GPON帧结构分析
GPON帧结构分析
GPON帧结构分析GPON 帧结构分析编号：版本：编制：审核：批准：All rights reserved版权所有侵权必究( for internal use only)（仅供内部使⽤）⽂档修订记录⽬录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。
GPON技术介绍
GPON技术介绍GPON技术特征主要体现在传输汇聚层。
GPON协议参考模型如图2所示，其中传输汇聚层又分为PON成帧子层和适配子层。
GTC(GPONTransmissionConvergence)的成帧子层完成GTC帧的封装，终结所要求的ODN的传输功能，PON的特定功能（如测距、带宽分配等）也在PON的成帧子层终结，在适配子层看不到。
GTC的适配子层提供PDU与高层实体的接口。
A TM和GFP信息在各自的适配子层完成SDU与PDU的转换。
OMCI（Operations Management Communications Interface，操作管理通信接口）适配子层高于A TM和GFP适配子层，它识别VPI/VCI和Port_ID，并完成OMCI通道数据与高层实体的交换。
作为一种灵活的吉比特光纤接入网，GPON支持更高的速率和对称/非对称工作方式，同时还有很强的支持多业务和OAM的能力。
它以A TM信元和GFP （GenericFramingProcedure，通用成帧规程）承载多业务，对各种业务类型都能提供相应的QoS保证，支持商业和居民业务的宽带全业务接入。
EPON与GPON技术比较GPON与EPON最主要的区别表现在TC帧结构上。
GPON通过A TM和GFP两种协议承载不同类型的用户数据。
它的上、下行帧长均为125μs。
下行采用TDM方式，上行采用时分多址（TDMA）接入技术。
上行帧由复用的突发传输时隙（slot）组成，每帧包括一个或多个ONU的传输时隙，通过下行帧的USBWmap（上行带宽映射）域指示相应ONU的上行数据发送。
而EPON帧格式基本与IEEE802.3的以太数据帧格式兼容，只在以太帧中加入时标及识别等信息，Ethernet PON数据通过不定长的数据包传输。
GPON在用户净荷数据段承载A TM信元和（或）GFP帧。
在OLT授权给ONU的上行发送时隙中，OLT尽量使分配给ONU的A TM净荷块为53字节的整数倍长，如果净荷不是信元的整数倍，将进行碎片填充。
GPON帧结构分析
GPON 帧结构分析编号：版本：编制：审核：批准：All rights reserved版权所有侵权必究( for internal use only)（仅供内部使用）文档修订记录目录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。
GPON系统的关键技术
浅析GPON系统的关键技术[图] ( 2012/3/29 11:27 )摘要：本文首先介绍了吉比特无源光网络(GPON)的系统结构，随后就GPON的几个关键技术：动态带宽分配、GEM封装技术、帧结构作了详细论述，最后肯定了GPON在未来光纤接入网中的发展前景。
1 引言随着Internet的持续快速发展和个人电脑的普及，各种增值的多媒体和IP业务激增，业已存在xDSL接入技术无法满足其巨大的带宽需求，接入网成为整个网络发展的“瓶颈”。
考虑到这个现实，全业务接入网联盟(FSAN: Full Service Access Network)从2001年1月开始了lGb/s以上的PON系统的标准研究。
FSAN试图寻求一种分配灵活、可规划、高速率、高效率、低成本以及具有丰富的业务和带宽管理能力，能有效的支持现有和未来各种业务的全业务接入方案，逐渐形成了GPON 系列标准规范。
2 GPON的参考配置GPON的网络结构由GPON的局端设备OLT (Optical Line Termination)、远程接入设备ONT (OpticalNetwork Unit)以及ODN(Optical Distributiont Network)所组成，其中ODN不含有任何有源电子器件，ODN全部光分支设备都由无源光分支器(Splitter)等无源器件组成，不需贵重的有源设备。
在GPON网络结构中，一个OLT可以有多个GPON 模块，每一个模块均可引出一个独立的GPON接入网络，并由无源光分支器和光纤连接到多个不同类型的ONU上，如图1所示[l]。
