GPON原理
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 原理及硬件介绍
IPTV PC Phone
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GPON原理及应用
16、GPON典型应用——高端住宅用户
STB
统一网管
PC
UMS
LAN
HGU FXS
IMS/核心网
SFU/HGU WLAN
TV FAX Phone Laptop
Internet
Splitter
Handse t
OLTBiblioteka IPTVSplitter FTTH模式适合于高端住宅用户
3
3
GPON原理及应用
2、GPON网络基本性能参数
上行速率 (Gbps)
0.15552 0.62208 1.24416 0.15552 0.62208 1.24416 2.48832
下行速率(Gbps)
1.24416 1.24416 1.24416 2.48832 2.48832 2.48832 2.48832
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GPON原理及应用
14、GPON系统管理体系结构
1、嵌入式的 OAM 方式：直接嵌入在 GTC 的帧头中，响应速度最快。 2、PLOAM 方式：用于物理层的 OAM ，作为 OAM 消息嵌入 GTC 帧中。 3、OMCI 方式：用于实现对高层的管理。
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GPON原理及应用
15、GPON典型应用——普通住宅用户
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GPON原理及应用
13、带宽分配机制（DBA）
基于非状态报告的动态带宽分配（ Non-Status Report-ing DBA NSR-DBA ）：不需要 ONU 报告就能完成带宽分配，它通过 OLT 自身的 流量监控提供动态分配功能。
基于状态报告的动态带宽分配（ Status Reporting DBASR-DBA ）： 根据 ONU 发送的缓存状态报告分配带宽。
gpon的测距原理
gpon的测距原理GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种基于光纤传输技术的宽带接入网络，它使用光纤作为传输介质，并采用一种被动分配器将光信号分发给多个用户。
GPON的测距原理主要涉及两个方面，即测距技术和信道衰减补偿技术。
测距技术是GPON实现光纤传输的基础。
光纤传输中的测距原理是通过发送和接收光脉冲来测量光信号传输的距离。
在GPON的光线路中，发送端会通过激光器发射一系列光脉冲信号，这些光脉冲信号会经过光纤传输到达接收端。
接收端会利用光电二极管将光信号转换为电信号，并通过计时器测量光信号的传输时间。
通过测量光信号的传输时间，可以计算光信号的传输距离。
在GPON中，为了提高光信号的传输质量，通常会使用信道衰减补偿技术。
由于光信号在传输过程中会经历光纤的衰减，所以在接收端会根据光脉冲的强度来补偿光信号的衰减。
这种补偿技术可以通过测量各个光脉冲的强度来实现。
具体来说，接收端会根据光脉冲的强度调整接收机的增益，以保证接收到的光信号的强度在一个合适的范围内。
通过调整接收机的增益，可以有效补偿光信号在传输过程中的衰减，从而提高光信号的传输质量和传输距离。
除了测距技术和信道衰减补偿技术外，GPON的测距原理还涉及其他几个方面。
首先是光脉冲的调制技术。
在GPON中，光脉冲通过调制技术来表示数字信号，包括调制方式、调制速率等参数。
通过调制技术，可以使得光信号的传输距离更远、传输速率更高。
其次是光纤的传输性能。
光纤作为传输介质，在传输过程中会产生一定的衰减和色散。
为了提高光纤的传输性能，通常会使用优质的光纤材料和光纤连接器，以减少光信号的衰减和色散。
最后是光纤网络的连接方式。
在GPON中，光纤网络通常采用树状或星状的拓扑结构，以实现多个用户同时接入光纤网络，并通过光纤分发器将光信号传输到各个用户。
综上所述，GPON的测距原理主要包括测距技术和信道衰减补偿技术。
测距技术通过测量光信号的传输时间来计算光信号的传输距离。
gpon业务转发原理
gpon业务转发原理GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种光纤接入技术，它的转发原理是基于光纤传输和光电转换技术，实现了高速宽带接入。
GPON的转发原理主要包括光线路的构建、光信号的传输和光电转换。
首先，在GPON网络中，光纤光缆被用来传输数据信号。
光缆由光纤、衰减器和分光器组成。
光纤是一种能够将光信号传输到远距离的传输介质，衰减器用于控制信号的强度，而分光器则用于将信号分发到不同的用户。
在GPON网络中，光信号的传输是通过光调制解调器（OLT）和光网络终端（ONT）之间的互动完成的。
OLT是网络的核心设备，负责将数据从其他网络传输到GPON网络中，并将光信号发送给ONT。
ONT是用户的终端设备，它接收光信号并将其转换为电信号，以便用户能够使用。
光信号的传输是通过波分复用技术实现的。
波分复用是一种利用不同波长的光信号在同一光纤上传输的技术。
在GPON网络中，不同用户之间的数据是通过不同的波长进行区分的。
这样可以避免信号之间的干扰，并提高网络的容量和效率。
光电转换是将光信号转换为电信号的过程。
