GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Networks)技術(shù)是基于ITU-TG.984.x標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無(wú)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(hù)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2002年9月提出,ITU-T在此基礎(chǔ)上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定,2004年2月和6月完成了G.984.3的標(biāo)準(zhǔn)化。從而最終形成了GPON的標(biāo)準(zhǔn)族。
GPON為千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)或稱(chēng)為吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò),GPON技術(shù)是基于ITU-TG. 984.x標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無(wú)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(hù)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技術(shù)允許運(yùn)營(yíng)商應(yīng)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(hù)所需要提供的特定業(yè)務(wù)。 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(lái)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)有相應(yīng)地下降。
GPON技術(shù)起源于1995年開(kāi)始逐漸形成的ATMPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),PON是英文“無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)”的縮寫(xiě)。而GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network) 最早由FSAN組織于2002年9月提出,ITU-T在此基礎(chǔ)上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定,2004年2月和6月完成了G.984.3的標(biāo)準(zhǔn)化。從而最終形成了GPON的標(biāo)準(zhǔn)族。 [4] 基于GPON技術(shù)的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與已有的PON類(lèi)似,也是由局端的 OLT(光線路終端),用戶(hù)端的ONT/ONU(光網(wǎng)絡(luò)終端或稱(chēng)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(wú)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。
GPON的技術(shù)特點(diǎn)是在二層借鑒了ITU-T定義的GFP(Generic Framing Procedure,通用成幀規(guī)程)技術(shù),擴(kuò)展支持GEM(General Encapsulation Methods)封裝格式,將任何類(lèi)型和任何速率的業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)重組后由PON傳輸,而且GFM幀頭包含幀長(zhǎng)度指示字節(jié),可用于可變長(zhǎng)度數(shù)據(jù)包的傳遞,提高了傳輸效率,因此能更簡(jiǎn)單、通用、高效地支持全業(yè)務(wù)。具體如下:
(1 ) 前所未有的高帶寬。GPON速率高達(dá)2 .5 Gbps,能提供足夠大的帶寬以滿(mǎn)足未來(lái)網(wǎng)絡(luò)日益增長(zhǎng)的對(duì)高帶寬的需求,同時(shí)非對(duì)稱(chēng)特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)。 (2) QoS 保證的全業(yè)務(wù)接入。GPON 能夠同時(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。目前,ATM 承載話音、PDH、 Ethernet 等多業(yè)務(wù)的技術(shù)已經(jīng)非常成熟;使用GEM 承載各種用戶(hù)業(yè)務(wù)的技術(shù)也得到大家的一致認(rèn)可,已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用和發(fā)展。GPON可以將任何類(lèi)型和任何速率的業(yè)務(wù)進(jìn)行原有格式封裝后經(jīng)由PON傳輸。那么GPON的數(shù)據(jù)封裝具體是如何實(shí)現(xiàn)的呢?ONU從UNI(User Network Interface,用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口)口接收到上行的ETH、TDM或者SDH數(shù)據(jù),ONU把上行數(shù)據(jù)封裝為GEM幀,發(fā)送給OLT。OLT把GEM幀解封裝為ETH、TDM或者SDH數(shù)據(jù),通過(guò)上聯(lián)口發(fā)送出去。下行方向進(jìn)行類(lèi)似處理。( 3) 很好地支持TDM業(yè)務(wù)。TDM 業(yè)務(wù)映射到GEM 幀中,由于GPON TC 幀幀長(zhǎng)為 125 μs,能夠直接支持TDM 業(yè)務(wù)。TDM 業(yè)務(wù)也可映射到ATM 信元中,也能提供有QoS 保證的實(shí)時(shí)傳輸。(4 ) 簡(jiǎn)單、高效的適配封裝。采用GEM 對(duì)多業(yè)務(wù)流實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、高效的適配封裝。在 APON 中,所有的多業(yè)務(wù)流(話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流) 都必需進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)化,映射到ATM 信元 中傳輸。眾所周知,5 字節(jié)的ATM 頭相對(duì)于48字節(jié)的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō),會(huì)帶來(lái)超過(guò)10% 的帶寬損失,特別對(duì)于長(zhǎng)分組的數(shù)據(jù)包來(lái)說(shuō),其打包過(guò)程復(fù)雜、效率非常低。而在EPON 中,雖然直接承載以太網(wǎng)幀,實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單,但僅考慮8B/ 10B 的線路編碼就已經(jīng)有20%的帶寬浪費(fèi),加上對(duì)以太網(wǎng)幀的封裝和開(kāi)銷(xiāo),EPON帶寬利用率比GPON 低30%左右。同時(shí),在傳輸TDM 業(yè)務(wù)時(shí),需要將其通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)化映射到以太網(wǎng)幀中,目前對(duì)此技術(shù)還沒(méi)有規(guī)定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。GPON 的GEM 提供了一種靈活的幀結(jié)構(gòu)封裝,支持定長(zhǎng)和不定長(zhǎng)幀的封裝,對(duì)多種業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)通用映射,不需要進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單,開(kāi)銷(xiāo)小,協(xié)議封裝 效率最高可達(dá)94%,實(shí)現(xiàn)了帶寬資源的充分利用。 (5) 強(qiáng)大的OAM 能力。針對(duì)以太網(wǎng)系統(tǒng)在網(wǎng)路管理和性能監(jiān)測(cè)的不足,GPON 從 消費(fèi)者需求和運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行維護(hù)管理的角度,提供了3 種OAM 通道:嵌入的OAM 通道、 PLOAM 和OMCI。它們承擔(dān)不同的OAM 任務(wù),形成C/ M Plane( 控制/ 管理平面),平面中的不同信息對(duì)各自的OAM 功能進(jìn)行管理。GPON 還繼承了G .983 中規(guī)定的OAM 相 關(guān)要求,具有豐富的業(yè)務(wù)管理和電信級(jí)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)能力。(6 ) 技術(shù)相對(duì)復(fù)雜,設(shè)備成本較高。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(lái)的,從而使得相關(guān)設(shè)備成本 較高。但隨著GPON 技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用,GPON 設(shè)備的成本可能會(huì)有相應(yīng)地下降。