9-PO_BT05_C1_1 GPON原理 36p
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
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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原理介绍
GPON原理介绍GPON（Gigabit Passive Optical Network，千兆被动光纤网络）是一种使用光纤传输数据的尖端通信技术。
GPON通过一根光纤连接网络供应商和用户之间的光纤接入点（OLT）和终端设备（ONU）。
GPON技术允许高速、高带宽的数据传输，能够满足现代人们对互联网的高要求。
GPON原理是基于光分复用技术，它采用了波分复用（WDM）技术将不同波长的光信号混合在一根光纤中传输，并通过使用时分复用（TDM）技术在上行和下行方向进行分时复用。
GPON使用一对光传输器件：OLT在网络供应商处，ONU在用户处。
GPON中的OLT负责将网络供应商的网络连接转换为光信号，并将其发送到光纤中。
在上行数据传输中，用户设备（ONU）通过光纤向OLT发送请求。
OLT基于时分复用原理分配时间槽给每个ONU，以便它们能够在不发生冲突的情况下传输数据。
OLT还负责接收来自ONU的数据，并根据目的地址将其转发到目标设备。
在下行数据传输中，OLT将数据分配给每个ONU，并将其转换成光信号传输到ONU处。
ONU接收光信号，并将其转化为电信号，然后将数据发送给用户设备。
GPON技术能够实现高速的数据传输，因为它使用了高频光信号传输数据，该信号具有较高的带宽，可用于同时传输大量的数据。
GPON技术具有许多优点。
首先，它可以实现高速的数据传输，满足了现代互联网用户对高带宽的需求。
其次，GPON可以通过单根光纤实现多个用户之间的共享，从而节省了光纤的使用，减少了光纤运营商的成本。
另外，GPON提供了高安全性的数据传输，因为光信号在传输过程中难以窃听和窃取，从而保护了用户的数据。
然而，GPON技术也存在一些挑战。
首先，光纤的部署成本较高，尤其是需要在建筑物和网络供应商之间铺设光纤的情况下。
其次，GPON的设备比传统的以太网交换机和路由器等设备更昂贵。
此外，由于光纤接口和设备标准的不兼容，导致不同供应商的设备可能无法互操作。
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。
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
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原理及设备介绍
GPON原理及设备介绍GPON全光纤接入网（Gigabit Passive Optical Network）是一种用于传输数据、语音和视频等多种业务的光纤通信技术。
它基于光纤传输和分布式光纤组网技术，通过单模光纤实现用户与中心局之间的大数据传输，提供高速宽带接入和多种业务的传输能力。
GPON的原理主要分为三个部分：光线路终端（OLT）、光分纤器（ODN）和光网络终端（ONT）。
光线路终端（OLT）是GPON的核心设备之一，它与中心局连接，负责光纤传输信息的调度和分发。
OLT包括光传输设备和交换机，它能够接收用户端发送的数据，将其转换为光信号并通过光纤传输到用户端，同时也能将中心局的数据传输给用户。
OLT还具备对用户进行管理、监测和控制的功能。
目前市场上的OLT设备有华为、中兴、烽火等多个厂家提供。
光分纤器（ODN）是GPON的光分配设备，主要用于将光信号分配给各个用户。
它包括光纤、光分纤盒和光分纤器。
光分纤器具有多个输入端口和多个输出端口，能够将输入的光信号分配给各个输出端口，实现多用户共享同一条光纤的功能。
光分纤器还能够对光信号进行分光、分布和合并处理，以达到在不同用户之间共享带宽的目的。
总的来说，GPON是一种高效、可靠的光纤通信技术，通过光纤传输实现用户与中心局之间的大数据传输。
它包括光线路终端（OLT）、光分纤器（ODN）和光网络终端（ONT）等多个设备，实现了数据的调度、分发和接收。
GPON技术具有带宽大、延迟低、抗干扰性强等优点，可以满足用户对高速宽带接入和多种业务传输的需求。
目前，在全球范围内已经广泛应用于固定宽带接入、智能家居、企业网络等领域。
GPON工作原理及应用
OLT（光线路终端）：位于局端，提供网络管理和维护功能
ODN（光分配网络）：连接OLT和ONU的光缆网络，实现光信号的传输和分配
AON（接入网）：由OLT、ODN和ONU组成的网络，为用户提供高速、可靠、安全的接入服 务
Part Four
行业应用解决方案
