GPON基础知识学习资料
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。
GPON最新培训教材
8M
25M
100M
带宽
•接入技术
ADSL/ADSL2+ Copper Based
VDSL / ADSL2+ Copper Based
PON Fiber Based
覆盖半 <3km 径
<2km
业务需 求
互联网 视频会议 远程控制
<1km
VoD 标清电视 视频会议 Game
•ITU-T G.984.3
•GPON TC层规格要求 •GTC复用结构及协议栈介绍 •GTC帧结构介绍 •ONU注册激活流程 •DBA规格要求 •告警和性能
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020/4/8
•ITU-T G-984.1/2/3/4
•ITU-T G.984.4
•OMCI消息结构介绍 •OMCI设备管理框架 •OMCI实现原理简述
~20km
实况TV VoD HDTV
2002
2003
• GPON（Gigabit-capable Passive Optical Networks）
2006
2010 时间
• 三大优势：
•
1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM；
•
2、更高的带宽：对每用户下行2.5G/上行1.25G（物理层）；
•
3、分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。
• GPON支持Triple－play业务，可提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带
宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等，GPON是三网
合一的上佳方案。
• GPON标准完善，综合业务支持好，技术要求高
GPON华为培训课件
IEEE 802.3av-2009
10Gbps EPON Standard
其他相关标准与规范
ITU-T G.987系列标准：用于 10Gbps速率以上的PON技术 规范
IEEE 802.3ca：用于10Gbps速 率以上的PON技术规范
商用化
升级发展
随着光纤技术的不断发展，GPON技术逐 渐商用化，成为宽带接入的主流技术之一 。
近年来，随着互联网技术的不断演进， GPON技术也在不断升级发展，支持更高 的传输速率和更丰富的业务功能。
GPON技术应用场景
家庭接入
GPON技术可用于家庭宽带 接入，提供高速、稳定的互 联网接入服务。
企业接入
ONU（光网络单元）
ONU是用户侧设备，负责将用户数据流转换为光 信号并通过ODN发送到OLT，同时接收来自OLT 的数据流。
GPON设备类型与功能
OLT设备
主要功能包括与上层网络连接、为ONU提供注册、认证和带宽分配等功能。根 据不同的应用场景，OLT设备可能具有不同的接口类型和数量。
ONU设备
物联网和智能家居
随着物联网和智能家居的不断发展，GPON技术将为物联网和智能 家居提供更灵活、更智能的接入服务。
PART 05
GPON在运营商网络中的 应用
REPORTING
运营商网络现状与需求分析
业务需求多样化
随着互联网的发展，运营 商网络需要支持更多的业 务类型，如语音、数据、 视频等。
带宽需求增长
THANKS
感谢观看
REPORTING
。
烽火
作为国内知名的通信设备制造商 ，烽火在GPON领域也有很高的
宽带接入-GPON基础
GPON下行传输
GEM
GEM 帧
净荷 Payload
帧头 Header
OLT采用广播方式发送数据，所有的ONU都能收到相同的数据
ONU选择性接收：通过GEM Port ID
GPON上行传输
▪ GPON的上行是通过TDMA的方式传输数据； ▪ 每个ONU在 OLT 统一分配的时隙中发送数据帧； ▪ 分配时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞
需求; • GPON的每个PON 口下OLT 与ONU 间数据传输的最小通道为GEM PORT ,用 Port-ID（12bit）
唯一标识； • 每个GEM 帧头部的Port ID 是ONU下行选择性接收数据包的依据 。 •
感谢观看
TDM业务信息的映射
