GPON帧结构分析

GPON 帧结构分析

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1前言

GPON(Gigabit-Capable PON) 技术是基于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。正是GPON高带宽，高效率，用户接口丰富等特点决定了GPON技术的数据帧组织形式及其结构，下面我们将对相关内容进行介绍。

1.1缩略语

GPON Gigabit Passive Optical Network 吉比特无源光

Alloc-ID Allocation Identifier分配标识符

DBA Dynamic Bandwidth Assignment 动态带宽分配

GEM GPON Encapsulation Method GPON 封装模式

GTC GPON Transmission Convergence GPON 传输汇聚

PCBd Physical Control Block downstream 下行物理控制块

PLOu Physical Layer Overhead upstream 上行物理层开销

T-CONT Transmission Container 传输容器

2技术背景

近年来随着接入网光进铜退、FTTH等概念的深入，相应的GPON、EPON等技术得到了广泛的应用，GPON相比EPON拥有更高带宽、更高效率、接入业务多样等优势，受到了业内的广泛关注，近两年GPON的大规模应用也印证了GPON技术会有广阔的明天。

GPON技术主要有如下几种传输标准：

上行下行

上行下行

上行下行

上行下行

上行下行

上行下行

上行下行

其中上行下行是目前最常用的GPON传输速率，本文介绍的GPON成帧技术也是基于该传输速率标准的。

3GTC成帧技术分析

3.1GTC成帧概述

GTC上、下行帧结构示意如图1所示。下行GTC帧由下行物理控制块（PCBd）和GTC 净荷部分组成。上行GTC帧由多个突发（burst）组成。每个上行突发由上行物理层开销（PLOu）以及一个或多个与特定Alloc-ID关联的带宽分配时隙组成。

下行GTC帧提供了PON公共时间参考和上行突发在上行帧中的位置进行媒质接入控制。

本文主要介绍了下行速率为，上行速率为的GPON成帧技术，下行帧长为125us，即38880字节，上行帧长为125us，即19440字节。

图1 GTC帧结构

3.2GTC下行成帧分析

3.2.1下行物理控制块（PCBd）

图2 下行物理控制块结构

下行物理控制块（PCBd）结构如图2所示，PCBd由多个域组成。OLT以广播方式发送PCBd，每个ONU均接收完整的PCBd信息，并根据其中的信息进行相应操作。

✓物理同步（Psync）域

固定长度为32字节，编码为0xB6AB31E0，ONU利用Psync来确定下行帧的起始位置。

✓Ident域

4 字节的IDENT 域用于指示更大的帧结构。最高的1比特用于指示下行FEC状态，低30位比特为复帧计数器。

✓PLOAMd域

携带下行PLOAM消息，用于完成ONU 激活、OMCC 建立、加密配置、密钥管理和告警通知等PON TC 层管理功能。详细的各个PLOAM消息介绍本文不涉及。

✓BIP域

BIP域长8比特，携带的比特间插奇偶校验信息覆盖了所有传输字节，但不包括FEC校验位（如果有）。在完成FEC纠错后（如果支持），接收端应计算前一个BIP域之后所有接收到字节的比特间插奇偶校验值，但不应覆盖FEC校验位（如果有），并与接收到的BIP值进行比较，从而测量链路上的差错数量。

✓下行净荷长度（Plend）域

下行净荷长度域指定了带宽映射（Bwmap）的长度，结构如图3所示。为了保证健壮性，Plend域传送两次。

带宽映射长度（Blen）由Plend 域的前12比特指定，因此在125μs时间周期内最多能够分配4095个带宽授权。BWmap 的长度为8×Blen 字节。

Plend域中紧跟Blen的12比特用于指定ATM块的长度（Alen），本文只介绍GEM模式进行数据传输的方法，ATM模式不涉及，Alen域应置为全0。

图3 Plend域结构

✓BWmap域

带宽映射（BWmap）是8字节分配结构的向量数组。数组中的每个条目代表分配给某个特定T-CONT的带宽。映射表中条目的数量由Plend域指定。每个条目的格式见图4。

图4 Bwmap域示意图

●Alloc-ID域

Alloc-ID域为12比特，用于指示带宽分配的接收者，即特定的T-CONT或ONU的上行OMCC通道。这12个比特无固定结构，但必须遵循一定规则。首先，Alloc-ID

值0~253用于直接标识ONU。在测距过程中，ONU的第一个Alloc-ID应在该范围内分

配。ONU的第一个Alloc-ID是默认值，等于ONU-ID（ONU-ID在PLOAM消息中使用），

用于承载PLOAM和OMCI，可选用于承载用户数据流。如果ONU需要更多的Alloc_ID

值，则将会从255以上的ID值中分配。Alloc-ID＝254是ONU激活阶段使用Alloc-ID，用于发现未知的ONU，Alloc-ID＝255是未分配的Alloc-ID，用于指示没有T-CONT

能使用相关分配结构。

●Flags域

Flags域为12比特，包含4个独立的与上行传输功能相关的指示符，用于指示上

行突发的部分功能结构。

●StartTime域