智慧家庭：提供高速上网、视频通话、在线教育等服务 智慧城市：应用于公共安全、交通、环保等领域，提升城市治理水平 智慧工业：实现自动化生产、远程监控、数据采集等功能，提高生产效率 智慧医疗：支持远程诊疗、健康监测等服务，改善医疗资源分布不均的问题
融合业务应用
互联网接入：提供高速上网服务
功能：OLT负责与 骨干网连接，提供 大容量数据传输通 道，并管理用户信 息
结构：OLT主要由 光模块、控制模块 和电源模块组成， 实现光信号的转换 和传输控制
应用场景：OLT适 用于宽带接入、视 频会议、数据中心 等领域，提供高速 、可靠的网络连接
ODN（光分配网络）
定义：连接OLT和ONU的光分配网络，由光缆、光分路器和光连接器等组 成。
企业专线接入： GPON技术可提 供稳定、可靠的 企业专线接入， 支持数据传输、 视频会议等应用。
智慧城市建设： GPON技术为智 慧城市提供宽带 接入，支持城市 管理、公共安全 等领域的信息化 应用。
农村及偏远地区 覆盖：GPON技 术可实现农村及 偏远地区的宽带 接入，提升当地 信息化水平。
专网建设应用
技术创新推动发 展：随着GPON 技术的不断演进 和升级，未来将 有更高效、更智 能化的产品问世， 推动市场的持续 发展。
竞争格局日益激 烈：随着市场竞 争的加剧，各家 厂商将加大投入， 推出更具竞争力 的产品和服务， 推动GPON市场 的快速发展。
GPON基本原理
6
提 纲
GPON 背景 GPON 总体特性 GPON 工作原理
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GPON — 系统组成
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GPON — 比特率
155 Mbit/s up, 1.2 Gbit/s down; 622 Mbit/s up, 1.2 Gbit/s down; 1.2 Gbit/s up, 1.2 Gbit/s down; 155 Mbit/s up, 2.4 Gbit/s down; 622 Mbit/s up, 2.4 Gbit/s down; 1.2 Gbit/s up, 2.4 Gbit/s down; 2.4 Gbit/s up, 2.4 Gbit/s down.
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提 纲
GPON 背景 GPON 总体特性 GPON 工作原理
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GPON 协议栈
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GPON 复用方式—— 基于ATM
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GPON 复用方式—— 基于GEM
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GPON 复用方式—— 混合模式
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T-CONT 概念 （Transmission Container）
Physical Layer OAM
Dynamic Bandwidth Report
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GPON —— 上行帧结构 （3）
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GPON —— 上行帧结构 （4）
PLI，12bit，载荷长度。如果载荷大于4095B，则需要进 行分片。 Port ID，提供4096个唯一的标识，用于流量复用。 PTI，载荷类型。与ATM头部的PTI字段作用类似。 HEC，提供差错检测和纠错功能。
GEM partition
48 Byte Payload
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GPON —— 上行帧结构
GPON基本原理及应用
GPON基本原理及应用GPON（Gigabit Passive Optical Network），中文译为千兆级无源光纤网络，是一种基于光纤传输技术的传输网络。
GPON技术通过使用光纤作为传输媒介，将宽带信号从网络中心传输到用户终端，实现用户的宽带接入。
GPON的基本原理是将一根单模光纤通过光分配器连接到多个用户终端，光纤传输的信号在终端通过光电转换器转变为电信号，然后经过调制解调器将信号传输到用户设备。
同时，多个用户之间的数据传输是通过光纤上的不同光波长进行区分的，由于不同用户使用不同光波长进行传输，所以彼此之间不会干扰。
GPON的应用非常广泛，尤其在宽带接入、视频传输和语音传输方面有着重要作用。
