【導(dǎo)讀】是指Ether，“G”是指吉比特級(jí)。本次論文主要闡述了接入網(wǎng)的概念和功能及。發(fā)展?fàn)顩r，由接入網(wǎng)引入光接入網(wǎng)的概念和基本特點(diǎn)。其次敘述了無源光網(wǎng)絡(luò)。程中遇到的基本故障，做了進(jìn)一步的講解。

　　

【正文】 帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍，用戶接口豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)，被大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商視為實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)寬帶化，綜合化改造的理想技術(shù)。 GPON 最早由 FSAN 組織于 2021 年 9 月提出， ITUT 在此基礎(chǔ)上于 2021 年3 月完成了 ITUT 和 的制定， 2021 年 2 月和 6 月完成了 的標(biāo)準(zhǔn)化。從而最終形成了 GPON 的標(biāo)準(zhǔn)族?；?GPON 技術(shù)的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與已有的 PON 類似，也是由局端的 OLT(光線路終端 )，用戶端的 ONT/ONU(光網(wǎng)絡(luò)終端或稱作光網(wǎng)絡(luò)單元 )，連接前兩種設(shè)備由單模光纖 (SM fiber)和無源分光器 (Splitter)組成的 ODN(光分配網(wǎng)絡(luò) )以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成。 對(duì)于其他的 PON 標(biāo)準(zhǔn)而言， GPON 標(biāo)準(zhǔn)提供了前所未有的高帶寬，下行速率高達(dá) ，其非對(duì)稱特性更能適應(yīng)寬 帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)。提供 QoS 的全業(yè)務(wù)保障，同時(shí)承載 ATM 信元和 (或 )GEM 幀，有很好的提供服務(wù)等級(jí)、支持 QoS 保證和全業(yè)務(wù)接入的能力。承載 GEM 幀時(shí)，可以將 TDM 業(yè)務(wù)映射到 GEM 幀中，使用標(biāo)準(zhǔn)的 8kHz(125μ s)幀能夠直接支持 TDM 業(yè)務(wù)。作為電信級(jí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)， GPON 還規(guī)定了在接 入網(wǎng)層面上的保護(hù)機(jī)制和完整的 OAM 功能。 b. GPON 原理 GPON 傳輸網(wǎng)絡(luò)可以是任何類型，如 SONET/SDH 和 ITUT （ ONT）；用戶信號(hào)可以是基于分組的（如 IP/PPP，或 Ether MAC），或是持續(xù)的比特速率，或者是其它類型的信號(hào)；而 GFP 則對(duì)不同業(yè)務(wù)提供通用、高效、簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行封裝，經(jīng)由同步的網(wǎng)絡(luò)傳輸；對(duì)于最靠近用戶的接入層來說， GPON 具有前所未有的高比特率、高帶寬；而其非對(duì)稱特性更能適應(yīng)未來的 FTTH 寬帶市場(chǎng)。因?yàn)槭褂脴?biāo)準(zhǔn)的 8kHz（ 125μ）幀，從而能夠直接支持 TDM 業(yè)務(wù)。 上行速率 下行速率 Gbit/s up Gbit/s down Gbit/s up Gbit/s down 無源光網(wǎng)絡(luò)在蘭寶小區(qū)中的應(yīng)用 23 表 21 GPON 對(duì)稱和非對(duì)稱的線路速率表 GPON 擁有高速寬帶及高效率傳輸?shù)奶匦浴?GPON 采用全新的傳輸匯聚層協(xié)議“通用成幀協(xié)議”（ GFP， Generic Framing Protocol），實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)碼流的通用成幀規(guī)程封裝；另一方面又保持了 中與 PON 協(xié)議沒有直接關(guān)系的許多功能特性，如 OAM 管理、 DBA 等。 GFP 基本的幀格式主要由兩部分組成： 4B 的幀頭（ Core Header）和 GFP 凈負(fù)荷（其范圍從 4～ 65535B）。 Core Header 域由 2B的幀長(zhǎng)度指示（ PLI， PDU Length Indicator）和 2B 的幀頭錯(cuò)誤檢驗(yàn)（ HEC， Header Error Check）組成。 GFP 的凈負(fù)荷中又分為凈負(fù)荷的幀頭（ Payload Header）、凈負(fù)荷本身及 4B的 FCS（ Frame Check Sequence）可選項(xiàng)。 