• TDM业务先导人缓存中进行排队，并且按照固定的字节数复用到GEM帧中进行传输。 • 这种方式不对具体的TDM业务进行感知，只进行透传处理。 • GPON 帧具有定长的特点，对TDM业务传输非常有利。125 us
以太网业务信息的映射
简单、高效、 有QoS保证！
• GPON系统对以太网帧进行解析，将数据部分直接映射到GEM Payload中去进行传输。 • GEM帧会自动封装头信息 • 映射的格式清晰，设备很好实现，兼容性好。
上行 155.52 Mb/s 622.08 Mb/s 1.24416 Gb/s 155.52 Mb/s 622.08 Mb/s 1.24416 Gb/s 2.48832 Gb/s
下行 1.24416 Gb/s 1.24416 Gb/s 1.24416 Gb/s 2.48832 Gb/s 2.48832 Gb/s 2.48832 Gb/s 2.48832 Gb/s
GPON华为培训ppt课件(1)
高性能、高可靠性、易维护、易扩展。
ONU设备介绍
80%
设备概述
ONU（Optical Network Unit ），即光网络单元，是GPON系 统的用户端设备，负责提供用户 接入和业务承载功能。
100%
设备功能
ONU设备具有光电转换、业务接 入、协议处理等功能，支持多种 业务类型和不同场景的接入需求 。
GPON华为培训ppt课件
汇报人:
2023-12-29
目
CONTENCT
录
• GPON技术概述 • 华为GPON产品介绍 • GPON网络规划与设计 • GPON业务配置与开通 • GPON网络维护与故障排除 • GPON网络优化与升级策略
01
GPON技术概述
GPON定义与特点
01
定义
GPON（GigabitCapable PON）是一种 基于ITU-T G.984.x标准 的无源光网络（PON）技 术，支持高速、高效、大 容量的数据、语音和视频 等多种业务传输。
智能化管理
华为GPON产品支持多种业务类型和不同 场景的接入需求，如语音、数据、视频等 ，实现一网多能和业务融合。
华为GPON产品提供完善的网络管理和维 护功能，支持远程监控、故障定位和自动 恢复等智能化管理手段，降低运维成本。
03
GPON网络规划与设计
网络拓扑结构选择
树形拓扑
适用于用户分布较集中的区域 ，具有节省光纤资源的优点。
案例三
某运营商GPON网络出现大量告警 ，经排查发现为光纤断裂导致。及 时修复光纤后，网络恢复正常。
06
GPON网络优化与升级策略
网络性能监测与评估方法
1 2
关键性能指标（KPI）监测
GPON华为培训ppt课件
GPON技术是一种基于千兆光网络的光纤接入技术，通过光纤网络实现高速数 据传输和大容量信息交互。它具有高速、大容量、低时延等特点，能够满足各 类业务需求，是未来宽带接入网络的重要发展方向。
GPON技术的重要性
总结词
GPON技术在宽带接入网络中具有重要意义，能够提供更高效、更稳定、更可靠的网络 服务。
华为GPON设备概述
华为GPON设备是一种基于千兆无源光网络（GPON）技术的光接入设备，用于提 供高速数据、语音和视频等多种业务。
华为GPON设备具有高带宽、低时延、稳定性强的特点，能够满足各种不同的业务 需求。
华为GPON设备广泛应用于运营商、企业、学校、医院等领域，为用户提供高效、 可靠、安全的数据通信服务。
华为GPON设备的软件功能
华为GPON设备的软件功能主要 包括数据传输、设备管理、故障 诊断等。
故障诊断功能可以对设备进行故 障检测和定位，及时发现和解决 故障问题，保证设备的稳定运行 。
数据传输功能是实现高速数据传 输的关键，支持多种数据传输协 议，如以太网、ATM等。
设备管理功能可以对设备进行远 程管理和控制，包括配置管理、 性能管理、安全管理等。
定期检查设备线缆是否破 损或老化，如有需要，及 时更换。
维护建议三
定期备份重要数据，以防 数据丢失。
设备升级与更新
STEP 01
升级建议一
STEP 02
升级建议二
关注华为官方网站或客户 服务中心，了解最新设备 型号及功能。
STEP 03
升级建议三
在升级前，做好数据备份 ，以防数据丢失。
根据业务需求和预算，选 择适合的升级方案。
华为GPON设备的硬件结构
华为GPON设备的硬件结构主要包括 光发送模块、光接收模块、主控模块 、电源模块等部分。
GPON技术基础解析
GPON技术基础解析
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GPON（Gigabit PON，即千兆浪潮）技术是一种光传输技术，它是一
种新兴的高速宽带技术，也是最新的基于光纤的宽带技术之一、与其他宽
