2022年GPON技术标准 .pdf

GPON的 PMD 层对应于OLT和 ONU 之间的光传输接口(也称为 PON 接口)，其具体参数值决定了 GPON系统的最大传输距离和最大分路比。OLT和 ONU 的发送光功率、接收机灵敏度等关键参数主要根据系统支持的ODN类型来进行划分。根据允许衰减范围的不同，ODN 类型主要分为A、B、C 三大类，结合目前实际应用需求和光收发模块的实际能力工业界还定义了 B+类，扩展了 GPON系统支持的最大分路比。ODN分类见表1，目前 B+类 ODN 是主流。表 1ODN分类ODN类型衰减范围光通道损耗差A 类520dB B 类1025dB B+类1328dB15dB C类1530dB TC层(也称为 GTC层)是 GPON的核心层，主要完成上行业务流的媒质接入控制和ONU 注册这两个关键功能。TC层协议栈见图3。GTC层包括两个子层：GTC成帧子层和TC适配子层。1)GTC成帧子层GTC成帧子层包括3 个功能：复用和解复用。PLOAM 和 GEM 部分根据帧头指示的边界信息复用到下行TC帧中，并可以根据帧头指示从上行TC帧中提取出PLOAM和 GEM 部分。帧头生成和解码。下行帧的TC帧头按照格式要求生成，上行帧的帧头会被解码。此外还要完成嵌入式OAM。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -基于 Alloc-ID 的内部路由功能。基于Alloc-ID 的内部标识为来自/送往 GEMTC适配器的数据进行路由。(2)GTC适配子层功能适配子层提供了3 个 TC 适配器，即ATMTC适配器、GEMTC适配器和OMCI 适配器。ATM/GEMTC 适配器生成来自GTC成帧子层各ATM/GEM 块的 PDU，并将这些PDU映射到相应的块。(3)动态带宽分配(DBA)与业务 QoS管理GTC系统根据T-CONT管理业务流，每个T-CONT由 Alloc-ID 标识。一个T-CONT可包含一个或多个GEMPort-ID。OLT监控每个T-CONT的流量负载，并调整带宽分配来更好地分配PON 带宽资源。PON 带宽资源的分配分为动态或静态两种方式，在动态资源分配方式中，OLT通过检查来自ONU的 DBA 报告和/或通过输入业务流的自监测来了解拥塞情况，然后分配足够的资源。在静态资源分配方式中，OLT根据配置信息为业务流预留固定带宽。DBA功能可提供各种不同的QoS。GPONTC层规定了5 种 T-CONT(Type1，2，3，4，5)，DBA 功能在各 T-CONT中实现。GEM模式中，GEM连接由 GEM-Port 标识，并根据QoS要求由一种 T-CONT类型承载。DBA 功能分为下面几个部分：OLT和/或 ONU 检测拥塞状态;向 OLT报告拥塞状态;OLT根据提供的参数更新带宽分配;OLT根据更新的带宽分配和T-CONT类型发送授权;发送 DBA 操作管理信息。4.OMCI OLT通过 OMCI(ONT管理控制接口)来控制 ONT。协议允许OLT进行下列动作：1)建立和释放与ONT 之间的连接;2)管理 ONT 上的 UNI;3)请求配置信息和性能统计;4)向系统管理员自动上报事件，如链路故障。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 5 页 -OMCI协议在 OLT控制器和ONT控制器之间的GEM连接上运行，该连接在ONT初始化时建立。OMCI 协议是异步的：OLT上的控制器是“主”，ONT 上的控制器是“从”。一个 OLT控制器通过在不同的控制信道上使用多个协议实例来控制多个ONT。OMCI在下面几个方面对ONT 进行管理：1)配置管理：提供了控制、识别、从ONT收集数据和向ONT提供数据的功能;2)故障管理：支持有限的故障管理功能，大多数操作仅限于进行故障指示;3)性能管理：主要是性能监控;4)安全管理：使能/去使能下行加密功能、全光纤保护倒换能力管理。5.ONU 激活注册在 ONU 能正常工作前必须完成激活注册过程。GPON协议基于 ONU的序列号来识别和配置ONU，有些运营商会通过运维系统根据ONU的序列号对其进行预配置，这时通常采用直接激活ONU 的方式。