occurred, Not the end of a frame001User data fragment, Congestion has Not occurred, End of a frame010User data
5、fragment, Congestion Has occurred, Not the end of a frame011User data fragment, Congestion Has occurred, End of a frame100GEM OAM 101Reserved110Reserved111Reserved14目录 第一章 GPON系统构成 第二章 GPON帧结构 第三章 GPON工作原理 第四章 GPON体系结构及特性 第五章 GPON的加密153.1 GPON的工作原理（1/5）单播/广播业务 （下行）OLTpayload HECPTIPort-id=1PLIFCSpay
6、load T/LSADAGEM1 GEM2 GEM3 GEM1 PCBFCSpayload T/LSADAONU2 Portid=2ONU3 Portid=3ONU2 Portid=1根据PORT-ID进行过滤125us163.1 GPON的工作原理（2/5）单播业务（上行）OLTFCSpayload T/LSADAONU2 Portid=2ONU3 Portid=3ONU2 Portid=1125uspayload HECPTIPort-id=1PLIFCSpayload T/LSADAGEM1ploGEM3ploGEM2ploGEM1ploGEM2ploGEM3plo上行数据用PORTID
7、进行隔离和复用173.1 GPON的工作原理（3/5）组播业务 采用广播PORID域和L2组播过滤表配合实现125usOLTpayload HECPTIPort-id=XPLIFCSpayload T/LSADA=YGEMX GEM2 GEM3 GEM1 PCBFCSpayload T/LSADA=YONU2 Portid=2 Portid=x MA=YONU3 Portid=3 Portid=x MAYONU2 Portid=1 Portid=x MA=Y Portid=x 构成广播域MA=组播地址表项Y是组播地址183.1 GPON的工作原理（4/5）广播业务（下行）125usOLTpay
8、load HECPTIPort-id=ZPLIFCSpayload T/LSADA=ffffffGEMZ GEM2 GEM3 GEM1 PCBFCSpayload T/LSADA=ffffffONU2 Portid=2 Portid=ZONU3 Portid=3 Portid=ZONU2 Portid=1 Portid=ZPortid=Z 构成广播域DA=ffffff 广播地址193.1 GPON 的工作原理（5/5）广播业务（上行）125usOLTpayload HECPTIPort-id=ZPLIFCSpayload T/LSA=mac3 DA=ffffffGEMZ GEM2 GEM3 G
9、EM1 PCBFCSpayload T/LSA=mac3 DA=ffffffONU2 Portid=2 Portid=Z samac3ONU3 Portid=3 Portid=Z Sa=mac3ONU2 Portid=1 Portid=Z samac3 Portid=Z 构成广播域DA=ffffff 广播地址GEM3 SA=mac3ploGEM3 SA=mac3plo20目录 第一章 GPON系统构成 第二章 GPON帧结构 第三章 GPON工作原理 第四章 GPON体系结构及特性 第五章 GPON的加密214.1 GPON的体系结构224.2 GPON系统的多业务性（1/3）GPON的多业务
10、性234.2 GPON系统的多业务性（2/3）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NATIVE TDM的封 装 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 244.2 GPON系统的多业务性（3/3） 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254.3 GPON系统的管理GPON系统的管理体系结构264.4 GPON系统的三级管理GPON 管理帧： （1）嵌入OAM （2） PL
11、OAM帧（3）OMCI帧GEM header (5 bytes)Transaction correlation identifier (2 bytes)Message type (1 byte)Device identifier (1 byte)Message identifier (4 bytes)Message contents (32 bytes)OMCI trailer (8 bytes)274.5 GPON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
12、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 284.5.1GPON系统ONU的发现过程SN获取流程294.5.2 GPON系统ONU的测距流程RTD测量流程304.6 GPON系统的DBA（1/10）GPON系统的复用原理：314.6 GPON系统的DBA（2/10） T-CONT T-CONT 传送ATM VP/VCC或GEM PORT并报告自己的buffer状态给 OLT用于DBA； T-CONT能动态接收来自OLT的带宽受权； T-CONT用ALLOC-ID来标识别； 单个
13、T-CONT能承载各种类型业务ATM或GEM业务； 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 ； T-CONT是透明传送实体，对传送的信号不做任何更改； 来自OLT的带宽受权只给一个T-CONT进行带宽受权。324.6 GPON系统的DBA（3/10）T-CONT的类型和业务关系334.6 GPON系统的DBA（4/10）T-CONT和队列的关系Port-id=xUNIUNI业 务 分 类Q1Qn调度器1T-CONT1调度器NT-CONT2T-CONTN业 务 分 类QmP P T PPort-i
14、d=y344.6 GPON系统的DBA（5/10）带宽需求报告（report) Plou状态指示354.6 GPON系统的DBA（6/10）Bit positionFunction7 (MSB)Urgent PLOAMu waiting (1 = PLOAM waiting, 0 = no PLOAMs waiting)6FEC status (1 = FEC ON, 0 = FEC OFF)5RDI status (1 = Defect, 0 = OK)4Traffic waiting in type 2 T-CONTs3Traffic waiting in type 3 T-CONTs2T
15、raffic waiting in type 4 T-CONTs1Traffic waiting in type 5 T-CONTs0 (LSB)Reserved364.6 GPON系统的DBA（7/10） DBRu374.6 GPON系统的DBA（8/10） Mode 0: A single field reports the total amount of data in the T-CONT buffer. Mode 1: Two fields, the first reports the amount of data with “PCR tokens“ (1 byte), the se
16、cond reporting the amount of data with “SCR tokens“ (1 byte) in the T-CONT buffer. This type of reporting is suitable for T-CONTs type 3 and 5. Mode 2: Four fields, the first contains the non-linear coding of total number of T-CONT#2 (PCR)The second field contains the non-linear coding of the total number of T-CONT#3 (SCR assured BW )The third field
