中国移动宽带接入技术GPON说明
GPON基础介绍
GPON基础介绍GPON（Gigabit-capable Passive Optical Network）是一种基于光纤传输的宽带接入技术，可以提供高速且稳定的数据传输。
本文将介绍GPON的基础知识及其原理。
GPON是一种面向家庭和企业用户的接入技术，它利用了光纤传输的高带宽和抗干扰能力，可以提供高速的网络连接。
与传统的基于铜线的ADSL或VDSL接入技术相比，GPON可以提供更高的传输速率和更远的传输距离。
GPON采用了一种被动光网络架构，其中光纤在整个网络中起到了关键的作用。
在GPON网络中，光纤被用来传输数据，而不是电信号。
这种纯光传输的方式可以大大降低传输损耗和干扰。
GPON网络由三个主要组件组成：光线传输单元（OLT），光纤接入单元（ONT）和光纤分配器（ODN）。
OLT是GPON网络的核心设备，负责连接用户和服务提供商的网络。
ONT是连接用户设备的终端设备，它将光信号转换为电信号，并提供网络连接给用户。
ODN则是用来将光纤连接到ONT的分配设备。
GPON网络采用了时间分割多路复用（TDM）技术，它将光信号分割为不同的时间片段，每个时间片段用于传输不同的数据流。
这种技术可以使多个用户同时共享一条光纤，并实现有效的带宽利用。
在GPON网络中，数据流被分为两种类型：上行和下行。
上行数据流是从用户设备发送到服务提供商的数据流，而下行数据流是从服务提供商发送到用户设备的数据流。
由于GPON网络采用了不对称传输方式，上行和下行数据流可以拥有不同的传输速率。
GPON网络支持高达2.5Gbps的下行速率和1.25Gbps的上行速率。
这种高速度可以轻松满足多种应用的需求，如高清视频流、在线游戏和云存储等。
此外，GPON网络还支持语音通话和视频监控等实时应用。
GPON网络具有很多优点。
首先，由于光纤具有高带宽和低损耗的属性，GPON网络可以提供稳定且高速的数据传输。
其次，由于采用了纯光传输的方式，GPON网络对电磁干扰具有很强的抵抗能力。
中国移动宽带接入技术GPON介绍
——层次模型
适配子层：识别VPI/VCI和Port_ID
GTC
适配子层 提供该通道数据和高层实体的交换
GPON（GIGABIT-CAPABLE PON）
差不多在IEEE推出EPON的同时，FSAN（Full Service Access Networks）组织开始进行面向多业务的PON研究工作
2003年出台了ITU-T G.984标准建议所规范的GPON。
传输线路速率
下行
/ 上行
◦ 1.2 Gb/s / 155 Mb/s
GEM TC adapter DBA Control
GTC Framing sublayer
GPON Physical Media Dependent (GPM) layer
嵌入OAM信息直接 嵌入GTC帧头
GTC的协议栈
C/M平面（负责控制和管理用户业务流）
◦ C/M平面由嵌入的OAM、PLOAM和OMCI三部分组成。嵌入的OAM 和PLOAM管理PMD和GTC层功能；OMCI提供对高层的统一管理。
◦ 单阈值操作：
(Pms + 7 dB) > TL > (Pms + 1 dB)
OL调整机制
起因：P2mP物理拓扑结构，OLT必须具有高灵敏度和 大动态功率范围内突发接收功能。速率 ≥1244.16Mb/s时，上述要求加大了OLT接收机制造 难度和成本。
经过：动态调整ONU光发射功率。在特殊情况下， OLT命令ONU减小或增加光发射功率。
GPON原理介绍
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方案
GPON方案概述GPON（Gigabit-capable Passive Optical Network）是一种光纤传输技术，可提供千兆级别的宽带接入服务。
GPON方案集成了光纤传输、光分配、光波转换和网络传输等功能，广泛应用于住宅、企业和校园等网络环境中。
本文将介绍GPON方案的基本原理、特点以及在不同领域应用的情况。
GPON的基本原理GPON基于波分复用技术，使用单根光纤传输多个信号。
GPON系统由三个主要组成部分组成：光线终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光纤线路。
