【正文】 itsPort ID12 bitsPTI3 bitsHEC13 bits凈荷段L Bytes凈荷長度指示 凈荷類型指示 GEM幀中的TDM數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)TDM業(yè)務(wù)到GEM幀的映射允許GEM幀長根據(jù)TDM業(yè)務(wù)的頻率偏移進行變化。TDM段的長度由PLI域指示。TDM源適配進程應(yīng)該在輸入緩存中對輸入數(shù)據(jù)進行排隊，每當(dāng)有幀到達(即每125us)，GEM幀復(fù)用實體將記錄當(dāng)前GEM，幀中準(zhǔn)備發(fā)送的字節(jié)數(shù)量。一般情況下，PLI將根據(jù)TDM標(biāo)稱速率指示一個固定字節(jié)數(shù)，但經(jīng)常需要多傳送或少傳送一些字節(jié)，這一點將在PLI域中反映出來。如果輸出頻率比輸入信號頻率快，則輸入緩存器開始清空，填充最終降到低門限以下。這時，從輸入緩存器少讀取一些字節(jié)，填充將上升至低門限以上。相反的，如果輸出頻率比輸入信號頻率慢，則輸入緩存器開始填滿，填充最終上升到高門限以上。這時，從輸入緩存器多讀取一些字節(jié)，填充將降至高門限以下。輸入TDM業(yè)務(wù)TDM數(shù)據(jù)TDM字節(jié)緩存器輪詢每個幀以確定發(fā)送字節(jié)數(shù)GEM幀PLIPort IHFC凈荷：TDM段（可變長度） TDM映射到GEM圖示 動態(tài)帶寬分配(DBA)動態(tài)帶寬分配(DBA)技術(shù)是指通過GPON系統(tǒng)中各個ONU的上行使用帶寬實時動態(tài)的改變來適應(yīng)用戶速率的各種變化，以提高系統(tǒng)的帶寬利用率的技術(shù)。PON系統(tǒng)的上行接入一般采用中央控制按需分配和固定分配相結(jié)合的方式，也就是ITUT ，按照業(yè)務(wù)等級進行優(yōu)先級分配。對于GPON中的數(shù)據(jù)通信這種變速率業(yè)務(wù)，用靜態(tài)帶寬分配是不合適的，需要通過動態(tài)帶寬分配使系統(tǒng)帶寬利用率大幅度提高，即DBA技術(shù)根據(jù)ONU的突發(fā)業(yè)務(wù)的要求，通過在ONU之間動態(tài)調(diào)節(jié)帶寬來提高上行帶寬利用效率。根據(jù)GPON的特點和G983建議，可以知道動態(tài)帶寬分配的具體要求是：業(yè)務(wù)要透明、帶寬利用率盡量高、具備低抖動與時延特性、公平分配帶寬、信號健壯、實時性強、保證不同業(yè)務(wù)的QoS等。1. GPON實現(xiàn)DBA的過程根據(jù)協(xié)議，GPON的DBA過程包括以下5個步驟：擁塞狀態(tài)檢測、將擁塞狀態(tài)匯報給OLI、OLT根據(jù)提供的參數(shù)重新進行帶寬分配、OLT根據(jù)更新的帶寬分配信息和TCONT類型發(fā)送授權(quán)，在DBA中實現(xiàn)管理信息的協(xié)商。擁塞狀態(tài)檢測擁塞狀態(tài)匯報給OLTOLT提供參數(shù)進行DBAOLT發(fā)送授權(quán)DBA管理信息的協(xié)商 DBA實現(xiàn)過程根據(jù)協(xié)議規(guī)定，GPON的DBA分為兩種模式：一種是ONU向OLT報告自己的狀態(tài)和所需的帶寬，OLT根據(jù)上報的數(shù)據(jù)對ONU進行DBA，即所謂的基于狀態(tài)報告的動態(tài)帶寬分配(SRDBA，Status Reporting DBA):另一種是ONU不需向OLT報告，OLT由自己的流量監(jiān)測功能，實現(xiàn)自動動態(tài)的帶寬分配，即非基于狀態(tài)報告的動態(tài)帶寬分配(NSRDBA，Non Status Reporting DBA)。 GEM封裝技術(shù)1. GEM功能從幀結(jié)構(gòu)封裝的角度講，GEM和其他數(shù)據(jù)封裝方式類似。然而，GEM是嵌入在PON內(nèi)部的，與OLT端的SNIs及ONU端的UNls類型無關(guān)（）。也就是說，GEM封裝功能在GPON內(nèi)部終結(jié)，GPON以外的系統(tǒng)無法看到。