以下是GPON的几个主要应用：3.视频传输：GPON技术能够支持高清视频的传输和实时流媒体的播放。
通过光纤传输的高带宽和高速率，用户可以流畅地观看高清电影、电视节目和在线视频。
4.安防监控：GPON技术可以支持大规模的安防监控系统的建设。
由于GPON可以通过一根光纤同时传输多路视频信号，所以可以为大型建筑物或城市提供高效的视频监控服务。
5.数据中心连接：GPON技术可以用于数据中心之间的连接，实现大容量、高可靠性的数据传输。
由于GPON的传输速率高、抗干扰能力强，可以满足数据中心之间高速、低时延的连接需求。
总之，GPON技术作为一种高效、可靠的光纤传输技术，具有广泛的应用前景。
通过提供高速宽带接入、高质量的语音通信和高清视频传输，GPON技术正在改变人们的网络使用方式，为用户带来更好的网络体验。
同时，GPON技术也正在助力数据中心和安防监控等领域的发展，为社会各个领域提供更稳定、更高效的通信服务。
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。
GPON基本原理
GPON基本原理GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种基于光纤传输技术的宽带接入网络。
它采用全光纤传输，将光信号通过光纤传输到用户终端，并通过光网络设备实现光信号的分发与接收。
GPON具有高带宽、低成本、长传输距离等优势，被广泛应用于光纤接入网络中。
GPON的基本原理主要包括光纤传输、波分复用、调制解调和接收等。
首先，GPON通过光纤传输来实现信号的传输。
在GPON系统中，光信号可以通过单模光纤进行传输，能够在光纤上以高速传输数据。
光纤具有低损耗、高带宽和抗干扰性强等优点，能够保障信号的稳定传输。
其次，GPON采用波分复用技术，即将不同波长的光信号通过合并和分离的方式在光纤上传输。
波分复用技术可以将多个波长的光信号合并到光纤上进行传输，从而实现多个信道的传输。
在GPON中，每个信道都有自己的波长，通过光纤传输可以同时传输多个信道的数据，提高了网络的传输能力。
然后，GPON采用调制解调的方式来实现光信号的调制与解调。
在GPON系统中，光信号需要经过调制来将数字信号转换为光信号，然后经过调制解调器将光信号转换回数字信号。
调制解调器一般采用直接调制（ASK）、振荡调制（FSK）、相位调制（PSK）等方式来实现。
最后，GPON在用户终端使用光网络设备来接收光信号，并将光信号转换为电信号用于用户设备的使用。
光网络设备包括光猫、OLT（Optical Line Terminal）等，光猫将光信号转换为电信号后输出给用户的终端设备，OLT则负责管理和控制光网络的传输和分发。
总结来说，GPON基于光纤传输技术，通过光纤进行信号的传输，采用波分复用技术将多个信道的光信号合并到光纤上传输，通过调制解调将光信号转换为数字信号，并通过光网络设备实现光信号的接收和传输。
GPON在现代宽带接入网络中具有重要的应用价值，能够提供高带宽、稳定可靠的接入服务，满足用户日益增长的宽带需求。
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。
GPON原理PPT专业课件
GPON系统的AES加密处理
ONT 1 解密
1 1 End User 1
OLT
13 2 131
13 2 131
ONT
2
End User 2
加密
解密
AES: Advanced Encrypt System 一种国际通用的加密算法
ONT
3
解密
3 End User 3
• GPON支持下行广播数据进行AES128加密处理。 • 只对GEM帧中的Payload进行加密处理。 • GPON系统定期的进行AES密钥交换和更新，提高了线路数据的可靠性。 • 密钥更换由OLT发起密钥更换请求，ONU响应并将生成的新的密钥，并分两部分发给OLT，且重复发
送三次 ，OLT收到了新的密钥后，就要开始进行密钥切换，将使用新的密钥的帧号通过相关的命令通 知ONU（也是三次） ，ONU在相应PON采用125s定长的帧结构，每秒8千帧。
• GEM（GPON Encapsulation Method）是GPON技术优势的集中体现，它直接采用了GFP的技术 （ITU-T G.7041）。
NGA1 PON
• ITU-T在2008年底启动了NG-PON1标准，已 完成白皮书，并从2009年开始标准化工作， 预计2011年完成对应的ITU-T G.987标准；
• 重点研究方向：提升速率，引入WDM技术； 增加长距/大分光比；
NGA2 PON
• 远期研究的解决方案，研究期预计为20122015年，不再考虑与已部署的GPON与ODN 网络的兼容性；
WDM PON（波分无源光网络）
2
PON技术演进 1
EPON Ethernet PON 基于以太网的无源光接入技术.