在ONT中，光信号被接收后，会经过光电转换器转换为电信号。
电信号经过处理后，可以被用户终端设备识别和使用。
除了光线路的构建、光信号的传输和光电转换，GPON的转发原理还涉及到数据包的封装和解封装过程。
数据包是网络中传输的基本单位，它包含了源地址、目的地址和数据内容等信息。
在GPON网络中，数据包在传输前需要进行封装，以便在网络中正确地传递和解析。
而在接收端，数据包则需要进行解封装，以还原出原始的数据内容。
在GPON网络中，数据包的封装和解封装是通过GEM（GPON Encapsulation Method）实现的。
GEM是一种将以太网数据封装为GPON数据的方法。
它将以太网帧封装为GEM帧，并在光信号中传输。
在ONT中，GEM帧被解封装为以太网帧，以便用户终端设备进行处理和使用。
GPON上网原理
PON（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。
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OLT局端设备（OLT设备是重要的局端设备，可以与前端（汇聚层）交换机用网线相连，转化成光信号，用单根光纤与用户端的分光器互联；实现对用户端设备ONU的控制、管理、测距；并和ONU设备一样，是光电一体的设备。
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ONU光网络单元（ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。
一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光节点。
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FTTH光纤直接到家庭（FTTH是指将光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处，是光接入系列中除FTTD（光纤到桌面）外最靠近用户的光接入网应用类型。
FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等要求，简化了维护和安装。
说到FTTH，首先就必须谈到光纤接入。
光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。
）。
gpon的测距原理
gpon的测距原理GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种光纤接入技术，它采用了波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术将光纤的传输带宽分割成不同的光信道，实现了多个用户共享同一根光纤进行高速数据传输。
其测距原理主要涉及到光信号的传输和接收过程。
首先，光信号的传输是通过光纤完成的。
光纤是一种非常细长且具有高折射率的光导纤维，其内部是由多层不同折射率的材料组成的。
当光信号（由激光器产生）通过光纤时，由于光纤内部的结构和折射率差异，使得光信号能够被束缚在光纤内部，并穿过光纤进行传输。
在GPON系统中，光信号的传输距离是通过测量光信号的衰减来确定的。
光信号传输时会受到光纤的衰减、色散和损耗等因素的影响，而这些因素会导致光信号的衰减。
测距原理就是通过测量光信号在光纤传输过程中的衰减情况，从而确定光信号的传输距离。
测距的方法主要有两种：时间域反射法（Time Domain Reflectometry，TDR）和光频域反射法（Optical Time Domain Reflectometry，OTDR），下面分别进行介绍：1. 时间域反射法（TDR）时间域反射法是通过发送一个终端点的脉冲光信号，并测量光信号从发送端到终端点的往返时间来计算光纤的传输距离。
当光信号到达终端点后，部分光信号会被反射回发送端，此时通过测量反射光信号的传输时间，再通过光的传播速度，就可以计算出光纤的长度。
2. 光频域反射法（OTDR）光频域反射法是通过发送一个带有特定频率的光信号，并测量反射信号与发送信号的频率差异来计算光纤的传输距离。
当光信号到达终端点后，部分光信号会被反射回发送端，并与原始发送信号混合，形成一个干涉图样。
通过分析干涉图样中频率的差异，可以推导出光信号的传输距离。
总结起来，GPON的测距原理是通过测量光信号的衰减和频率差异来确定光纤的传输距离。
GPON原理
接入层：负责处理来自用户的数据，并连接到汇聚层
每个层都包含相应的设备，如核心层有OLT，汇聚层有ODN，接入层有ONU
网络拓扑结构可以根据实际需求进行调整，以适应不同的应用场景。
GPON网络分为三层：核心层、汇聚层和接入层
核心层：负责处理来自汇聚层的数据，并连接到外部网络
汇聚层：负责处理来自接入层的数据，并连接到核心层
GPON原理
汇报人：XX
目录
01
添加目录项标题
02
GPON概述
03
GPON技术原理
04
GPON关键技术
05
GPON网络架构
06
GPON的演进和未来发展
添加章节标题
PRT 01
GPON概述
PRT 02
定义和背景
GPON（Gigbit-cpble Pssive Opticl Network）是一种高速、大容量的光纤到户（FTTH）技术
OLT负责控制和管理整个GPON网络
OLT与多个ONU（Opticl Network Unit）连接，实现数据传输
OLT具有较高的数据处理能力和网络管理功能
ONU设备