GEMONUUNI相互獨立OLTSNI相互獨立 嵌入式GEM2. GEM幀結(jié)構(gòu)，由GEM幀頭和凈負荷域兩部分組成。GEM幀頭由PLI（凈負荷長度指示）、PortID（端口ID）、PTI（凈負荷類型指示）和HEC（頭差錯校驗）組成。PLI指示的是頭部后面的凈負荷域的長度為L字節(jié)，長度為12bit，最多指示到4095字節(jié)，所以大于這個值的用戶數(shù)據(jù)幀必須要采用分片機制傳送。12bit的PortID可以提供4096個不同的端口，用于支持多端口復(fù)用，相當(dāng)于APON中的VPI。PLI Portid PTI HEC GEM Pavload L Bytes12bit/s 12bit/s 3bit/s 13 bit/sTDM DataPreamble SFD DA SA Len Type MAC Client Data FCS7 1 6 6 2 4TDM FrameEthernet Frame GEM幀結(jié)構(gòu)PTI用于指示凈負荷段的內(nèi)容類型和相應(yīng)的處理方式，類似于在ATM用應(yīng)用。3bit中的最高位指示是數(shù)據(jù)幀還是GEM OAM幀，數(shù)據(jù)幀的最低位比特指示在分片機制中是否是幀的末端，次低位指示是否發(fā)生擁塞。PTI預(yù)留了一些編碼。HEC為13bit，提供頭部的檢錯和糾錯功能。它是BCH (39，12，2)碼和一個奇偶校驗比特的組合。GEM幀頭確定后，發(fā)送機將該頭部和固定的OxOXb6AB31E055進行異或運算，將頭部發(fā)送出去。接收機使用同樣的異或計算回復(fù)頭部。4. GPON在實際中的應(yīng)用設(shè)計PON作為光纖接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢，技術(shù)上有一定的前瞻性，雖然目前各運營商都在試驗和測試，以及有少量的商用，但其大規(guī)模的商用不僅是考慮技術(shù)的成熟度，還有一些其他方面的因素，例如，如何保護現(xiàn)有的投資？目前新產(chǎn)品的價格因素等等。本章主要分析了GPON產(chǎn)品在某地接入網(wǎng)的實際應(yīng)用的設(shè)計，我們可以更清楚地了解GPON給運營商帶來的收益。 GPON工程設(shè)計原則OLT部署位置對網(wǎng)絡(luò)層結(jié)構(gòu)與層次、設(shè)備管理與維護、設(shè)備端口的利用率、用戶實裝率、投資等影響較大，需要綜合考慮，同時結(jié)合OLT設(shè)備的覆蓋能力，明確OLT的設(shè)置方式及位置。，即15—30db的光通道距離在10公里以內(nèi)。目前，用戶光纜基本拓撲結(jié)構(gòu)有三種，即星形、總線形和環(huán)形。各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都有其特點，在選擇時應(yīng)根據(jù)各相關(guān)點的地理位置、重要性、需要提供的業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)可靠性要求、經(jīng)濟性以及維護管理等綜合因素選擇合適的拓撲結(jié)構(gòu)。目前用戶主干光纜基本采用環(huán)形與總線形結(jié)構(gòu)，如用戶對通信業(yè)務(wù)需求量大或有特殊要求，并受到地理位置的限制時，也可以用星型結(jié)構(gòu)。用戶配光纜一般采用星型結(jié)構(gòu)，當(dāng)用戶有特殊要求時，也可采用環(huán)形結(jié)構(gòu)。一般情況下ODN采用一次分光集中放置，將光分路器集中安裝在光分路箱（室內(nèi)型或室外型）內(nèi)；當(dāng)MDU分布較為分散或駐地網(wǎng)光纜纖芯數(shù)量不足時，可以采用二級分光方式。光分路比應(yīng)綜合考慮GPON系統(tǒng)的傳輸距離、MDU帶的用戶數(shù)、PON系統(tǒng)內(nèi)帶寬分配來進行選擇，一般情況下:在采用FTTH（PON）模式時，光分路比宜按1：64設(shè)計；在采用FTTB（PON）＋LAN模式時，光分路比宜按1：32設(shè)計，最終用戶數(shù)不超過512戶；ODN光通道損耗所允許的衰減定義為S/R和R/S參考點之間的光損耗，OLT的傳輸距離應(yīng)通過ODN光通道損耗核算以及OLT、ONU設(shè)備的功率預(yù)算，采用最壞值法核算。