带技术相比，GPON技术可以提高用户带宽，从而为用户提供更快的网络
连接，以及更好的服务。
GPON的全称是Gigabit-capable Passive Optical Network（千兆容
量无源光网络），其主要特点是具有较大的带宽，可以提供多路复用传输，并可以利用其灵活性实现多种技术的联合使用，包括VoIP和IPTV等。
GPON是一种无源光网络，它是通过一根光纤连接到光猫上的，这根
光纤相当于传输数据的高速通道，通过这根光纤可以实现低成本、高性能、高可靠性的网络传输。
（1）高速传输：GPON技术的传输速率可达2.488Gbps，远远高于其
他宽带技术，可以满足用户的高速数据传输需求；
（2）节省成本：相比传统技术，GPON技术可以单纤多服务，减少光
纤芯线的开销，减少设备成本和维护成本，极大地降低成本；
（3）可靠性高：由于采用光纤传输，有极强的抗干扰能力，抗完损
性强，且节点数目少，可以提供更高的网络可靠性；
（4）灵活性强：由于采用多路复用技术，可以。
GPON基本知识
GPON基本知识GPON基本知识什么是GPON？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。
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。
对于其他的PON标准而言，GPON标准提供了前所未有的高带宽，下行速率高达2.5Gbit/s，其非对称特性更能适应宽带数据业务市场。
提供QoS的全业务保障，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。
承载GEM帧时，可以将TDM业务映射到GEM帧中，使用标准的8kHz(125μs)帧能够直接支持TDM业务。
作为电信级的技术标准，GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能。
在GPON标准中，明确规定需要支持的业务类型包括数据业务(Ethernet 业务，包括IP业务和MPEG视频流)、 PSTN业务(POTS，ISDN业务) 、专用线(T1，E1，DS3， E3和ATM业务)和视频业务( 数字视频)。
GPON中的多业务映射到ATM 信元或GEM帧中进行传送，对各种业务类型都能提供相应的QoS保证。
GPON：宽带接入的革命性解决方案随着宽带业务应用的多元化及带宽需求的不断提高，近两年来全球范围内掀起了光纤接入的热潮。
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目录
• PON原理 • GPON与EPON • GPON相关标准 • GPON协议分析 • GPON关键技术 • GPON ONU业务模型 • 应用场景及相关概念
PON技术标准化情况
PON
内部公开▲
TPON
APON/ BPON
EPON
国际标准 ITU-T G.982
国家标准
YD/T 1077-2000
光网络单元
ONU Optical Network Unit 光网络单元
ONT Optical Network Terminal 光网络终端
ODN Optical Distribution Network 光分配网络 OLT Optical Line Terminal 光线路终端
WDM Wavelength Division Multiplex Module 波分复用模块接口
视频
Layer 4 Layer 3
TCP+UDP etc. IP
Ethernet
Layer 2
AAL1/AAL2
AAL5
GEM Frame
Layer 1
AES (Optional)
PON-PHY EPON
AES (Optional)
PON-PHY GPON
ITU和IEEE两标准组织定位的不同导致GPON和EPON在技术理念存在较大差异：
内部公开▲
1310nm
ODN – 波长
内部公开▲
G.652标准单模光纤 下行（OLT到ONU）波长1490nm，承载语音和数据信号 上行（ONU到OLT）波长1310nm ，承载语音和数据信号 下行还可以使用1550nm的波长，用于承载CATV视频信号 上下行是否可以采用相同波长？
ODN – 波长
传输数据和语音信号。 蓝色接头。
APC
Angled Physical Contact。 呈8度角并做微球面研磨抛光。 回波损耗≥60dB，常用于有线电视网
络，传输CATV信号。 绿色接头。
PON原理----数据复用
内部公开▲
为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用 技术：
国际标准 ITU-T G.983.x
国家标准
YD/T 1090-2000
国际标准 IEEE 802.3ah
国家标准
GPON
国际标准 ITU-T G.984.x
国家标准
GPON/EPON发展史
内部公开▲
ITU-T / FSAN
2004年6月，发布 GPON标准G.984.4
2004年2月，发布 GPON标准G.984.3
内部公开▲
上下行采用相同波长时，需要考虑的问题
ONU和OLT侧的光模块，需要一个1：2的分光器，接收和发送都 衰减了3dB；
发射器前面需要加隔离器，防止接收波长的影响；
ODN – 光纤
内部公开▲
多模光纤
中心玻璃芯较粗，可 传多种模式的光。
模间色散较大，传输 距离比较近。
一般用橙色（橘红色 ）表示，也有的用灰 色表示。
单模光纤
中心玻璃芯很细，只能 传一种模式的光。
其模间色散很小，传输 距离较长。
一般用黄色表示
ODN – 光纤连接器
内部公开▲
FC
Ferrule Connector 螺丝紧固型。 用于公共通信线路，局域网，CATV，测量
仪器等（如光功率计、可调衰减器）。
SC
Subscriber Connector/Standard Connector 推压型，可以很容易地装卸 。 是最普通的连接器。重量轻，体积小，便于
➢PON由光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（ Optical Network Unit）和 无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成；
PON原理----数据复用
PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。
1490nm
初期研究
1995 96 97 98 99 2000 01 02 03 04 05 06 07 08 09 2010 11
IEEE 802.3
2001年初，EFM小组成立， 开始进行EPON标准的研究
2004年6月，发布EPON 标准IEEE 802.3ah
2009年9月，发布10GEPON 标准IEEE 802.3av
下行数据流采用广播技术；
上行数据流采用TDMA技术。
PON组网保护方式
内部公开▲
上行1＋1
上行端口A 上行端口B
OLT
PON端口A PON端口B
下行1：1
分光器
ONU ONU
ONT
主干光纤出现故障时，系统会自动切换到备用系统，实现了对骨干光纤的保护 保护OLT与ODN之间的光纤故障和OLT单板硬件故障 上行采用1+1负荷分担方式
内部公开▲
GPON基础知识
第1页
什么是PON?
内部公开▲
PSTN
Passive Optical Network 无源光网络
Optical Line Terminal
光线路终端
ONU
ONU
Internet
OLT
Passive Optical Splitter
无源分光器
ONU
Optical Network Unit
GPON和EPON
内部公开▲
过去
将来
窄带PON
ITU-T/FSAN
A/BPON GPON
NG-PON
EPON
IEEE 802.3
10G EPON
PON：Passive Optical Network 无源光网络
话音 Layer 5
or more TDME1
数据 VoIP
视频
话音
数据
TDME1
VoIP
2003年3月，发布GPON 标准G.984.1和G.984.2
2001年底，把APON 更名为BPON
2001年初，开始进行 GPON标准的研究
1995年， FSAN成立
1998年10月，发 布APON标准
2011年，发布 NGA1标准
2009年Q1完成NGA PON的技术白皮书，包
括NGA1/2的需求、 NGA1的规范、NGA2的
操作 。 用于OLT和ONU的PON口。
LC
Lucent Connector / Local Connector 为推压型，可以很容易地装卸 。 是超小型光连接器，可以进行高密度装配
。 用于OLT上连接口
ODN – 光纤连接器
内部公开▲
PC
Physical Contact 微球面研磨抛光。 回波损耗≥40dB，常用于电信网络，
ITU-T/FSAN是以国家/企业会员身份参与的具有官方性质的通信行业标准化组织，制 定的标准更关注运营商的业务需求如何得到实现与满足。