GPON使用点对多点的架构，其中OLT通过光纤将高速数据传输到ONU，实现了高速、稳定的宽带接入。
OLT负责将数据转换为适用于光纤传输的格式，并将数据传输到ONU。
ONU则接收并解码数据，将其发送到终端设备。
GPON的特点GPON方案具有以下特点：1.高带宽：GPON方案提供千兆级别的带宽，能够满足用户对高速网络的需求，可支持高清视频、在线游戏和大规模文件传输等应用。
2.长距离传输：GPON光纤的传输距离可达20公里，支持远程接入，适用于广域网部署和大范围覆盖。
3.分布式架构：GPON系统采用分布式架构，光线终端（OLT）和光网络单元（ONU）分别部署在中心节点和用户端，使得网络管理更加灵活和可靠。
4.省电节能：GPON方案采用边缘用户的睡眠模式，有效降低了能量消耗，实现了节能环保。
5.服务质量保证：GPON具备多种服务质量保证机制，可以满足不同用户对网络服务的需求。
6.灵活扩展：GPON系统支持灵活的扩展，可以根据实际需求增加或减少光网络单元（ONU）的数量。
GPON在不同领域的应用GPON方案在各个领域都有广泛的应用，以下是其中一些常见领域：住宅小区网络GPON方案可为住宅小区提供高速、稳定的宽带接入服务。
通过部署一个光线终端（OLT）和多个光网络单元（ONU），可以实现多户共享一个光纤网络，提供统一的网络接入。
这样，住宅小区的居民可以方便地享受高速上网、网络电视和互联网电话等服务。
GPON原理介绍
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。
GPON基本原理及应用
GPON基本原理及应用GPON（Gigabit-capable Passive Optical Network）是一种用于光纤通信的技术，它是一种基于光纤传输的新一代宽带接入网络技术。
GPON采用分布式的被动式光纤分配器来传输数据，具有高速率和大带宽的特点。
它可以满足现代宽带应用对高速、稳定、可靠的带宽需求。
GPON的基本原理是将光纤作为传输介质，将数据信号转换为光信号，并通过光纤传输。
GPON系统包含三个主要的组件：光线传输单元（OLT）、光网络单元（ONU）和光纤分配器（ODN）。
OLT是GPON网络中的核心设备，通常由一个或多个插槽组成。
它负责与服务提供商的网络相连，并将网络信号转发到ONU。
OLT还负责分配带宽给ONU，以满足不同用户的需求。
ODN是将光信号从OLT传输到ONU的光纤网络。
ODN包括主干光纤和分配光纤。
主干光纤是连接OLT和ODN的光纤，负责将信号从OLT传输到ODN。
分配光纤将信号从ODN传输到ONU，以连接用户设备。
GPON的应用主要体现在宽带接入领域。
传统的ADSL或者DOCSIS技术在带宽和速率方面存在一定的限制，而GPON可以提供更高的速率和更大的带宽。
它可以满足用户对高清视频、在线游戏、音频视频流等带宽密集型应用的需求。
另外，GPON还被广泛应用于企业和组织的数据中心。
传统的以太网技术在数据中心中存在一定的带宽和速率瓶颈。
GPON的高速率和大带宽可以满足数据中心对大容量数据传输的需求，提高数据中心的性能和效率。
此外，GPON还可以广泛应用于智能家居、智能楼宇、安防监控等领域。
它可以提供高速稳定的网络连接，支持多种设备和服务的接入。
通过GPON技术，用户可以实现远程监控、家庭自动化、智能楼宇管理等功能。
综上所述，GPON作为一种高速率、大带宽、稳定可靠的宽带接入技术，已经在各个领域得到广泛应用。
它不仅可以满足用户对高速宽带的需求，还可以支持多种设备和服务的接入，为用户提供丰富的应用体验。
GPON原理及设备介绍
GPON原理及设备介绍GPON（Gigabit Passive Optical Network，千兆被动光纤网络）是一种基于光纤传输的宽带接入技术，采用被动组件，如分光器、光纤以及有源分配设备，将光纤链路划分为上下行两个信道，可同时传输数据、语音和视频等多媒体服务。
GPON通过分光器将光信号分配给多个用户，实现了高带宽、长距离的光纤网络连接，为宽带接入提供了高效和灵活的解决方案。
GPON采用了WDM（波分复用）技术，将上下行信道分别在光纤上进行传输，大大提高了网络的传输容量。