而在其它情况下，不能提前获知 ONU 的序列号，因此OLT需要具有自动发现ONU 的机制。激活 ONU 的事件有3 个：a)网络运营商在得知新的ONU 连接到网络后，从运维系统启动激活过程;b)当有 ONU 从工作状态丢失时，OLT就自动启动激活过程。查询频率可由运维系统设定;c)OLT周期发起激活过程，查询频率可由运维系统设定。ONU 的激活过程包括：OLT和 ONU之间协商工作参数、测量 OLT和 ONU 之间的逻辑距离、建立上下行通信通道。对OLT和 ONU 之间逻辑距离的测量即测距。GPON采用带内方式对在线系统中的ONU 进行测距。对新加入到系统中的ONU 进行测距时，已工作的ONU应暂停发送信号，以打开一个测距窗口。该窗口的大小与新加入系统的ONU 的距离有关，如果能预先知道新加入系统的ONU的距离则可以减小测距窗口。ONU的激活过程由OLT控制，其激活过程大致如下：ONU通过 Upstream_Overhead 消息接收工作参数;ONU根据接收到的工作参数调整自己的参数(如：发送光功率);OLT通过 Serial_NumberAcquisition 流程发现新ONU的序列号;OLT给所有新ONU 分配 ONU-ID;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -OLT测量新 ONU的均衡时延;OLT将测量的均衡时延传送给ONU;ONU 根据均衡时延调整其上行帧的发送起始点。以上激活过程是通过交互上下行标记(flag)以及 PLOAM消息来完成的。在正常工作状态下，所有传输信号都可以被用来监测信号到达的相位。通过监测传输信号的相位，可以更新均衡时延。ONU 注册由自动发现流程完成。ONU 注册有两种方式：“配置 S/N”方式是通过管理系统(如 NMS 和/或 EMS)在 OLT注册 ONU 序列号，“发现 S/N”方式是不通过管理系统(如 NMS和/或 EMS)在 OLT注册 ONU 序列号。四、TDM 业务承载GPON可通过 2 种方式承载TDM 业务(如 E1)，一种是 Native 方式也被称为TDMoverGEM方式，另外一种是CESoPover GEM。1.Native 方式Native 方式是利用可变的GEM 帧来直接封装TDM 帧。TDM 数据封装到GEM 的方式见图 5。具有相同 Port-ID 的 TDM 数据分组会汇聚到TC上层。净荷部分包含L字节的 TDM 块。图 5 GEM帧中的 TDM 数据帧结构TDM 业务到 GEM帧的映射允许GEM 帧长根据TDM 业务的频率偏移进行变化。TDM 段的长度由PLI域指示。TDM 源适配进程应该在输入缓存中对输入数据进行排队，每当有帧到达(即每 125us)，GEM 帧复用实体将记录当前GEM，帧中准备发送的字节数量。一般情况下，PLI将根据 TDM标称速率指示一个固定字节数，但经常需要多传送或少传送一些字节，这一点将在PLI域中反映出来。如果输出频率比输入信号频率快，则输入缓存器开始清空，填充最终降到低门限以下。这时，从输入缓存器少读取一些字节，填充将上升至低门限以上。相反的，如果输出频率比输入信号频率慢，则输入缓存器开始填满，填充最终上升到高门限以上。这时，从输入缓存器多读取一些字节，填充将降至高门限以下。可变长度的FDM 段映射到GEM 帧净荷的概念如图6 所示。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -图 6 TDM 映射到 GEM 2.CESoPoverGEM方式CESoP(CircuitEmulationoverPacket Switched Net)技术是在有管理的分组交换网络(PSN)上搭建通道来传送TDM 业务。CESoP over GEM方式的基本思路是先采用CESoP 技术将 TDM 业务封装到以太网/IP 帧的净荷中，再将以太网/IP 帧封装到GEM 帧在 OLT和 ONU 之间传递。图 7 是 GPON系统承载TDM 业务的示意图。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -