【文章內容簡介】 GPON(GigabitCapable PON) 是由FSAN在2002年9月提出，并于2004年完成了GPON的標準化工作。GPON是最新一代的無源光網(wǎng)絡接入技術標準。其具有高帶寬，高速率，能提供較多的業(yè)務接口等特點。GPON 組網(wǎng)模型與EPON相同，都是由局端設備OLT,用戶側設備ONU，分光網(wǎng)ODN組成。但其支持的最大分光比為1:128 遠遠高于EPON 的1:32。相對于其他的PON標準而言，GPON可以提供非對稱的上下行速率，即上行下行速率可以不一樣。因此它能夠提供前所未有的高帶寬。但由于是最新的技術，其標準化并不是很完善，而且其技術復雜度遠遠高于標準化較為成熟的EPON，所以在各大運營商中目前EPON還是占有絕大部分份額。但比起EPON而言，GPON可以提高更高的帶寬，更靈活的組網(wǎng)，更豐富多樣的業(yè)務類型，因此在未來的發(fā)展道路上會逐漸代替EPON而引領接入網(wǎng)的市場。 EPON 和 GPON 的技術比較EPON技術和GPON技術存在較大的區(qū)別。（1）GPON 支持多種速率，并能夠支持非對稱的上下行速率。相比之下，EPON要求對稱的1Gbit上下行速率。因此GPON可以提供更高的帶寬選擇。（2）EPON 只支持 Class A 和 B 的 ODN 等級，而 GPON 可支持 Class A、B 和 C，因此GPON選擇的ODN可以支持達到最高1:128的分光比而EPON 一般情況為1:32。（3），單從協(xié)議上講，EPON的協(xié)議更為簡單，實現(xiàn)方便，成本更為低廉。（4）GPON加入了一個新的傳輸匯聚子層（TC），因此在一定程度上影響了借助以太網(wǎng)的理念，但其傳輸匯聚子層具有將任何格式的幀類型原封不動的放在PON中傳輸?shù)墓δ?，因此相比EPON來說，技術是負責了，但其支撐的業(yè)務就變得靈活多樣了。（5）在EPON系統(tǒng)中，為了能夠承載TDM業(yè)務而增加的MAC機制，需要增加新的硬件來支撐這種機制，相比之下，由于GPON采用TC子層，因此能夠很容易的支持TDM業(yè)務和語音業(yè)務。 產(chǎn)品比較EPON的標準化已經(jīng)相當成熟，而GPON的標準化尚為成熟，因此市場上大多數(shù)為支持1Gbit的EPON產(chǎn)品，而對于GPON產(chǎn)品還是為數(shù)不多，目前華為的MA5680T支持的業(yè)務板卡就有基于EPON的EPBC、EPBA板和基于GPON標準的GPBC、GPBA板卡，同時，華為的MA5626，MA5612，MA5626E，都是可以支持EPON和GPON的。EPON具有相對寬松的標準，因此設備商在生產(chǎn)具有自己特色產(chǎn)品的同時具有較大的靈活空間，同時，EPON系統(tǒng)的核心部分—光模塊已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化，而GPON因遵循的標準尚未完全成熟，而且支持其TC子層的光模塊也尚未形成產(chǎn)業(yè)化，因此在目前市場上，多見的還是EPON產(chǎn)品。3 EPON技術原理及系統(tǒng)架構 EPON 技術的原理及系統(tǒng)架構EPON 系統(tǒng)由局端的光線路終端（OLT）、用戶側的光網(wǎng)絡單元（ONU）和光分配網(wǎng)絡（ODN）組成（見圖 3）。原理：當 OLT 上電啟動后，在OLT 使能PON口的自動發(fā)現(xiàn)功能，使該PON口廣播允許ONU接入時隙信息。 ONU 上電啟動后，根據(jù)收到的廣播信息向OLT發(fā)起注冊請求。 OLT 通過相關機制驗證后允許來自OLT PON口下的 ONU 接入，并分配一個LLID(邏輯鏈路標識符)，該標識符同時和OLT的PON和ONU的上行口綁定。同時在OLT上可以看見ONU的在線情況。在下行方向 （OLT 到 ONU），OLT 發(fā)送的數(shù)據(jù)通過 ODN 到達所有 ONU。