ODN光通道損耗＝光分路器插入損＋耗光活動連接器插入損耗值數(shù)量＋光纖衰耗系數(shù)傳輸距離＋光纜線路富余度。相關(guān)參數(shù)取定：光分路器插入損耗：N（光分路器分光比＝2N）。光活動連接器插入損耗值：。光纖衰耗系數(shù)（含熔接損耗）：光纜線路富余度：采用1：64分光比時。采用1：32分光比時，取2dB。對于GPON系統(tǒng)，在項目中需根據(jù)設(shè)備所支持的最大光通道衰減對無源光分配網(wǎng)絡(luò)中最遠用戶終端的光通道衰減進行核算。光分路器與OLT之間的光纜一般為用戶主干光纜或用戶配線光纜，光纜纖芯數(shù)將視需安裝的光分路器數(shù)量，并考慮未來升速的需要及適當(dāng)考慮向FTTH演進的光纜纖芯需求，可采用1：2或1：4（光分路器數(shù)量；光纜纖芯數(shù)）配置。光分路器與ONU之間的光纜一般為駐地網(wǎng)光纜，光纜纖芯數(shù)將根據(jù)不同的接入模式分類配置。在采用FTTH（PON）模式時，駐地網(wǎng)光纜一般以光纜接頭盒作為光纜容量的遞減方式或采用光纜分支接頭箱間將使用大芯數(shù)光纜，大芯數(shù)光纜的纖芯數(shù)以每臺ONU配1芯；光纜接頭盒或光纜分支接頭箱至用戶宅內(nèi)ONU間的光纜在采用普通室外型光纜時按每臺ONU配1芯。在采用FTTB（PON）時，光分路器至MDU間的光纜纖芯數(shù)建議按每臺MDU配2芯（用1芯，備1芯）。用戶光纜宜采用小彎曲半徑光纖制成的室內(nèi)型光纜。 某地接入網(wǎng)項目背景電信相對于網(wǎng)通來說是作為新建的運營商在本地區(qū)去作為新運營商，要發(fā)展用戶，必須面對下面幾個問題：新建語音交換端局，作為遠端模塊通過V5接口接入到某地的中心局。數(shù)據(jù)接入也是從此中心局的數(shù)據(jù)接入一個GE口，E1的接入和GE數(shù)據(jù)接入都是通過MSTP傳輸網(wǎng)接入到某地端局。作為新的運營商，缺乏本地的線路接入資源，包括光纖和銅纜，需要重新建設(shè)或是租用其他運營商已有的線路。電信作為綜合業(yè)務(wù)提供商，要為客戶提供語音、數(shù)據(jù)、專線E1的接入，發(fā)展初期以大客戶接入為主，傳統(tǒng)的接入方式，是通過光電轉(zhuǎn)換器，在機房內(nèi)將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，通過PDH等點對點設(shè)備接入到客戶端，再通過光電轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為用戶需要的語音、數(shù)據(jù)、E1接入等?；蛘咧苯訌恼Z音交換機上直接拉銅纜到用戶端。，可以看出，上述方式都需要豐富的線路資源，而這正是此地電信所缺乏的。這也為GPON的應(yīng)用提供迫切的需求。 傳統(tǒng)接入方案圖 金鵬GPON解決方案根據(jù)某地電信局的實際情況以及GPON產(chǎn)品的功能特性，在機房采用OLT的局端設(shè)備，給大客戶提供ONU，同時提供語音和數(shù)據(jù)接入。 金鵬GPON解決方案下面將從業(yè)務(wù)產(chǎn)出、業(yè)務(wù)投入、以及投資的保護幾個方面來闡述GPON方案與傳統(tǒng)方案的不同，以及給運營商帶來的好處。1. 業(yè)務(wù)產(chǎn)出 業(yè)務(wù)產(chǎn)出對比 容量業(yè)務(wù)種類傳統(tǒng)方式GPON方式數(shù)據(jù)80用戶256用戶傳統(tǒng)語音1,600線1200線IP語音1,280線49,152線E1中繼16線2,048線IPTV不支持3,072用戶，在相同的設(shè)備投入下，GPON方案與傳統(tǒng)方式所能提供的業(yè)務(wù)種類及其容量?？梢钥吹剑篏PON所提供的容量，除了傳統(tǒng)語音的容量略小于傳統(tǒng)方式，其他的業(yè)務(wù)容量都比傳統(tǒng)方式大的多：GPON可以支持IPTV的業(yè)務(wù)，這是傳統(tǒng)方式所不能提供的。2. 