其上行信道（称为 GEM Port）将用户数据打包成GEM帧（GPON Encapsulation Method Frame），然后传输到OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）设备。
而下行信道则将OLT发送的数据分为不同的ODU（Optical Data Unit，光数据单元），然后通过ONU（Optical Network Unit，光网络单元）设备分发给不同的用户。
在GPON网络中，OLT设备负责管理和控制整个光纤网络，包括光纤链路的划分、用户接入的管理和维护等。
OLT设备通常由一个或多个主控板和光口板组成，可通过不同接口类型（如GE、10GE）与上层网络连接。
OLT还提供各种接入方式，支持以太网、TDM（时分多路复用）和ATM（异步传输模式）等多种传输协议。
ONU设备是用户侧的终端设备，负责接收OLT发送的数据，并将其解包后分发给相应的用户。
ONU设备通常具有多个用户接口，可以实现语音、视频和数据信号的接入和转发功能。
ONU设备还支持多种接口类型，如RJ-45、USB、无线等，便于用户灵活选择接入设备。
GPON中的分光器（Splitter）是一种关键组件，用于将光信号从OLT 分配给多个用户。
分光器采用光纤耦合器技术，可实现光的分配和合并，具有低损耗、高功率容限和稳定性好的特点。
分光器根据需求分为不同的分支比例（如1:2、1:4、1:8等），可满足不同用户的需求。
GPON工作原理及应用
ONU 的功能和特点
1 用户接入
为用户终端设备提供接入网络的功能。
2 信号解析与转发
接收OLT发送的下行信号，并解析转发至用户终端设备。
3 数据加密与解密
对网络数据进行安全加密和解密操作，保护用户的信息安全。
上行与下行数据传输
1
下行传输
2
OLT向ONU发送数据，通过光纤进行传输。
3
上行传输
用户数据从ONU发送至OLT，通过光纤进 行传输。
分时复用
上行和下行数据在同一时间段内交替传 输，放大器 光信号调制器
将光信号转换为电信号，或将电信号转换为光信 号。
GPON工作原理及应用
通过GPON工作原理及应用的介绍，您将了解到GPON技术的概述，光纤传输 技术，GPON系统组成，标准与规范，光纤信号传输特点等内容。
GPON概述
GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种基于光纤传输技术的宽带接入技术。它通过光纤传输数 据信号，实现高速的互联网接入，提供更稳定和高质量的网络连接。
光纤传输技术
1 单模与多模光纤
单模光纤适用于长距离传 输，多模光纤适用于短距 离传输。
2 光纤接口类型
常用的光纤接口类型包括 SC、LC、FC等。
3 光纤损耗与衰减
光信号在光纤中会有一定 的损耗和衰减，需要进行 信号增强和补偿。
GPON系统组成
OLT
光线路终端，负责光信号的传 输和接收。
ONU
光网络单元，连接用户终端设 备，提供网络接入服务。
增强光信号的强度，使之能够在光纤中传输更远 的距离。
改变光信号的强度或频率，实现数据传输。
OLT 的功能和特点
中国移动GPON解决方案GPON原理培训胶片图文版资料
光预算
Class A/B/C
Px10/Px20
测距
EqD 逻辑等距
RTT
DBA
标准格式
厂家自定义
TDM支持
TDM over Ethernet (PWE3, CESoEthernet)or native TDM)
TDM over Ethernet (PWE3, CESoEthernet)
ITU-T G.984.2 PMD层规格要求 2.488Gbps下行光接口参数规格要求 1.244Gbps上行光接口参数规格要求 物理层开销分配
GPON标准协议
广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us,下行为广播方式,所有的ONU都能收到相同的数据,但是通过GEMPORT ID来区分不同的业务的数据,ONU 通过过滤来接收属于自己O
CO
CO
N
subscribers
L
km
L
km
L
km
Passive
optical
splitter
N
subscribers
ADSL2+
PON
ADSL2+ VDSL2