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。
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GTC层主要实现GEM客户接口和ONT管理和控制接口 （OMCI）的适配和封装，包括两个子层：
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GTC成帧子层 TC适配子层
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协 GTC协 议
15
协 GTC协 议
Ø GPON帧结构
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协 GTC协 议
Ø GPON下行帧结构
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协 GTC协 议
Ø GPON上行帧结构 GPON的上行帧按照125us划分的虚拟帧结构，实际是 由若干个突发时间片构成，时间片的长度由下行帧中US BW Map域确定。
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工 GPON工 作 原 理
Gemport概念：逻辑Port，一个OLT PON口由若干个逻 辑Port组成，我们称之为Gemport，ONU同样具有若干 个Gemport，OLT的Gemport与ONU的Gemort通过某种 方式一一对应。
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工 GPON工 作 原 理
Ø 下行业务
OLT下行业务采用广播方式，OLT将业务封装入GEM帧 中，然后若干个GEM帧组成GTC帧，下行传送。在ONU 根据GEM帧中封装的Gemport ID进行过滤。
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注 ONU注 册 流 程
Ø 1. 2. 3. 4. 5. 整个过程中ONU的七种状态 初始状态Initial-state（O1） 待机状态Standby-state（O2） 序列号状态Serial-Number-state（O3） 测距状态Ranging-state（O4） 运行状态 Operation-state（O5）
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GPON 组 网
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组网模式 典型组网应用
n
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星型组网
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总线型组网
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树型组网
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FTTH
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FTTB
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FTTO/C
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Ø 起源 GPON（Gigabit-Capable Passive Optical Network，吉 比特无源光网络）技术是无源光网络（PON）家族中一 个重要的技术分支，最早由FSAN（Full Service Access Network，全业务接入网联盟）在2001年提出。
4
的 GPON的 起 源 及 标 准
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上行带宽分配机制
GPON DBA功能的分配单位是T-CONT，GPON TC层规 定了5种类型的T-CONT（Type1，2，3，4，5），这5 种类型的T-CONT代表了不同类型的QoS能力。
类 T-CONT类 型 1 2 3 4 5 非实时业务 可变速率业务 尽力而为业务 所有业务 业务应用 DS-1、E1业务 保 QoS保证能力 固定带宽、固定时延 固定带宽、有边界的时延和抖动 提供保证带宽+突发带宽 共享剩余的带宽 -
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7
基 GPON基 本 功 能
Ø GPON光功率预算 GPON光功率预算决定了GPON系统的最大传输距离和 最大分路比。ODN根据允许衰减范围有五类（A，B， C，B+，C+），目前B+类是主流，C+类有少量应用。 在B+类和C+类GPON可以支持最长20km传输距离下支 持1:64分路比。
ODN 类 型 A类 B类 B+类 C类 C+类 5～20 10～25 13～28 15～30 17～32 ） 衰 减 范 围 （ dB）
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系 GPON系 统 的 管 理 体 系 结 构
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系 GPON系 统 的 管 理 体 系 结 构
GPON系统的管理体系结构分成三个层次：
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嵌入式的OAM方式：直接嵌入在GTC的帧头中，响 应速度最快。 PLOAM方式：用于物理层的OAM，作为OAM消息嵌 入GTC帧中。 OMCI方式：用于实现对高层的管理。
6. POPUP 状态POPUP-state（O6） 7. 紧急停止状态Emergency-Stop-state（O7）
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注 ONU注 册 流 程
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上行带宽分配机制
GPON上行采用TDMA方式，需要给每个ONU分配相应的 时间片。分配给ONU的时间片实际也代表了分配给ONU 的带宽。