投入我們討論綜合的投入： 局端設(shè)備對比傳統(tǒng)方式GPON方式設(shè)備名稱設(shè)備型號數(shù)量設(shè)備名稱設(shè)備型號數(shù)量傳輸及綜合接入MD55001三層數(shù)據(jù)交換機Catalyst37501程控交換機Camp。C081GPON局端OLT1匯聚層數(shù)據(jù)交換機Quidway85051機柜1接入層數(shù)據(jù)交換機Quidway35263無源分光器1接入層數(shù)據(jù)交換機Quidway35501PDH光貓16光電轉(zhuǎn)換器80機柜6，傳統(tǒng)方式中語音和數(shù)據(jù)是分離的，而且對于客戶的接入也是分別通過光電轉(zhuǎn)化器來實現(xiàn)，所以局端設(shè)備比較復(fù)雜。而GPON的局端OLT綜合數(shù)據(jù)和語音的業(yè)務(wù)，輸出也只是通過無源分光器來進行光纖的接入，其中的三層數(shù)據(jù)交換機是用來連接本地IPTV節(jié)目源的服務(wù)器，如果不提供IPTV節(jié)目源，則在機房中只有OLT一個機柜。（2）機房設(shè)備投入 機房設(shè)備對比設(shè)備名稱數(shù)量傳統(tǒng)方式GPON方式機房面積250㎡10㎡掛式空調(diào)21蓄電池645線架及配件多無，因為局端設(shè)備大幅度減少，所以機房中沒有大的機柜，只需要10平方米的小房間即可，因為機房一般都是租用的，所以在機房的尋找和資金方面都有利于運營商快速地、便宜地來建設(shè)端局。（3）線纜資源投入 線纜資源對比資源名稱數(shù)量傳統(tǒng)方式GPON方式光纜96芯8芯銅纜1600芯無室外銅纜配線架10無尾纖96芯96芯，節(jié)省線纜資源是GPON突出的優(yōu)勢，一根光纖上可以提供綜合的業(yè)務(wù)接入，所以基本上去除了銅線的投入，而且光纖的數(shù)量也大大減少，這給河北電信運營商帶來了極大地便利。（4）用戶端設(shè)備投入 用戶端設(shè)備級對比業(yè)務(wù)種類數(shù)量傳統(tǒng)方式GPON方式數(shù)據(jù)接入1X光電轉(zhuǎn)換器1個ONTIP語音傳統(tǒng)語音無需額外設(shè)備E1中繼1X光貓IPTV不提供此業(yè)務(wù)，GPON的接入，在用戶端只需要一個OLT，可以提供數(shù)據(jù)、語音的綜合接入，還可以根據(jù)用戶的需求增加CATV的功能。而傳統(tǒng)方式中用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音是分別用電話線和網(wǎng)線（光纖）接入的。（5）運維成本 運維成本對比業(yè)務(wù)種類所需設(shè)備傳統(tǒng)方式GPON方式機房設(shè)施機房大，維護工作較大機房小，易于維護局端設(shè)備設(shè)備多，運維復(fù)雜設(shè)備少，運維容易用戶端設(shè)備不可管理可全面網(wǎng)管室外設(shè)備有，需維護無，不需要維護，運維成本是隱性的費用，但涉及到設(shè)備運行的穩(wěn)定性、服務(wù)以及運營的成本，這也是GPON系統(tǒng)的優(yōu)勢，統(tǒng)一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)下，設(shè)備的維護簡單便利，而且網(wǎng)絡(luò)的無源性可保證室外設(shè)備運行的穩(wěn)定性，這都大大降低了運維的成本。3．投資保護通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是在不斷發(fā)展的，傳統(tǒng)的TDM語音方式會逐漸被下一代網(wǎng)絡(luò)所替代，中國電信將不斷新建語音交換機，不擴容語音交換機，取而代之的是NGN軟交換系統(tǒng)?；贗P的軟交換系統(tǒng)在用戶接入端將是IP技術(shù)而不是TDM方式，所以對于原有PSTN的銅線投入，將會逐步被光纖替代。如何實現(xiàn)接入端的過渡，以保護現(xiàn)有的投資，GPON是一個好的方案。采用GPON的綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)，用戶端ONT目前可以提供傳統(tǒng)的TDM語音和IP數(shù)據(jù)接入，局端與PSTN網(wǎng)通過E1上聯(lián)，