GPON技术

GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Networks)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。

GPON为千兆无源光网络或称为吉比特无源光网络，GPON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技术允许运营商应根据各自的市场潜力和特定的管制环境，有针对性地提供其客户所需要提供的特定业务。 GPON技术、设备相对复杂。GPON承载有QoS保障的多业务和强大的OAM能力等优势很大程度上是以技术和设备的复杂性为代价换来的，从而使得相关设备成本较高。随着GPON技术的发展和大规模应用，GPON设备的成本将会有相应地下降。

GPON技术起源于1995年开始逐渐形成的ATMPON技术标准，PON是英文“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。 [4] 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。

GPON的技术特点是在二层借鉴了ITU-T定义的GFP(Generic Framing Procedure，通用成帧规程)技术，扩展支持GEM(General Encapsulation Methods)封装格式，将任何类型和任何速率的业务经过重组后由PON传输，而且GFM帧头包含帧长度指示字节，可用于可变长度数据包的传递，提高了传输效率，因此能更简单、通用、高效地支持全业务。具体如下：

(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，ATM 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。GPON可以将任何类型和任何速率的业务进行原有格式封装后经由PON传输。那么GPON的数据封装具体是如何实现的呢?ONU从UNI(User Network Interface，用户网络接口)口接收到上行的ETH、TDM或者SDH数据，ONU把上行数据封装为GEM帧，发送给OLT。OLT把GEM帧解封装为ETH、TDM或者SDH数据，通过上联口发送出去。下行方向进行类似处理。( 3) 很好地支持TDM业务。TDM 业务映射到GEM 帧中，由于GPON TC 帧帧长为 125 μs，能够直接支持TDM 业务。TDM 业务也可映射到ATM 信元中，也能提供有QoS 保证的实时传输。(4 ) 简单、高效的适配封装。采用GEM 对多业务流实现简单、高效的适配封装。在 APON 中，所有的多业务流(话音、数据业务流) 都必需进行协议转化，映射到ATM 信元 中传输。众所周知，5 字节的ATM 头相对于48字节的数据来说，会带来超过10% 的带宽损失，特别对于长分组的数据包来说，其打包过程复杂、效率非常低。而在EPON 中，虽然直接承载以太网帧，实现过程简单，但仅考虑8B/ 10B 的线路编码就已经有20%的带宽浪费，加上对以太网帧的封装和开销，EPON带宽利用率比GPON 低30%左右。同时，在传输TDM 业务时，需要将其通过协议转化映射到以太网帧中，目前对此技术还没有规定统一的标准。GPON 的GEM 提供了一种灵活的帧结构封装，支持定长和不定长帧的封装，对多种业务实现通用映射，不需要进行协议转换，实现过程简单，开销小，协议封装 效率最高可达94%，实现了带宽资源的充分利用。 (5) 强大的OAM 能力。针对以太网系统在网路管理和性能监测的不足，GPON 从 消费者需求和运营商运行维护管理的角度，提供了3 种OAM 通道：嵌入的OAM 通道、 PLOAM 和OMCI。它们承担不同的OAM 任务，形成C/ M Plane( 控制/ 管理平面)，平面中的不同信息对各自的OAM 功能进行管理。GPON 还继承了G .983 中规定的OAM 相 关要求，具有丰富的业务管理和电信级的网络监测能力。(6 ) 技术相对复杂，设备成本较高。GPON 承载有QoS 保障的多业务和强大的OAM 能力等优势很大程度上是以技术和设备的复杂性为代价换来的，从而使得相关设备成本 较高。但随着GPON 技术的发展和大规模应用，GPON 设备的成本可能会有相应地下降。