Centre office
Home
VDSL2
ONT
ADSL2+
10/100Base-T
1 km
2 km
Passive Optical Network 无源光网络
OLT
ONU
Optical Line Terminal 光线路终端
Optical Network Unit 光网络单元
Passive Optical Splitter 无源分光器
移动通信GPON
GPON1.GPON(Gigabit-Capable PON) 技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。
GPON最早由FSAN组织于2002年9月提出，ITU-T在此基础上于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的标准化。
从而最终形成了GPON的标准族。
2. 简介GPON技术起源于1995年开始逐渐形成的A TMPON技术标准，PON是GPON英文“无源光网络”的缩写。
而GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network) 最早由FSAN 组织于2002年9月提出，ITU-T在此基础上于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的标准化。
从而最终形成了GPON的标准族。
基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的OLT(光线路终端)，用户端的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元)，连接前两种设备由单模光纤(SM fiber)和无源分光器(Splitter)组成的ODN(光分配网络)以及网管系统组成。
3. 特点(1 ) 前所未有的高带宽。
GPON 速率高达2 .5 Gbps, 能提供足够大的带宽以满足未来网络日益增长的对高带宽的需求, 同时非对称特性更能适应宽带数据业务市场。
(2) QoS 保证的全业务接入。
GPON 能够同时承载ATM信元和/ 或GEM 帧, 有很好的提供服务等级、支持QoS 保证和全业务接入的能力。
目前, A TM 承载话音、PDH、Ethernet 等多业务的技术已经非常成熟; 使用GEM 承载各种用户业务的技术也得到大家的一致认可, 已经开始广泛应用和发展。
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源器件少等使系统成本较低。 纯介质网络——避免了电磁和雷电影响；和支路光缆
故障、新用户加入等均不影响其它的正常工作; 这些 都使维护运营成本大为降低。
网络布放灵活，无需机房和电源 便于运行维护 －在中信号从用户端发出经过无源的光缆
OMCI adapter
ATM TC adapter
GEM TC adapter DBA Control
GTC Framing sublayer
பைடு நூலகம்
GPON Physical Media Dependent (GPM) layer
物理层
() -
属于嵌入式的 一种
()
嵌入信息直接嵌入 帧头
的协议栈
平面（负责控制和管理用户业务流）
ONU 3
ONU 5
OLT
适合分散用户。
ONU 2
ONU 4
PON network
ONU 1
ONU 2
Passive
splitter OLT
ONU 3
ONU 5
ONU 4
适合分散的、有保护需求对可靠性要求比较高的用户。
的特点和优势
容量大、覆盖范围大、寿命长 高可靠性 局端至远端用户之间无有源器件,使可靠性较有源光
SNI
的基本拓扑结构
(1)
ONU 1
ONU 2
OLT
ONU 3
ONU 4
图中黑点为无源光分/合路器（光耦合器）。 适合集中的用户群，比如商业大楼里的企事业用户。
(2)
ONU 1 ONU 2
OLT
可根据需要放置光分/合路器，可多级。 适合相对集中的几个用户群。
ONU 3 ONU 4 ONU 5
ONU 1
S/R ONU
ONU
S/R ODN OLT
接入链路
PON的功能参考配置
SNI
V 业务节
点功能
网络侧
O FTTH N T
O
N T