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静态带宽分配方式：OLT根据配置信息为业务流预留 固定带宽。 动态带宽分配（DBA）方式：OLT通过检查来自ONU 的DBA报告和/或通过输入业务流的自监测来了解拥塞 情况，然后分配足够的资源。
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工 GPON工 作 原 理
Ø 上行业务
OLT上行业务采用TDMA方式，ONU将业务封装入GEM 帧中，然后若干个GEM帧组成一个TCONT，在分配的时 间片内传送。
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工 GPON工 作 原 理
Ø GPON时分复用结构
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协 GTC协 议
GPON系统的协议栈包括：
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物理媒质相关层（GPM） GPON传输汇聚（GTC）层
Ø 标准 GPON标准由ITU G.984.x系列标准规范，目前已经发展 到ITU G.984.1-ITU G.984.6共六个标准。
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G.984.1——概述 G.984.2——物理媒介从属(PMD)层技术要求 G.984.3——TC层 G.984.4——OMCI G.984.5——增强带宽 G.984.6——扩展距离
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系 GPON系 统 构 成
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局侧的OLT：Optical Line Terminal，光线路终端 用户侧的ONU：Optical Network Unit，光网络单元 ODN：Optical Distribution Network，光分配网络
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基 GPON基 本 功 能
Ø
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GPON标称速率等级 下行2488.32 Mbit/s，上行1244.16 Mbit/s 下行2488.32 Mbit/s，上行2488. 程
Ø ONU注册的三个阶段
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参数学习阶段：ONU获取激活参数。 序列号获取阶段：OLT通过序列号发现ONU并指配 ONU-ID。 测距阶段：不同ONU离开OLT距离不同，OLT测量自 身和不同ONU之间的传播时间，分配给不同ONU均 衡时延，使ONU发送给OLT的数据到达OLT时能够完 全满足OLT分配的时间片的时间要求。
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协 GTC协 议
Ø GEM帧格式
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PLI用于下一个帧头定界，以及确定当前GEM帧的净 荷长度。 Port ID用来提供PON中4096个不同的业务流标识， 以实现业务流复用。 PTI用作分段指示。 HEC为头校验，用于帧的同步与帧头保护。
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注 ONU注 册 流 程
Ø
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ONU注册的两种方式 “预配置SN”方式：即通过网管系统事先在OLT上预 配置相关待注册ONU序列号，当ONU上电后，OLT会 发现该ONU并与预配置的待注册ONU序列号进行比 较，如果一致，则允许该ONU注册，直接激活ONU。 “自动发现SN”方式：在OLT没有事先预配置，而是 ONU上电后，OLT主动发起发现ONU序列号的方式， 当OLT发现新的ONU后，采用人工干预方式或者直接 允许该ONU注册。
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上行带宽分配机制
GPON的DBA支持：
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基于非状态报告的动态带宽分配（Non-Status Reporting 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 DBA SR-DBA）：根据ONU发送的缓存状态报告分配带宽。
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基 GPON基 本 功 能
Ø GPON系统的加密方式 在GPON系统下行数据采用广播方式，因此GPON系统 的下行数据必须要支持加密。目前GPON系统支持AES 加密方式，支持128bit严格的加密机制，提供更加严格 的安全和保护机制，确保运营商网络和业务的安全可靠 运行。下行加密目前仅对通过单播Gemport通道传送的 业务进行加密，对于组播Gemport通道不支持加密。
GＰＯＮ原理介绍
中兴通讯学院 方案规划部
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教学目标
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原 了 解 GPON原 理 组 了 解 GPON组 网
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GPON 原 理
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GPON的起源及标准 GPON系统构成 GPON基本功能 GPON工作原理 GTC协议 ONU注册流程 上行带宽分配机制 GPON系统的管理体系结构
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的 GPON的 起 源 及 标 准