GPON、XG(S)-PON基础

前言

本文主要介绍了GPON、XG(S)-PON中数据复用技术、协议、关键技术、组网保护等内容，希望对你有帮助。

一：GPON数据复用技术

下行波长：1490nm，上行波长：1310nm

1：单线双向传输（WDM技术）

2：一根光纤上存在多个用户信号

下行数据流：广播技术（125us）

上行数据流：TDMA技术

TDMA将时间分成若干时隙（slots），每个时隙分配给不同的用户或设备。每个用户或设备只能在其分配的时隙内进行数据传输。这样，多个用户可以在同一频率上共享传输介质，而不会相互干扰。 

二：GPON协议

1：ITU G.984相关标准

2：网络模型对照图

3：GPON上下行复用关系

上行复用：Tcont ID = Alloc ID、Port ID = GEM PORT ID，不同的Tcont最终的目的是为了绑定不同的DBA模板，获得不同速度的业务

下行复用：广播+GEM PORT ID过滤

4：GPON的上下行帧结构

5：以太网帧在GPON中的映射

6：TDM业务在GPON中的映射（透传）

ChatGPT两者区别

三：GPON关键技术

1：ONU测距原理

RTD：往返延迟            EqD：均衡延时参数

上行方向技术避免链路冲突：TDMA+测距 （可以选用距离OLT最远的ONU作为参考）

2：上行动态带宽分配DBA

(1)提高PON端口的上行线路带宽利用率

(2)可以在PON口上增加更多的用户

(3)用户可以享受到更高带宽的服务

DBA工作机制：

SR-DBA：status report-DBA 状态报告

NSR-DBA：none status report-DBA 非状态报告

DBA实现的基础--Tcont，不同的业务一般绑在不同的Tcont上

带宽类型：FB、AB、NAB、BE

FB：固定带宽（分10M，不管你用不用得完）

AB：保证带宽（保证你想用的时候最多可以有10M，如果这段时间不用这么多，可以将多余的部分分给其他用户）

NAB：非保证带宽

BE：最大努力带宽

Tcont类型和DBA模板的对应关系

 3：下行AES加密

四：GPON系统的管理和业务发放模式

1：GPON终端认证

GPON终端认证是指OLT基于ONU的SN或者Password对ONU的合法性进行认证，拒绝非法ONU的接入

SN认证：

 SN+Password认证：

2：GPON终端管理模型

OLT管理ONU：OMCI        网管管理OLT：SNMP

常见终端管理方式1

全OMCI模式，上网业务、组播业务、语音业务都通过OMCI进行下发

 常见终端管理方式2

上网业务、组播业务通过OMCI进行下发；语音业务通过FTP从网管下载XML文件然后通过OMCI通道下发给 ONU

常见GPON终端管理方式3

常见GPON终端管理方式4

 五：GPON组网保护

1：Type B单归属保护（同一OLT下的不同PON口、双主干）

2：Type B双归属保护（两台OLT的不同PON口）

3：Type C单归属保护（OLT、ONU、分光器均实现类似的环网保护）

4：Type C双归属（分布在两台OLT的不同PON口下） 

 六：XG(S)-PON技术原理

下行波长：1577nm，上行波长：1270nm

下行数据采用广播方式，通过GEM-Port ID来区分不同的ONU数据，通过下行帧的upstream bandwidth map字段来给ONU分配上行时隙

当ONU不接在OLT的PON口时直接将光功率计接到ONU的PON口下是不能检测ONU的光强，ONU只能被动发光。如果此时ONU的PON口还能检测到光，证明该ONU在长发光，是流氓ONU。

XGEM帧结构：

PLI：标志payload的大小

Key Index：加密字段

XGEM Port ID：标识不同用户的数据

Options：保留

LF：标识是不是XGME帧的最后一个分片单元

HEC：头部的差错控制

 七：XG(S)-PON中的关键技术

1：测距原理（和gpon类似）

2：突发发送（ONU）和突发接收（OLT）

ONU侧突发发送：测距保证不同ONU发送的信元在OLT端互不冲突，但测距精度有限，一般为正负1bit，不同ONU发送的信元会有几bits的防护时间，如果ONU侧的光模块不具备突发发送功能，则会导致发送的信号出现叠加，信号则会失真。

OLT侧突发接收：由于每个ONU到OLT的距离不同，所以光信号衰减对于每个ONU来讲都是不同的，即就可能导致OLT在不同时隙接收到的报文的功率电平是不同的。动态调整阈值功能可以在OLT按照收光信号的强弱去动态调整收光功率的阈值，以保证所有ONU的信号可以完整恢复。

3：ODN复用

ODN 在光纤通信网络中起到了连接、分发和维护光信号的重要作用

XG(S)-PON和GPON可以通过WDM技术复用ODN

WDM模块的主要功能就是分波和合波

八： PON数据封装简介（以太网帧封装过程）

1：上行方向

用户发出以太网帧到达ONU，ONU会将以太网帧中的前导码和帧间隙等内容剥离。留下DA到FCS这段有用的数据加上GEM帧的头部、Tcont头部、GTC头部，组合成一个GTC帧之后再传给OLT。OLT接收到之后取出DA到FCS内容，剥离GTC头部、Tcont头部、GEM头部，添加前导码和帧间隙等内容组成真正的以太网帧后传到交换机。

GEM帧头部（5bytes）

PLI：GEM帧的净荷大小

Port ID：用来标识不同用户的数据

PTI：净荷类型、表示所传送的数据的状态和类型

CRC：循环冗余校验

 

2：下行方向

举例PC3要和PC1和PC2进行通信，下行方向没有Tcont的概念。将每个MAC帧加上相应的GEM头部后，最后全部整合成一个帧，最外是PCBd字段。封装成GTC帧之后就直接在PON口下进行广播，所有的都可以收到相同的内容，然后进行解封装，识别GEM Port ID，是不是自己的数据，如果不是就丢弃，是就接收。最后ONU将GEM帧还原出MAC帧发送给对应的PC。

总结

以上就是本文的全部内容了，希望可以帮助到你。