图l GPON系统参考配置GPON的局端设备OLT主要负责与广域网或骨干城域网的高速连接，并把高速连接的数据信息通过ODN传给远程接入设备ONU。
作为一个高性能的光网络平台，在GPON构架上支持IP/SONET/SDH/ATM/CWDM等传输格式的分组数据与TDM应用，并可透明地传输上述应用业务，满足TDM对实时性、抖动性的严格要求，有完整的服务保障机制和故障处理能力，下行速率高达1.244Gb/s或2.488Gb/S。
GPON-G.984最全的原理介绍以及分析
GPON和EPON的区别
1.制定机构:
EPON:IEEE 802.3ah GPON:ITU-T G.984.x
2.速率:
EPON:上行1.25G ; 下行1.25G GPON:上行1.244G ; 下行2.488G
GPON提供以下几种异步传输速率： 0.15552 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 0.62208 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 1.24416 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 0.15552 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 0.62208 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down（目前的主流支持速率） 2.48832 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down
目录
GPON概述 GPON和EPON区别 GPON报文结构 OMCI GPON关键技术 ONU发现过程
中国电信标准GPON协议栈
GPON协议栈
GPON 技术特征主要体现在 传输汇聚层
成帧子层 适配子层
E/O适配 波分复用 光纤连接
测距 ATM适配子层 带宽分配 GEM适配子层 保护倒带 OMCI适配子层 保密和安全
•GPON TC层规格要求
•GTC复用结构及协议栈介绍
ITU-T G.984.4
•GTC帧结构介绍
•OMCI消息结构介绍
•ONU注册激活流程
•OMCI设备管理框架
•DBA规格要求
•OMCI实现原理简述
•告警和性能
GPON 业务拓扑图
GPON技术问题研究
GPON技术问题研究１．GPON基本原理与结构1.1GPON基本原理GPON采用点到多点的拓扑结构，现双向数据传输。
一套典型的EPON方式实，下行采用广播方式、上行采用TDMA系统由OLT、ONU/ONT、POS/ODN 组成。
OLT放在中心机房(CO，Centra1Office)，它可以是一个LZ交换机或者L3路由器。
在下行方向，它提供面向无源光纤网络的光纤接口；在上行方向，OLT 提供了GE接口、10/100Base-T、10GBase-X、EI、STMI等接口标准，OLT通过支持El接口来实现传统的TDM话音的接入。
GPON数据下行时，OLT将数据包广播传输给PON上所有的ONU，每个包携带一个具有传输到目的地ONU标识符的信头；此外，有些包可能要传输给所有的ONU，或者指定的一组ONU，当数据到达ONU时，它接收属于自己的数据包，丢弃其他的数据包。
GPON数据上行时，利用TDMA技术，多个ONU的信号在经过不同长度的光纤传输后，进入光分配器的共用光纤，占据分配给它的指定时隙，以避免发生相互碰撞干扰。
1.2GPON帧结构由于采用GFP映射，GPON的传输汇聚层本质上是同步的，并使用标准SDH 的125ps帧，因而使得GPON可以直接支持TDM业务。
一个物理层帧中可以包含多个ONT的GEM的帧，不论是上行帧还是下行帧；帧中分两部分:帧头和净荷。
帧中信息有两种，一是数据信息，二是控制信息；其中控制信息又分为OMCI、EOAM，PLOAM，数据信息都是在净荷中，而控制信息有的在净荷中，有的在帧头中。
下行帧的净荷部分只有两种:ATM信元、GEM信元。
上行帧的净荷部分有三种:ATM信元、GEM信元、DBA帧。
2.GPON的关键技术2.1OBA技术在GPON系统中，OLT通过向ONT发送授权信号来控制上行数据流。
PON 结构需要一个有效的TDMA机制控制上行流量，这样来自多个ONT的数据包在上行过程中不会发生碰撞。
烽火GPON设备架构及功能介绍