Payload Header 用來支持上層協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)鏈路的一些管理功能，由類型（ Type）域及其 HEC 檢驗(yàn)字節(jié)和可選的 GFP 擴(kuò)展幀頭（ Extension Header）組成。在 Type 域中提供了 GFP 幀的格式、在多業(yè)務(wù)環(huán)境中的區(qū)分以及 Extension Header 的類型。目前， GFP 定義了三種 Extension Header（ Null、 Linear、 Ring）， 分別用于支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和環(huán)網(wǎng)邏輯鏈路上的 GFP幀的復(fù)用，在相應(yīng)的 Extension Header 域中會(huì)給出源 /目的地址、服務(wù)類別、優(yōu)先權(quán)、生存時(shí)間、通道號(hào)、源 /目的 MAC 端口 地址等。當(dāng)沒有數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)， GFP會(huì)插入空閑幀（ Idle Frame）， Idle Frame 是一種特殊的 GFP 控制幀，只有 4B 的Core Header（ PLI 值為 0）。 GPON 的下行幀結(jié)構(gòu)： Gbit/s up Gbit/s down Gbit/s up Gbit/s down Gbit/s up Gbit/s down Gbit/s up Gbit/s down 無源光網(wǎng)絡(luò)在蘭寶小區(qū)中的應(yīng)用 24 圖 26 下行幀圖 GPON 的上行幀結(jié)構(gòu)： 圖 27 上行幀圖 GFP 簡(jiǎn)單靈活尤其適合于在字節(jié)同步通信信道上傳輸塊編碼和面 向分組的無源光網(wǎng)絡(luò)在蘭寶小區(qū)中的應(yīng)用 25 數(shù)據(jù)流，它成功吸收了 ATM 中基于幀描述的差錯(cuò)控制技術(shù)來適應(yīng)固定或可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 GFP 不需要預(yù)先處理客戶的字節(jié)流，不需要象 8B/10B 或 64B/66B那樣需要插入數(shù)據(jù)控制比特，也不需要 HDLC 幀結(jié)構(gòu)中的標(biāo)志符，它僅依賴于當(dāng)前凈荷的長(zhǎng)度及幀邊界的差錯(cuò)控制校驗(yàn)，有效的確認(rèn)這兩類信息并在 GFP 的幀頭中傳輸是決定數(shù)據(jù)鏈路同步及進(jìn)入下一幀字節(jié)數(shù)的關(guān)鍵。為了方便的在同一時(shí)間里處理到達(dá)的隨機(jī)字節(jié)塊， GFP 充分減少了數(shù)據(jù)鏈路的映射解映射的處理。通過使用具有低比特錯(cuò)誤率的新型光纖來作為傳輸介質(zhì)， GFP 進(jìn)一步減少了 收端的邏輯處理。這減少了運(yùn)行的復(fù)雜性，使得 GFP 特別適合于點(diǎn)到點(diǎn)的SONET/SDH 的高速傳輸鏈路及 OTN 的波長(zhǎng)信道。 GFP 允許執(zhí)行共存于同一傳輸信道中的多傳輸模式。一種模式是幀映射GFP，這種模式適合于 PPP、 IP、 MPLS 及以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。另一種模式是透明映射GFP，它可用于對(duì)延遲敏感的存儲(chǔ)域網(wǎng)，也可用于光纖信道、 FICON 及 ESCON業(yè)務(wù)。總之， GPON 繼承了 的成果，具有豐富的業(yè)務(wù)管理能力。 GPON 的核心基礎(chǔ)是 GFP，它具有覆蓋任何可能出現(xiàn)的新業(yè)務(wù)的適配能力，包括數(shù)字視頻、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（ SAN）、電子商務(wù)等。 GPON 具有面向未來的、可升級(jí)的多業(yè)務(wù)環(huán)境，能為將來的業(yè)務(wù)提供清晰的轉(zhuǎn)移路線，而不需要中斷和改變現(xiàn)有的 GPON 設(shè)備，也不需要以任何方式改變其傳輸層。 c. GPON 的標(biāo)準(zhǔn) 在 GPON 標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定需要支持的業(yè)務(wù)類型包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) (Ether 業(yè)務(wù)，包括 IP 業(yè)務(wù)和 MPEG 視頻流 )、 PSTN 業(yè)務(wù) (POTS， ISDN 業(yè)務(wù) ) 、專用線 (T1， E1， DS3， E3 和 ATM 業(yè)務(wù) )和視頻業(yè)務(wù) ( 數(shù)字視頻 )。 GPON 中的多業(yè)務(wù)映射到 ATM 信元或 GEM 幀中進(jìn)行傳送，對(duì)各種業(yè)務(wù)類型 都能提供相應(yīng)的 QoS 保證。 