ONU（Opticl Network Unit）是GPON网络的重要组成部分
ONU的作用是将光信号转换为电信号，实现数据传输
ONU的类型包括单端口ONU和多端口ONU
GPON的下行传输使用广播方式，上行传输使用时分复用（TDM）方式
GPON的传输距离可达20公里，支持1.25Gbps的下行速度和622Mbps的上行速度
帧结构
帧长度：GPON帧长度通常为125μs，每个时隙的长度为4μs
帧结构：GPON采用固定长度的帧结构，每个帧由多个时隙组成
GPON基本原理
GPON基本原理光纤到用户（GPON）是一种高效率、高带宽的光纤通信技术，其基本原理如下：1.软分割技术：GPON网络使用了软分割技术，即光纤在传输过程中以时间片的形式划分给不同的用户。
每个用户被分配一个独立的时间片，这样用户之间的通信可以同时进行而互不干扰。
软分割技术可以有效地利用光纤传输的带宽资源，实现高容量的光纤信号传输。
2.波分复用技术：GPON网络使用了波分复用技术，即通过在光纤中传输多个波长的光信号来增加传输容量。
每个波长对应一个用户，每个波长可以支持多个时间片。
通过使用不同的波长，光纤可以同时提供多个用户的高速信号传输。
3.前向纠错技术：由于光纤传输过程中存在光衰减和光噪声等问题，容易导致数据传输错误。
为了提高传输质量，GPON网络使用了前向纠错技术。
该技术在发送端将原始数据编码为冗余数据，接收端在接收到数据时可以对冗余数据进行简单的纠错运算，从而恢复原始数据。
前向纠错技术可以有效地提高数据的可靠性和可恢复性。
4.多路复用技术：GPON网络使用了多路复用技术，即多个用户可以通过同一根光纤同时进行通信。
在传输过程中，光纤上的信号通过光分复用器进行多路复用，而不同的用户在接收端通过光解复用器进行解复用，从而实现多个用户之间的同时通信。
5.网络管理技术：为了实现对GPON网络的有效管理，GPON网络还使用了一系列网络管理技术。
例如，通过使用光线参考信号（RSSI）技术可以对光纤链路的质量进行实时监测和管理；通过使用GPON的OMCI（ONU 管理控制开放接口）协议可以实现对终端设备的监控和配置管理等。
总结起来，GPON技术的基本原理主要包括软分割、波分复用、前向纠错、多路复用和网络管理等技术。
这些原理的应用使得GPON能够实现高速、高效的光纤通信，为用户提供高品质的宽带接入服务。
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原理
GPON原理一、什么是GPON？GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种光纤通信技术，用于传输高速宽带数据。
它是以光纤为基础，通过激光光源和光纤传输介质，实现光信号的传输和接收。
GPON技术用于家庭、企业和公共网络，提供高速、稳定、安全的互联网接入服务。
二、GPON的基本原理GPON系统由两部分组成：光线路终端（OLT）和用户端设备（ONT）。
OLT和ONT之间通过光纤传输数据，实现高速宽带网络的连接。
1. OLT（光线路终端）OLT是GPON网络中的主要设备，负责将网络下行数据传输到用户端设备。
OLT将网络数据转换为光信号，并将其发送到光纤中。
OLT还负责光信号的接收、处理和分发。
2. ONT（用户端设备）ONT是GPON网络中的用户终端设备，位于用户的家庭或办公室。
ONT通过光纤接收到光信号，并将其转换为电信号，然后将电信号传输到用户的计算机、路由器或其他设备上。
三、GPON的工作流程GPON的工作流程包括以下几个步骤：1. 认证和注册当ONT连接到GPON网络时，首先需要进行认证和注册。
ONT会向OLT发送请求进行认证，OLT会对ONT进行验证，以确保其是合法的用户设备。
认证成功后，ONT 会向OLT注册，告知OLT其存在及相关信息。
2. 上行和下行传输一旦ONT成功认证和注册，上行和下行数据传输就可以开始。
上行数据指从用户设备传输到OLT的数据，下行数据指从OLT传输到用户设备的数据。
上行传输是通过时分多路复用（TDMA）技术实现的，允许多个ONT共享同一条光纤传输数据。
在特定时间间隔内，每个ONT都可以发送数据至OLT，以确保数据的顺利传输。
下行传输则采用了光分复用（WDM）技术，允许OLT向多个ONT发送数据。
OLT将数据分成各个光波，每个光波对应一个ONT，然后通过光纤将数据发送到不同的ONT。
3. 数据转换和处理ONT收到下行数据后，会将光信号转换为电信号，并将其发送到用户设备上。
gpon的测距原理
gpon的测距原理GPON (Gigabit Passive Optical Network) 是一种基于光纤传输的网络通信技术，其测距原理主要是基于光纤的传输特性和光的衰减规律进行推导和计算。
GPON是一种点对多点的光纤网络技术，其中一个OLT (Optical Line Terminal) 设备通过光纤传输光信号到达多个ONU (Optical Network Unit) 设备。
在这个过程中，光信号需要经过一系列的传输和传播来到达目的地。
GPON的测距原理就是通过测量光信号经过的路径长度和信号的衰减来计算距离。
首先，光信号在光纤中的传输是利用光的全反射原理进行的。
当光信号从一根光纤传输到另一根光纤时，它会遵循光的全反射规律，即当光信号在两根介质的交界面上的入射角大于临界角时，光信号会完全反射回原介质中。
因此，光信号可以在光纤中进行长距离的传输，降低了信号衰减和噪声的影响。
然而，由于光的特性，光信号在传输过程中也会受到一定的衰减。
光纤中的光信号衰减可以由贝尔公式进行计算。
贝尔公式将光信号衰减的原因分为两种：传输损耗和连接损耗。
传输损耗是指光信号在光纤中由于散射、吸收和泄漏等原因引起的信号衰减。
传输损耗随着光波长的增加而增加，因此光纤中不同波长信号的传输损耗也会有所差异。
连接损耗是指光纤连接点的损耗，包括连接头损耗和连接接头插损耗。
连接头损耗是指由于连接头材料的光学不均匀性引起的信号损耗，而连接接头插损耗是指由于连接接头的几何和光学特性引起的信号损耗。
这两种损耗都会导致光信号的衰减。
基于上述原理，GPON的测距可以通过计算光信号在光纤传输过程中的衰减来实现。
测距的精确性取决于准确计算传输损耗和连接损耗。
一种常用的测距方法是采用OTDR (Optical Time Domain Reflectometry) 技术。
OTDR利用脉冲光源发出的光信号在光纤中的传输和反射特性来进行测距。
当脉冲光信号传输到光纤的尾部或遇到连接点时，一部分光会经过反射或散射返回OTDR设备。
GPON技术介绍
GPON技术介绍GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种光纤通信技术，可以提供高速、高带宽的数据传输能力。
它是下一代光纤接入技术，被广泛应用于光纤到户（FTTH）和光纤到楼（FTTB）等环境中。
本文将对GPON技术的原理、特点和应用进行详细介绍。
GPON技术基于光纤通信原理，使用光纤作为传输介质，将数据信号转换为光信号进行传输。
与传统的非分时多路访问（TDMA）技术相比，GPON采用了波分复用（WDM）技术和时分复用（TDM）技术相结合的方式，可以实现多个用户之间共享光纤传输带宽，提高网络资源利用率。
GPON技术的核心组成部分包括OLT（Optical Line Termination，光线终端）和ONT（Optical Network Termination，光网络终端）。
OLT是GPON网络的核心设备，负责光信号的转发和多用户之间的数据交换；ONT是GPON网络的终端设备，负责与用户终端设备进行数据交换。
1. 高带宽：GPON技术可以提供高达2.5 Gbps的下行传输速率和1.25 Gbps的上行传输速率，可以满足用户对高速、大容量数据传输的需求。
2.长传输距离：GPON技术可以支持长达20公里的传输距离，可以覆盖较大的范围，适用于城镇和城市的光纤接入网络。
3.大用户容量：GPON技术可以支持多达1024个用户的接入，可以满足大规模用户接入的需求。
4.灵活配置：GPON技术可以根据用户需求进行柔性配置，可以灵活地分配带宽资源，满足不同用户的需求。
5.安全可靠：GPON技术采用了多层安全机制，包括数据加密、访问控制和身份认证等，可以保障用户数据的安全和隐私。
总之，GPON技术作为一种高速、高带宽的光纤通信技术，可以提供可靠的数据传输能力，满足用户对高速互联网接入的需求。
随着互联网应用的不断发展，GPON技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
GPON原理介绍
GPON原理介绍GPON（Gigabit Passive Optical Network），即千兆级被动光纤网络，是一种用于光纤接入技术的标准。
它基于光传输和分波器技术，可以在单根光纤上为多个终端用户提供高速数据传输、语音和视频服务。
GPON的原理主要包括光纤接入网（OLT）、光纤双向传输和光纤终端网（ONT）三个部分。
首先，GPON的光纤接入网（OLT）是整个网络的核心设备，它负责与运营商的核心网络进行连接，将数据、视频和语音信号转换为光纤信号进行传输。
OLT也起到路由器的作用，可以配置不同的业务策略，对用户进行各种不同的服务配置和控制。
其次，GPON基于波分多路复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术，在同一根光纤上使用不同波长的光信号进行双向传输。
这意味着数据可以同时从OLT向ONT和从ONT向OLT传输，实现双向通信。
在下行方向（即OLT向ONT），OLT使用不同的波长将数据、视频和语音信号发送到ONT；在上行方向（即ONT向OLT），ONT使用不同的波长将用户的数据和控制信号发送到OLT。
GPON的优势主要体现在以下几个方面。
首先，由于采用光纤传输技术，GPON可以提供更高的带宽，满足用户对高速互联网、高清视频和高质量语音通话等需求。
其次，GPON支持大容量的传输，可以为数百或数千个用户提供服务，具有良好的扩展性。
另外，由于GPON采用了被动光纤网络结构，无需额外的电力供应和信号增强器，减少了设备的维护和运营成本。
此外，GPON还具有较高的安全性和可靠性，光纤传输不易受到干扰和窃听，并且在光纤上断开一个用户的连接对其他用户没有影响。
在实际应用中，GPON已经被广泛用于各种光纤接入网络中，例如光纤到户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）和光纤到台（FTTC）等。
它为运营商提供了一种高效、可靠的光纤接入解决方案，满足了用户对高速互联网和多媒体服务的需求。
宽带新技术介绍之GPON技术简介
GPON技术简介一、PON技术原理PON(Passive Optic Network)是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤、双向光接入网络，主要由OLT光线路终端、POS无源分光器、ONU光网络单元三部分组成。
为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，PON采用WDM技术，下行采用1490nm波长，上行采用1310nm波长实现单纤双向数据传输。
CATV信号采用1550nm波长。
PON下行数据流采用广播技术，每个ONU都会接收到所有数据，ONU有选择的进行接收；上行数据流采用TDMA技术，OLT给每个ONU分配一定的授权时间窗口，ONU在OLT 分配的时间窗口内发送数据，占用上行带宽，实现上行带宽的动态分配。
DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽分配)是PON技术中的一项基本技术，通过DBA可以实现PON上行带宽的动态分配，提高带宽利用率。
DBA的基本原理：每个ONU 将需要发送的数据长度、优先级等信息上报OLT，OLT根据DBA算法计算出每个ONU的授权时间窗口并授权给ONU，ONU根据OLT的授权时间窗口发送数据占用上行带宽。
测距技术同样是PON技术中的一项基本技术，由于ONU距离OLT的实际距离是不一样的，所以ONU在OLT授权的时间窗口内发送的数据到达分光器时可能会产生冲突, 测距的主要作用就是为了避免这种冲突的产生。
测距的基本原理是OLT发送一个特定数据包给ONU，ONU收到后回传数据包，OLT通过收到回传数据包的时间和传输速率计算出到ONU的距离，然后给予一定的时延补偿，OLT通过调整每个ONU时延补偿的大小将不同距离的ONU拉到相同的逻辑距离，从而避免冲突的产生。
二、GPON的概念GPON(Gigabit-capable Passive Optical Networks)，G比特无源光网络，标准在ITU-T G.984.X中定义，GPON采用专门的GEM（通用封装模式）帧格式，实现语音、数据、视频业务的传输。
GPON原理及关键技术介绍
GPON原理及关键技术介绍GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种光纤接入技术，它通过使用光纤传输数据和电信信号来连接用户和互联网服务提供商。
在GPON网络中，光纤从中心办公室(Central Office)延伸到用户住宅，提供高速、可靠和高质量的传输。
GPON的原理涉及到多种关键技术，下面将逐一介绍。
1.光纤传输技术：GPON网络使用单模光纤来传输数据和信号。
这种光纤能够在几百到几千兆比特每秒的速度下传输数据。
相比传统的铜线传输，光纤具有更高的带宽和更低的信号损耗，能够满足用户对高速互联网的需求。
2.波分复用技术：GPON使用波分复用技术来实现多个用户共享同一条光纤的能力。
该技术通过将不同的信号波长分配给不同的用户，使得每个用户可以独立传输数据，避免了信号的干扰和碰撞。
3.TDMA技术：GPON采用时间分割多址（TDMA）技术，将时间划分为不同的时隙，使得多个用户可以在同一条光纤上同时传输数据但不会发生冲突。
每个用户被分配一个唯一的时隙，以确保数据的传输是可靠和顺序的。
4.分光器技术：分光器是GPON网络的核心设备，它负责将光信号从中心办公室转发到用户住宅，并将用户住宅上行的光信号转发到中心办公室。
分光器使用多个输入和输出端口来实现多用户的连接。
5.ONU技术：6.QoS技术：7.安全技术：GPON网络提供了多种安全机制来保护用户数据的安全性。
这些安全机制包括数据加密、身份验证和访问权限控制，以防止未经授权的访问和数据泄露。
总之，GPON技术通过使用光纤传输和波分复用技术，实现了高速、高质量和可靠的光纤接入网络。
它的关键技术包括光纤传输技术、波分复用技术、TDMA技术、分光器技术、ONU技术、QoS技术和安全技术。
GPON 的应用已经在许多地方得到了广泛的推广，为用户提供了更快速和可靠的互联网接入。
【VIP专享】04-GPON原理
话音
数据
TDME1
VoIP
视频
话音
数据
TDME1
VoIP
视频
Layer 4 Layer 3
Layer 2
TCP+UDP etc. IP
Ethernet
AAL1/AAL2
AAL5
GEM Frame
Layer 1
AES (Optional)
PON-PHY EPON
AES (Optional)
PON-PHY GPON
• T-CONT: Transmission Containers。 是一种承载业务的Buffer。主要用来 传输上行数据的单元，引入T-CONT主 要是为了解决上行带宽动态分配，以 提高线路利用率 。
• IF pon：GPON接口。
• 业务根据映射规则先映射到GEM Port 中，然后在映射到T-CONT中进行上行 传输。GEM port可以灵活的映射到TCONT中，一个GEM Port可以映射到一 个T-CONT中去，多个GEM Port也可以 映射到同一个T-CONT中。
Inter packet gap
Preamble SFD DA SA
Length\Type MAC client data
FEC EOF
GEM Frame PLI
Port ID PTI CRC
GEM Payload
5 bytes
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。
• GPON支持不对称线路速率，下行2.488 Gbit/s，上行1.244 Gbit/s。
物理层OAM： ONU注册、加密等
ONU管理控制接口： 业务管理和FCAPS
GPON基本原理及应用简介
OLT
IFpon
1：N分光器
备用光纤 Type A
IFpon
ONU#N
IFpon
设备没有任何备份措施.
主干光纤故障后，由人工切 换至备用光纤.
业务肯定中断，中断时间取 决于线路恢复时间.
如果到用户的线路故障，业 务就会中断，无法备份。
OLT
IFpon
2：N分光器
Type B OLT端口备份
ONU#1
1490nm
1310nm
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： 下行数据流采用广播技术； 上行数据流采用TDMA技术。
二、 GPON的基本原理简介
5.1GPON数据传输(下行数据传输示意图)
下行为广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，，所有的ONU都能 收到相同的数据，通过Gemport ID来识别、区分和过滤属于自己的数据。
无法定位故障。
二、 PON的基本原理简介
7.1 PON的关键技术-突发光电技术 快速开启和关断能力
连续模块
突发模块
0# ONU 1# ONU 2# ONU
0# ONU 1# ONU 2# ONU
二、 PON的基本原理简介
7.2 PON的关键技术-突发光电技术
恢复出来的数据 到达OLT的信号及 ONT/ONU发出的信号 阈值建立
1、什么是PON？典型的PON网络由什么构成？
PON（Passive Optical Networks）：是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络。 一个典型的PON网络由：OLT、ONU和ODN构成。 OLT（Optical Line Terminal 光线路终端）：是整个PON网络的核心设备，一般放在中 心机房或城域核心机房。 ONU（Optical Network Unit 光网络单元：是用于连接用户侧的网络设备，主要负责用 户侧上行的数据转发及有选择性的接收OLT侧的下行广播数据，一般主在用户端如： 楼道、用户家里、路边等，类型有机柜型、机盒型的。 ODN（Optical Distribution Network 光分配网络）：由光纤和一个或多个POS（Passive Optical Splitter 无源光纤分离器）等无源光器件组成，在OLT和ONU之间提供光信号传 输通道。 POS（Passive Optical Slipper无源 光分离器)：可以将上行数据耦合到一根光纤上，将下 行数据分发到各个ONU上。
GPON原理及关键技术介绍
GPON原理及关键技术介绍
GPON（Gigabit Passive Optical Network，千兆被动式光纤网络）
是一种广泛用于传输多媒体和数据通信的光纤接入技术。
它使用了点对多
点的架构，能够通过单一的光纤接入点同时为多个用户提供高速的数据传输。
GPON的关键技术包括：
1. 2.5Gbps传输速度：GPON能够以高达2.5Gbps的速度传输数据，
这使得它能够同时处理多个媒体流和大量数据流。
2.高带宽：GPON使用了高带宽的光纤，能够满足用户对高速传输和
大容量数据的需求。
3.波分复用：GPON利用波长分区多路复用技术，即将不同的波长分
配给不同的用户，使得多个用户可以共享同一条光纤，从而提高资源利用率。
4.TDMA（时分多址）：GPON使用了TDMA技术，将时间划分为多个时
间槽，并为每个用户分配独立的时间槽，使得每个用户在相同的频率上以
不同的时间间隔发送和接收数据。
5.业务定制：GPON支持业务分级和个性化定制，可以根据用户的需
求提供不同的业务模式和服务质量。
6.高速交换：GPON利用高性能的交换机实现快速而可靠的数据传输。
7.高可靠性：GPON使用了冗余技术和灵活的网络结构，以确保网络
传输的可靠性和稳定性。
总结起来，GPON是一种使用光纤接入技术的高速数据传输技术。
它通过点对多点的架构，利用2.5Gbps的传输速度、高带宽、波分复用、TDMA、业务定制、高速交换和高可靠性等关键技术，为用户提供高速的多媒体和数据通信服务。
gpon encapsulation method
GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种基于光纤网络的传输技术，能够在用户和运营商之间提供高速、高带宽的连接。
在GPON网络中，数据被封装在光信号中进行传输，而这一过程涉及到不同的封装方法。
本文将介绍GPON网络中的封装方法，以帮助读者更好地理解GPON网络的工作原理。
一、GPON网络概述1. GPON网络基本概念GPON是一种基于光纤传输的网络技术，采用单一的光纤线路同时传输数据和语音信号。
它通过光分配器将光信号发送到不同的终端用户，从而实现了光纤传输的共享，大大提高了网络的利用率。
2. GPON网络结构GPON网络通常由OLT（Optical Line Terminal）、ODN（Optical Distribution Network）和ONU（Optical Network Unit）三部分组成。
其中OLT负责与用户传输端（ONU）进行通信，ODN则负责将光信号传输到不同的用户，而ONU则是用户的接收设备。
二、GPON网络中的封装方法1. GEM封装方法GEM（GPON Encapsulation Method）是GPON网络中常用的一种封装方法，它将数据封装在GTC（GPON Transmission Convergence）帧中进行传输。
GEM封装方法使用了一个专门的通道，将用户数据进行封装和解封装，同时在OLT和ONU之间建立了端到端的逻辑连接。
2. GTC帧结构GTC帧是GPON网络中传输数据的基本单元，它包括了前导码、帧开始标志、控制字段、负载字段和帧校验序列等部分。
其中控制字段用于标识帧的类型和长度，负载字段则用于携带用户数据。
在GEM封装方法中，用户数据被封装在GTC帧的负载字段中进行传输。
3. GEM封装方法的优势相对于其他封装方法，GEM封装方法具有以下几个优势：（1）灵活性高：GEM封装方法可以支持不同类型的业务，如以太网业务、TDM业务和ATM业务等；（2）带宽利用率高：GEM封装方法采用统计时分复用技术，能够在不同的业务之间动态分配带宽，提高了带宽的利用率；（3）安全性好：GEM封装方法支持AES加密算法，能够保障用户数据的安全传输。
第4章 光纤接入技术-2- GPON原理
Page 14
GPON的基本协议概念 的基本协议概念-T-CONT 的基本协议概念
T-CONT 的由来
OLT如何区分不同ONT的上行数据？ OLT如何区分不同ONT的上行数据？ 如何区分不同ONT的上行数据 下行数据是OLT广播下来的，ONT只需要从这堆信息中间拨出属于自己的那部分 信息就行了。但是上行流就不一样了，因为上行流涉及到一个信息冲突的问题，目 前PON技术采用的是上行TDMA，我们要将每个ONT发送数据的时间区分开来，这样 OLT才不会混淆上传的数据。 ONT怎么知道自己在哪个时间开始发数据呢？ONT怎么知道自己有多长的时间来发送 数据呢？这就需要OLT与ONT之间达成某种协议来完成上述功能。 如果OLT分配给某ONT的发送时间比较长，那么会发生什么呢？ 如果OLT分配给某ONT的发送时间比较长，那么会发生什么呢？ OLT分配给某ONT的发送时间比较长 如果ONT发送的数据量比较大，也就是说这个ONT的带宽比较大。那问题来了， 就是OLT以什么为分配带宽的标志呢？最明显的一个答案就是ONT了，是的根据ONT 是可以分配带宽，就是说OLT只要安排在哪个时间段内，某个ONT发送数据就行了。 但是这样带来的问题是带宽的浪费。为什么呢？因为在某个时间段内如果ONT并没 有数据要发送，它还是会占用这段时间的，以至于别的有大量数据要发送的ONT不 能利用这段时间类发送数据。这样势必会造成成本的上升。有什么好办法么？GPON 采用的是根据T-CONT来分配带宽
PON的基本概念 PON的基本概念 GPON的关键技术 GPON的关键技术 GPON的组网应用 GPON的组网应用
Page 1
两大PON技术：GPON和 两大PON技术：GPON和EPON PON技术
过去 将来
话音
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8
PON的优势
带宽大：光纤接入带宽大，满足用户现在及未来带宽灵活需求。 GPON 上行1.25G/下行2.5G；
节省光纤资源：点对多点（P2MP）接入，局端光纤经分光后引出 多路到户光纤，。 覆盖范围广：接入层的覆盖半径20KM；满足“大容量，少局所” 建网需求。 运维成本低：无源光网络（PON），线路上没有有源器件，免维 护和电耗。
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
ITU-T G.984.5 • GPON波长规划 ITU-T G.984.6 • GPON传输距离延长方案
21
GPON 业务承载模型
22
GPON业务映射关系－上行复用
图1: GPON系统中的业务复用原理
13 MTU
FE xDSL
CBU
FE E1
GPON接入网架构
中心机房
3.5-5km
用户侧
DSLAM
xDSL 2~20Mbps
ODN
2.5Gbps Down /1.25Gbps Up
路边
FTTC
OLT
2.5Gbps Down /1.25Gbps Up
MDU 多住处单元
FTTB
OLT
ONU 光网络单元
17
GPON上行数据
从用户发出的数据
1
各个ONU数据复用
1
2
3
2
2
3
TDMA方式：GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数 据，上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙。
18
问 题
GPON的全称是什么？
PON网络架构包含几部分，功能分别是什么？
Identified
Identified
Identified by Port-ID
GEM:GPON Encapsulation Mode T-CONT:Transmission Container
by ONU-ID by Alloc-ID
图2 业务与GEM port、T-CONT的映射关系
23
GPON业务映射关系－下行复用
固定无线接入、移动无线接入
5
接入网趋势－光进铜退
光纤接入多场景，全业务解决方案
6
光纤接入网的接入方案
(a)点到点的网络 P2P
CO
Fibre
L km
(b) 路边交换网络
CO
Curb switch Fibre
L
km
N
Twisted pair
(c) 无源光网络 PON
CO
Fibre
Passive optical splitter
上行 动态带 宽分配
30
为什么要测距
20 km 12 km
ONT
ONU1 ONU2 ONU3 ONU4 OLT
OLT
3km
各个ONU和OLT的距离都不一样，光信号在光纤上的传输时间不一样，到达各ONU的时
刻不一样。
OLT给每个ONU分配不同的时隙来发送上行的数据，如何保证各ONU能够精确定位时隙？ 多个ONU的上行数据如何不冲突，实现帧同步？
在下行方向，所有的业务在
GPON业务处理单元中被封装到 GEM port中广播到该GPON接口 下的所有ONT上， ONT再根据
GEM port ID进行数据过滤，只
保留属于该ONT的GEM port并 解封装将业务从ONT的业务接 口送入用户设备中。
共享的GEM Port为组播GEM
Port
24
31
测距原理
测距的过程：
OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD（Round Trip Delay），计算出 每个ONU的物理距离
ONU1 ONU2
RTD1=10us，计算距离＝1km
RTD2=20us，计算距离＝2km
RTD3=30us，计算距离＝3km
ONU3
然后指定合适的均衡延时参数EqD（Equalization Delay） Ranging的过程需要开窗，即Quiet Zone，暂停其他ONU的上行发送通道。OLT开 窗通过将BWmap设置为空，不授权任何时隙来实现。
前言
考虑到未来许多的宽带应用，越来越多的国家认识到必须尽 早突破接入“瓶颈”，而光纤是迄今为止最好的传输媒介。
本文主要分析 GPON技术的产生背景、基本概念、特点、应用
场景，GPON系统的管理模式和终端的业务发放模式以及 GPON的组网应用及其组网保护方式。
2
培训目标
学完本课程后，您应该能：
12
GPON FTTx功能实体
FE POTS RF
SFU
SBU
FE POTS RF
合波器 OLT
分光器
MDU
CATV
FE POTS RF xDSL
SFU （Single Family Unit）单家庭单元 SBU （Single Business Unit）单商业单元 MDU（Multi Dwelling Unit）多住户单元 MTU（Multi Tenant Unit）商用多租户单元 CBU （Cell Base Unit）基站单元
GPON上行数据流采用________技术。
19
目 录
1. 接入网概述 2. GPON网络架构
3. GPON协议分析
4. GPON关键技术 5. GPON系统的管理和业务发放模式 6. GPON组网应用和保护 7. NGPON概述
20
GPON标准协议
ITU-T G.984.1
•GPON网络参数说明 •保护倒换组网要求
FTTH
2.5Gbps Down /1.25Gbps Up
OLT
光线路终端 ONT 光网络终端
14
GPON网络基本性能参数
上行1.24416 Gbit/s ， 下行 2.48832 Gbit/s 是 目前支持的主要速率， 可升级到10G GPON
15
GPON数据复用方式
GPON实现单纤双向传输，系统采用WDM技术
32
测距的结果
• 通过RTD和EqD，使得各个ONU发送的数据帧同步，保证每个
ONU发送数据时丌会在分光器上产生冲突 • 相当所有ONU都在同一逻辑距离上，在对应的时隙发送数据即可。
1
RTD1＋EqD1
1 ONU1 2 2 ONU2 3
RTD3 ＋EqD3
RTD2 ＋EqD2
冲突
3 ONU3
33
DBRu Y
Payload y
ONU 64
Upstream Framing
T-CONT y
25
以太网业务在GPON中的映射方式
Ethernet Packet Inter packet gap Preamble SFD DA SA Length\Type MAC client data FEC EOF GEM Payload GEM Frame PLI 12bits
Port ID 12bits
PTI 3bits HEC 13bits
5 bytes
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。
26
TDM业务在GPON中的映射方式
TDM Buffer Ingress buffer GEM Frame PLI Port ID PTI HEC
L
km
N
fibre
7
为什么选择PON?
<1Mbps 接入技术 3M
ADSL/ADSL2+ Copper Based
8M
25M
VDSL / ADSL2+ Copper Based
100M
PON Fiber Based
带宽需求
覆盖半径
<3km 互联网 视频会议 远程控制
<2km
<1km VoD 标清电视 视频会议 2003 实况TV VoD HDTV
End
1
100
200
x
300
500
y
501
650
OLT
T-CONT1 (ONT 1) Slot 100 Slot 200 Slot 300 T-CONT x (ONT 2) T-CONT y (ONT 2) Slot 650
x ONU y
2
Slot Slot 500 501
PLOu
PLOAMu
PLSu DBRu x Payload x T-CONT x
描述光接入网架构
描述GPON的概念
分析GPON的主要协议 列举GPON的关键技术 学习GPON系统的终端管理和认证方式 列举GPON的组网保护方式 描述NGPON的基本概念
3
目 录
1. 接入网概述
2. GPON网络架构
3. GPON协议分析 4. GPON关键技术 5. GPON系统的管理和业务发放模式 6. GPON组网应用和保护
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
产品开发简单 产品兼容性强
ITU-T G-984.1/2/3/4/5/6 ITU-T G.984.3