GPON设备架构及功能介绍烽火通信科技股份有限公司 光通信专家内容摘要1 GPON产品架构 2 相关机盘和业务处理流程 3 GPON技术原理及关键特性 4 GPON与EPON的比较2 光通信专家 光通信专家GPON产品架构SFU型ONU针对FTTH应用场合的小型终端MDU（固定端口）ONU针对FTTB应用场合的中型终端， 通常放置在楼道内MDU（插卡式）ONU GPON/EPON 共平台OLT MBU ONU提供E1接口，针对企业用户 针对FTTB/FTTC应用场合的 中型终端，插卡式设备3 光通信专家 光通信专家GPON/EPON/10GEPON共平台OLT☻ 14U高度，竖插卡结构，全前出线，核心交换容量488G，背板容量1000G ☻ 上联口：4*10GE/12*GE,提供上联板卡的保护,上联板类型包括1*10GE+ 4*GE 、 2*10GE+ 2*GE、 6*GE（光、电可选） ☻ 支持骨干光纤保护和全光纤保护，支持光功率检测功能 ☻ 单卡支持4/8路1.25G EPON接口、4/8路2.5G GPON接口、1/2路10G EPON接口 ☻ 支持32K MAC地址表容量、支持2K个组播组 ☻ 设备尺寸：480mm×620mm×260mm新一代OLT 平台 AN5516-01 4 光通信专家 光通信专家AN5506系列GPON ONU产品类型 产品型号 AN5506-04-A SFU AN5506-04-B AN5506-04-F AN5506-07-B AN5506-09-A MDU AN5506-10-A AN5506-10-B MBU 插卡式MDU AN5506-06-E AN5006-20 24FE 24FE+24POTS 16FE+4E1 2U高度，4槽位插卡式MDU 2010年3月 2010年5月 已释放 中试中 产品描述 GE＋3FE 4FE+2POTS 4FE+2POTS+WiFi 16FE+16POTS 8FE 释放状态 2010年5月 已释放 需评估 已释放 2010年4月SFU型ONU AN5506-04MBU型ONU AN5506-06MDU ONU AN5506-07/09/10插卡式MDU ONU AN5506-205 光通信专家 光通信专家GPON的功能特性☻ AN5516-01 GPON设备含盖中国移动、中国联通、中国电信GPON技术规范里的所有 要求，可以满足当前国内主流运营商的GPON应用需求。
GPON帧结构分析
GPON帧结构分析GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种基于光纤传送技术的宽带接入技术，其传输速率达到了千兆级别，可以同时传输语音、视频和数据等多种业务。
在GPON中，传输信号以光的形式传输，通过光纤进行传输，在用户终端处进行光电转换。
GPON传输的基本单位是光信号的帧，GPON帧由同步信号、管理报文、业务信号等组成。
GPON帧的结构如下所示：下面我们对GPON帧的各个部分进行详细分析。
1. 前导码（Preamble）：前导码用于同步接收端口的时钟，并且帮助接收端确认帧的开始位置。
前导码的长度为8个八位字节。
2. 同步码字（Synch Code Word）：同步码字的长度为16个八位字节，用于对帧进行同步，并准确确定帧的开始位置。
同步码字是由定格单元序列（Frame Synchronizing Signal）形成的。
定格单元序列是一串富含不同时钟周期的定格单元，用于帮助接收端确定帧的开始位置。
3. OLT标识（OLT Identifier）：OLT标识用于标识传输帧的发送者。
OLT标识的长度为8个八位字节。
4. ONU标识（ONU Identifier）：ONU标识用于标识帧的接收者。
ONU标识的长度为12个八位字节。
5. IP标识（IP Identifier）：IP标识用于标识帧中携带的IP数据报文的信息。
IP标识的长度为12个八位字节。
6. 补充码字（Extension Code Word）：补充码字用于携带额外的信息。
补充码字的长度为8个八位字节。
7. 物理上下文标识（Physical Context Identifier）：物理上下文标识用于标识帧中携带的物理上下文信息。
物理上下文标识的长度为12个八位字节。
8. ONU 数据报（ONU Data PDU）：ONU数据报是GPON帧中携带的用户业务数据报文。
ONU数据报的长度为512字节至1536字节不等。
9.GPON技术原理
US Virtual Frame TX Interval
GTC帧固定帧长 125US，即8K，可为TDM业务提供帧头信息