copper
fibre
O FTTB/C
N U
fibre
O N T
copper
FTTCab
O
N
fibre
U
home network
UNI
access network
O L T
宽带接入技术 简介
的定义 ，无源光网络 是一种应用于接入网、局端设备（）与多个用户端
设备（）之间通过无源的光缆、光分/合路器等组 成的光分配网（）连接的网络。 （ ）光线路终端 （ ）光网络单元 （ ）光网络终端 （ ）光分配网
Q3 接入网系统网管功能
UNI (PON)
T
用户侧
a
AF
U平面（承载用户业务） U平面由除去的和 组成。 U平面通过业务类型（或模式）和或来识别业务流。 业务类型由承载的数据来指定 用来识别业务 用来识别业务。 引入G.983.4中的概念，通过来识别，是业务流的丛（ ）单元。带宽分配和保障都以为单位授权控制，不同业 务类型不能映射到同一个。
的接口类型
E/O适配 波分复用 光纤连接
技术特征主要体现在传输汇聚层（）
◦ 适配子层（ ） ◦ 和 在各自的适配子层转换为和 。这些中包括通道数据
。
ATM Client
OMCI
GEM Client
PLOAM
GPON Transmission Convergence (GTC) layer
TC adaptation sub-layer
的类型
(1) (2) (3) (4)
的概貌
（）
差不多在推出的同时，（ ）组织开始进行面向多业务的研 究工作
2003年出台了 G.984标准建议所规范的。
传输线路速率
下行
/ 上行
1.2 / 155
1.2 / 622
1.2 / 1.2
2.4 / 155
2.4 / 622
2.4 / 1.2
安全性、 G. 984.4—— ( ) 管理信息库、管理控制通道、 管理控制协议
G.984.1 032003
G.984.2 032003
G.984.3 022004
G.984.4 062004
() () (G-): ():
G.984.3——层次模型
适配子层：识别VPI/VCI和Port_ID
理想的光纤接入网、升级性好
——无源纯介质的光分配网络对传输
技术体制和波长的透明性带来了升级性好的
优势。
的发展历程
上世纪90年代初提出概念 1995年成立（ )组织 1996年颁布G.982 (标准建议） 1998年 颁布G.983（标准建议） 2000年12月成立 802.3工作组，制定标准建议 2003年1月颁布G.984（标准建议） 上世纪90年代末开始商用 2003年6月 美国三大运营商开始招标 2003年8月日本开始招标
的接口类型
GTC
适配子层 提供该通道数据和高层实体的交换
ATM适配子层:
GEM适配子层:
传输汇聚层
ATM SDU与PDU的转换 GEM SDU与PDU的转换
传输媒质层 （TC层）
（注：传输
成帧子层
复用和解复用 产生头部和去头部
媒质层应提
基于Alloc-ID 的内部选路
供相关的 OAM 功
能）
物理媒质层 （PM层）
平面由嵌入的、和三部分组成。嵌入的和管理和层功 能；提供对高层的统一管理。
嵌入的通道由帧头提供，它的每个信息片直接映射到 帧头中的特定区域。嵌入的通道功能包括：带宽授权 、密钥交换、信令。
通道是由帧专门分配空间来传送的信息格式系统，传 送所有不经由嵌入通道的和管理信息
管理上层定义的业务。详细内容由 建议提供。
、光分/合路器到局端设备，中间没有任何的 有源设备/器件，可靠性高； －各用户的业务信号不必象环网或线网 那样经过中间节点的光电、电光转换，各用 户设备（）、支路光缆故障、新用户加入等 均不影响其它的正常工作。 适合广播业务、不对称业务
带宽利用率高
拓扑结构适合接入网环境
－与用户与业务节点之间的分布天然吻合 。
2.4 / 2.4
的特点 基于信元和帧 可提供更大的业务容量。 保证的全业务接入，很好地支持业务 强大的能力 < 开销复杂,成帧复杂 技术较复杂，成本较高，技术成熟度比、差。
是否经济有效，与现有电信基础结构、用户地理分布 、商/住类型用户的混合情况等有关
G.984.1——概述 业务方案、参考配置、基本技术要求、保护方式 G.984.2——层 基本要求、和层的相互作用 G. 984.3——层 层次模型、复用机制、帧结构、 激活方式、功能、