GPON原理介绍

GPON原理介绍

目 录

第1章 导读 ................................................................................................................................... 1

第2章 What ................................................................................................................................. 2

2.2 引经据典 .................................................................................................................................2

2.3 GPON相关标准 .....................................................................................................................3

2.4 GPON封装方式：ATM和GPON封装方式（GEM） ...........................................................4

2.5 传输速率 .................................................................................................................................4

2.6 缩略语 ....................................................................................................................................4

GPON原理介绍

清楚

GPON（Gigabit-capable Passive Optical Networks），即千兆光纤无源光网络，是一种用于家庭、企业等搭建综合能力强、采用性价比高的高速光纤网络传输技术。GPON是通过单线双向传输，实现一条光缆上完成以太网、IPTV、语音等数据传输和宽带接入服务的技术，具有容量大、运行成本低、网络智能度高、系统接入成本低、传输距离远、安全性高等特点。

GPON是光纤到用户（FTU）技术中一种特殊的技术，通过一根光缆连接接入网和用户网络，用户网络节点只有一台ONU设备，实现用户接入网的虚拟定制化、接入及计费功能，从而极大地降低系统的建设成本。

GPON的结构

GPON系统是新一代的FTU系统，包括OLT（光纤到机房）、ONU（光网络用户）及光缆。OLT可以与接入网（ISP）连接，支持多租户的多服务提供，其典型结构图如下：

OLT(光纤到机房)是光纤接入网的核心部件，主要完成接受接入网信号，将复杂的光信号转换成简单的多载波光信号，将多载波带宽分配给每个ONU，以及接收来自ONU的状态信号，完成调度和控制等功能。

ONU是光网络用户的设备，其位于用户端，负责将接收的多载波带宽进行调制、编码和发送出去，以及接收OLT发出的控制、管理信号，以实现激活

GPON原理介绍

GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种用于光纤接入网的技术标准，是ITU-T（国际电信联盟-电信部门） G.984系列推荐的最新一代光纤传输技术标准。GPON具有高速率、大容量、灵活可靠等特点，在光纤接入网中得到了广泛应用。

1.光纤线路结构：

光纤接入网使用的光纤线路结构主要包括OLT（光线路终端）和ONT（光网络终端）两部分。OLT在运营商的中心局，负责将光信号转换为电信号，同时提供光纤接口，将信号从光纤发送至用户侧；ONT安装在用户端，负责将接收到的光信号转换为电信号，供用户使用。

2.传输方式：

GPON采用异步时分多路复用的传输方式，将光信号在不同的时间槽中进行传输，实现多个用户之间的共享。OLT将要发送的光信号分发至不同的ONT中，通过时分多路复用的方式，实现不同用户之间光信号的分开传输。同时，GPON还采用了暴力传输技术，通过在OLT和ONT间传递帧长、报错控制等信息，确保光信号的正确传输。

3.接入网元件：

GPON系统中的主要接入网元件有OLT、ODN（光配线网络）、ONT和OSS（运营支撑系统）等。OLT是光纤接入网的核心设备，负责与用户进行通信，管理和控制光纤传输。ODN是光配线网络，用于连接OLT和ONT之间的光纤，提供光纤接口和分配光信号。ONT安装在用户端，提供光纤接口，将光信号转换为电信号供用户使用。OSS是运营支撑系统，用于管理和控制光纤接入网的运营，包括用户的开通和关闭，信号的监测和维护等。

4.工作原理：

GPON的工作原理可以分为上行传输和下行传输两个过程。

上行传输是从ONT到OLT的过程。ONT将用户发送的数据转换为光信号，通过ODN和OLT进行传输。在OLT中，光信号被转换为电信号，并传输至数据中心或运营商的核心网络。

下行传输是从OLT到ONT的过程。OLT将从数据中心或核心网络接收到的电信号转换为光信号，通过ODN传输至ONT。ONT将光信号转换为电信号，供用户使用。

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看一下gpon的数据服用前面已经提到gpon系统采用的是wdm的波分服用技术在一根光纤上利用不同波长实现了上下行的双向传输下行波长为1490上行1310 而对于下行数据我们在1490的波长上采用广播的技术即所有数据广播到每个终端onu上行数据在1310上采用的是tdma时分服用技术 对于gpon的下行数据我们已经知道是采用广播的方式下发的下行真长是固定的125us而下行速率是25g那么每个针的真长可以很容易的计算出来25g×125us＝38840 对于下行的广播数据所有的onu都能收到相同的数据这个地方说一下在我们的无源分光起上光功率是有衰减的比如132的分光起经过分光起的光功率就是原来光功率的132而传输的数据并没有任何损失只要光路通ont可以激活正常上线那么在每条光纤上的下行数据就是一摸一样的也就是说传输数据从olt出来被无失真的传输到了每一个onu那么这里就引出了一个问题对于某个onu我如何知道那个是自己需要的数据哪些不是这儿在onu上主要是通过onuid来区分是否为自己的数据拿自己的onuid和下行数据中的onuid比较相同的就认为是自己的不同的就直接扔掉但是这儿实际上是通过我们的gemportid来区分的这儿为了便于理解可暂时认为是通过onuid来过滤自己的数据 对于上行数据来说主要是采用tdma时分服用的方式为什么要采用这种方式其原因是上行数据在olt到风光起的主干光纤上必然会发生碰撞据个例子假设onu1和onu2到分光其的距离一样且同时以同样速度向olt发送数据那么必然同时到达分一些光起而分光器我们知道仅仅是一个无源的物理分光的硬件软件上不会做任何动作分光起上造成的这种碰撞是无法避免的所以这儿我们借鉴了传统的时分服用的思想上行采用tdma方式上行数据各自按照不同的时隙在不同的时间段向olt发送再用一些算法保证在到达分光起的时候正好可以错开那么上行可能出现数据冲突的问题就得到解决了 这儿又引出一个问题既然上行数据在不同的时隙来传输数据的那么他具体是在哪个时隙来传呢具体的时间段由谁来确定呢当然对于ont自己是无法来确定自己的上传时间的原因是他无法知道别的ont的状态所以这个重担自然就要落到olt身上实际上我们的gpon系统每个ont上行时隙就是olt告诉ont的olt给每个ont下发消息告诉大家每个ont的上行时间段那么ont就严格按照这个时间段来上传数据这样的话就可以保证上行数据的不冲突具体对应到g9843协议就是olt在下行帧的upstream bandwidth map这个字段里面携带了ont的上行时间信息告诉每个ont的上行时间段说的专业一点就是通过下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙那么所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了不会产生为了争夺时隙而冲突 好这儿我们的上下行数据的基本传输思想相信大家都已经清楚了后面我们将在这个大的框架的前提下具体开始阐述讲解 看一下gpon的网络的基本性能参数