對(duì)于其他的 PON 標(biāo)準(zhǔn)而言， GPON 標(biāo)準(zhǔn)提供了前所未有的高帶寬，下行速率高達(dá) ，其非對(duì)稱特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。提供 QoS 的全業(yè)務(wù)保障，同時(shí)承載 ATM 信元和 (或 )GEM 幀，有很好的提供服務(wù)等級(jí)、支持 QoS 保證和全業(yè)務(wù)接入的能力。承載 GEM 幀時(shí)，可以將 TDM 業(yè)務(wù)映射到 GEM 幀中，使用標(biāo)準(zhǔn)的 8kHz(125μs)幀，能夠直接支持 TDM 業(yè)務(wù)。作為電信級(jí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，GPON 還規(guī)定了在接入網(wǎng)層面上的保護(hù)機(jī)制和完整的 OAM 功能。在 GPON 標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定需要支持的業(yè)務(wù)類型包括數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù) (Ether 業(yè)務(wù)，包括 IP 業(yè)務(wù)和MPEG 視頻流 )、 PSTN 業(yè)務(wù) (POTS、 ISDN 業(yè)務(wù) )、專用線 (T E DS E3 和ATM 業(yè)務(wù) )和視頻業(yè)務(wù) (數(shù)字視頻 )。 GPON 中的多業(yè)務(wù)映射到 ATM 信元或 GEM幀中進(jìn)行傳送，對(duì)各種業(yè)務(wù)類型都能提供相應(yīng)的 QoS 保證。 GPON 技術(shù)允許運(yùn)營(yíng)商根據(jù)各自的市場(chǎng)潛力和特定的管制環(huán)境，有針對(duì)性地提供其客戶所需要的特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)在蘭寶小區(qū)中的應(yīng)用 26 定業(yè)務(wù) 。 目前， GPON 技術(shù)、設(shè)備相對(duì)復(fù)雜。 GPON 承載有 QoS 保障的多業(yè)務(wù)和強(qiáng)大的 OAM 能力等優(yōu)勢(shì)，很大程度上是以技術(shù)和設(shè)備的復(fù)雜性為代價(jià)換來的，從而 使得相關(guān)設(shè)備成本較高。隨著 GPON 技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用， GPON 設(shè)備的成本將會(huì)下降。相對(duì)而言， GPON 技術(shù)可以更好地解決上述 EPON 這些問題。GPON 除了支持更高的速率之外，還以很高的效率支持多種業(yè)務(wù)，提供豐富的 OAM＆ P 功能和良好的擴(kuò)展性。 GPON 不僅可以提供 10/100 Mbit/s、 1 Gbit/s 的業(yè)務(wù)，而且可以提供 VLAN 業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)。同 EPON 是制造商驅(qū)動(dòng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一樣， GPON 是運(yùn)營(yíng)商驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此具有更周到的運(yùn)營(yíng)利益考慮。 d. GPON 的種類 及方式 GPON 相關(guān)終端 產(chǎn)品與 EPON 基本類似 ,主要分為三種 : 1）面向大客戶、商業(yè)用戶為主的 FTTH/FTTO 等類終端，一般稱 SFU/SBU型 ONU。 PON 口下行光纖進(jìn)過分光器后直連到用戶 ONU，一個(gè) ONU 僅供一個(gè)用戶使用，用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過 FE 或 GE 口上行，安全性好，成本也高，一般針對(duì)高端用戶和商業(yè)用戶。 2）面向集中的新建小區(qū)或中高端居民區(qū)為主的 FTTB 等類終端，一般稱MDU（ LAN）型 ONU。一般幾戶到幾十戶共用一個(gè) ONU 終端，用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過 FE 口上行，也能提供較大接入帶寬。 3）面向集中的中低端居民區(qū)、廠 區(qū)為主的 FTTC 等類終端，一般稱 MDU（ DSL）型 ONU。一般幾十戶到幾百戶共用一個(gè) ONU 終端，用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過電纜線上行，提供 ADSL/ADSL2+等接入速率。 GPON 主要采用的組網(wǎng)方式除 ONU 直接入戶以外，還包括 FTTX+LAN 和FTTX+DSL 兩種。 FTTX+LAN 利用 ONU 提供的 FE/GE 口，接入樓道交換機(jī)或企業(yè)網(wǎng)關(guān)等設(shè)備的方式，靈活調(diào)整企業(yè)機(jī)關(guān)對(duì)內(nèi)外網(wǎng)訪問的不同帶寬需求。