在OLT側，所有的數(shù)據(jù)均采用廣播的方式通過PON口向下行方向發(fā)送，并通過ODN中的分光器將OLT過來的光根據(jù)分光比分成若干條光路分別送往下掛的ONU。此時，因為采用的廣播方式，因此OLT發(fā)送過來的數(shù)據(jù)會同時發(fā)給該PON口下的所有ONU，但并不是所有ONU都需要接收數(shù)據(jù)，這時候，ONU就會根據(jù)注冊的時候OLT分配的LLID做判斷，數(shù)據(jù)包頭文件中包含了LLID字段，ONU在收到數(shù)據(jù)包的時候會拆開頭文件比較LLID，如果是自己的就接收，非自己的就直接丟棄。在上行方向 （ONU 到 OLT），ONU發(fā)送的數(shù)據(jù)只能夠達到上層的OLT,并不會發(fā)給其他的ONU，雖然一個PON下的ONU同屬于一個廣播域，但可以通過vlan隔離的方法實現(xiàn)將每個ONU分配一個不同的vlan，這樣，在同一個廣播域內，ONU的數(shù)據(jù)就不會發(fā)送給其他的ONU，并能阻止廣播風暴的產(chǎn)生。當ONU數(shù)據(jù)發(fā)送到ODN的時候，一個PON下的所有ONU的數(shù)據(jù)都會被耦合到一根光纖中，因此，為了避免數(shù)據(jù)在傳送的時候產(chǎn)生沖突，上行方向采用一種TDMA（時分復用）技術，并同時多每個ONU發(fā)送數(shù)據(jù)進行仲裁。在同一PON 口下面，ONU發(fā)送的上行數(shù)據(jù)會根據(jù)OLT分配給每個ONU的數(shù)據(jù)傳送時隙嚴格執(zhí)行，這樣就可以避免多臺ONU在上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中產(chǎn)生沖突的問題。ODN由光纖和多個無源器件組成，在 OLT 和 ONU 之間提供分光功能。EPON 擴展了光接入層的承載能力，一般分光器的分光比為1:32 或 1:64。目前，EPON系統(tǒng)最高的傳輸距離為20KM。 EPON 的關鍵技術EPON的幾個主要關鍵技術為：系統(tǒng)時間同步，ONU自動發(fā)現(xiàn)，信息安全，MPCP和DBA 系統(tǒng)時間同步在EPON系統(tǒng)中，為了避免ONU在上行方向發(fā)送數(shù)據(jù)的時候產(chǎn)生沖突，采用了時分方式的，所以為了保障OLT和ONU之間數(shù)據(jù)通信的正常進行，就必須要求OLT和ONU的系統(tǒng)時間要求絕對的同步，這樣就必須有個可以作為參考的時鐘，且該系統(tǒng)中的所有設備必須嚴格遵守這個系統(tǒng)時間。在運營商的接入網(wǎng)中可以通過網(wǎng)管來實現(xiàn)，即所有的設備都添加到網(wǎng)管上去，又網(wǎng)管統(tǒng)一規(guī)定系統(tǒng)時間。在EPON中還可以OLT時鐘作為參考時鐘，由OLT統(tǒng)一下放系統(tǒng)同步時鐘，該臺OLT下所有的ONU也必須遵守這個系統(tǒng)時鐘。在EPON系統(tǒng)中，由于每個ONU到OLT的距離不同，所以信號的傳輸延遲也就不同了，要達到所有設備系統(tǒng)時間同步的要求，就必須對ONU時鐘比OLT時鐘有一個提前的時間量，這個提前的時間量就是傳輸過程中的延遲時間。 ONU 的自動發(fā)現(xiàn)ONU 自動發(fā)現(xiàn)是指在OLT到ONU系統(tǒng)上電運行的過程中，OLT可以自動發(fā)現(xiàn)新上線的ONU并自動完成新上線ONU的注冊。但某些情況下，會產(chǎn)生ONU注冊沖突，為了解決這種沖突以下提供了兩種解決方案：（1）隨機延遲時間當發(fā)生ONU注冊沖突時，該ONU會隨機延遲一段時間之后再重新響應OLT發(fā)來的注冊授權信令。這就和以太網(wǎng)中一個廣播域中利用的CSMA/CD技術具有類似的效果。這個隨機推遲的時間必須在開窗時間內，因此利用這種方式的注冊開窗長度必須要比默認的大得多，雖然可以減少ONU注冊的時間，但降低了系統(tǒng)帶寬的利用率。(2）隨機跳過開窗當發(fā)生ONU注冊沖突時，該ONU會隨機跳過若干個注冊授權周期后再重新響應OLT的注冊授權，但會花費