FTTX+DSL 則利用 ONU 提供的 FE/GE 口，接入 DSLAM 設(shè)備，靈活利用光纖資源，擴(kuò)大傳統(tǒng)接入網(wǎng)設(shè)備的覆蓋范圍。 GPON 上下行最大速率為 ，可提供對(duì)稱和非對(duì)稱的帶寬需求。支持最大分光比 1： 128，局端 OLT 到下掛 ONU（ ONT）最大邏輯距離 60KM。 面向未來的接入方式 —— GEPON 技術(shù) 無源光網(wǎng)絡(luò)在蘭寶小區(qū)中的應(yīng)用 27 無源光網(wǎng)絡(luò)（ PON）的接入?yún)f(xié)議有以 ATM 為傳輸平臺(tái)的 APON/BPON 和以以太網(wǎng)技術(shù)為傳輸平臺(tái)的 EPON/GEPON 以及以通用幀結(jié)構(gòu)為傳輸平臺(tái)的 GPON 三種類型。 EPON/GEPON 是將以太網(wǎng)（ Ether ，最具有發(fā)展?jié)摿Φ逆溌穼訁f(xié)議）與無源光網(wǎng)絡(luò)（ PON，接入網(wǎng)的最佳物理 層協(xié)議）結(jié)合在一起形成的能很好適應(yīng) IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入方式。 由于最早的 EPON 標(biāo)準(zhǔn)基于 100M 快速以太網(wǎng)傳送，市場(chǎng)上很多被稱為 EPON的產(chǎn)品實(shí)際上都是基于百兆以太網(wǎng) PON 技術(shù)，為區(qū)別于原有的技術(shù)和產(chǎn)品，一般基于千兆以太網(wǎng)的 PON 技術(shù)被稱為 GEPON。 同以往的其它 PON 技術(shù)相比， GEPON 技術(shù)同樣采用點(diǎn)到多點(diǎn)的用戶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用光纖實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音和視頻的全業(yè)務(wù)接入的目的。但與以往基于 ATM技術(shù)的 APON/BPON 相比， GEPON 實(shí)現(xiàn)在用戶接入網(wǎng)中傳輸以太幀，非常適合 IP業(yè)務(wù)的傳送。此外，由于目前 IP 網(wǎng)絡(luò)的普遍建設(shè)，基于以太網(wǎng)的技術(shù)的元器件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，性能高且價(jià)格便宜，使得 GEPON 相比其它 PON 技術(shù)更容易大規(guī)模商用；而基于 IP 的各種業(yè)務(wù)的高速發(fā)展以及下一代網(wǎng)絡(luò) IP 融合的趨勢(shì)使得 GEPON可以適用的范圍更廣并且符合未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，成為最重要的 FTTH技術(shù)。 圖 28 GEPON 原理圖 GEPON 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 28 所示。 GEPON 系統(tǒng)主要由中心局的光線路終端（ OLT）、包含無源光器件的光分配網(wǎng)（ ODN）、用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元 /光網(wǎng)絡(luò)終端（ O無源光網(wǎng)絡(luò)在蘭寶小區(qū)中的應(yīng)用 28 NU）以及網(wǎng)元管理系統(tǒng)（ EMS）組成，通常采用點(diǎn)到多點(diǎn)的樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在下行方向， IP 數(shù)據(jù)、語音、視頻等多種業(yè)務(wù)由位于中心局的 OLT，采用廣播方式，通過 ODN 中的 1： N 無源光分路器分配到 PON 上的所有 ONU 單元。在上行方向，來自各個(gè) ONU 的多種業(yè)務(wù)信息互不干擾地通過 ODN 中的 1： N 無源光分路器耦合到同一根光纖，最終送到位于局端 OLT 接收端。 GEPON 采用單纖波分復(fù)用技術(shù)（下行 1490nm，上行 1310nm），僅需一根主干光纖和一個(gè) OLT，傳輸距離可達(dá) 20 公里。在 ONU 側(cè)通過光分路器分送給多達(dá) 32 個(gè)用戶，因此可大大降低 OLT 和主干光纖的成本壓力。 GEPON 具有同時(shí)傳輸 TDM、 IP 數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力，其中 TDM 和 IP 數(shù)據(jù)采用 IEEE 以太網(wǎng)的格式進(jìn)行傳輸，輔以電信級(jí)的網(wǎng)管系統(tǒng)，足以保證傳輸質(zhì)量。通過擴(kuò)展第三個(gè)波長(zhǎng)（通常為 1550nm）即可實(shí)現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)廣播傳輸。 上 行 /下行流量管理 GEPON 從 OLT 到