11
2013年中国电信网络操作维护职工技能竞赛培训教材
2.2 GPON的下行帧
P C B d n
P a y l n o a d
P C B d n 1 +
P a y l n o a +
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章
GPON系统构成 GPON帧结构 GPON工作原理 GPON体系结构及特性 GPON的加密
2013年中国电信网络操作维护职工技能竞赛培训教材
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4.1 GPON的体系结构
A T Mc lie nt
O M C I
GE M c
P L OAM
G P O NT r a ns m is s ion C onve r ge nc e( G T C ) la ye r
OLT
GEMX GEM2 GEM3 GEM1 PCB
125us
江 苏 公 司 操 作 维 护 中 心
ONU2 Portid=2 Portid=x MA=Y
MA=组播地址表项
ONU3 Portid=3 Portid=x MA≠Y
Y是组播地址
2013年中国电信网络操作维护职工技能竞赛培训教材
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3.1 GPON的工作原理（4/5）
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2.1 GPON的帧结构
GTC帧
Downstream
PCBd n
TP-Frame = 125 uS
Payload n
PCBd n+1
Payload n+1
Upstream
Slot R
GEM封装以及GPON原理
GPON帧结构以及技术原理摘要：本文介绍了GPON的技术原理，GPON数据帧的封装技术，GEM帧结构，以及GPON在QOS上的优势，DBA调度原理等前言作为新一代的光接入技术，GPON支持更高的速率和对称/非对称工作方式，同时还有很强的支持多业务(ATM业务、TDM业务及IP/Ethernet业务)和OAM的能力。
它以ATM信元和GEM (Generic Encapsulation Method，通用封装方法)承载多业务，对各种业务类型都能提供相应的QOS保证，支持商业和居民业务的宽带全业务接入。
因此，GPON是最有发展潜力的宽带光接入技术。
一、GPON标准介绍GP ON 技术由ITU-T提出并标准化。
2003年1月31日，ITU-T批准了GPON标准G.984.1和G.984.2.2004年相继批准了G.984.3和G.984.4，形成了G.984.x系列标准，至此，GPON技术标准已经完成。
各标准内容如一下:1．1 G.984.1( G.gpon.gsr):千兆比无源光网络的总体特性。
该标准主要规范了GPON系统的总体要求，包括OAN的体系结构、业务类型、SNI 和UNI、物理速率、逻辑传输距离以及系统的性能目标。
G.984.1对GPON提出了总体目标，要求ONU的最大逻辑距离差可达20km，支持的最大分路比为16, 32或64，不同的分路比对设备的要求不同。
从分层结构上看，ITU定义的GPON由PMD层和TC 层构成，分别由0.984.2和0.984.3进行规范。
1．2 G.984.2( G.gpon.pmd): 千兆比无源光网络的物理媒质相关(PMD)层规范。
该标准2003年定稿，主要规范了GPON系统的物理层要求。
G.984.2要求，系统下行速率为1.244或2.488Gbit/s，上行速率为0.155, 0.622, 1.244或2.488Gbit/s。
标准规定了在各种速率等级下OLT和ONU光接口的物理特性，提出了1.244Gbit/s及其以下各速率等级的OLT和ONU光接口参数。
《2024年面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统及帧结构研究》范文
《面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统及帧结构研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，光纤光栅传感器技术在诸多领域如地震监测、环境检测等获得了广泛的应用。
对于大规模的传感网络而言，数据的准确性和实时性显得尤为重要。
为了实现对这些传感器所获取的精确数据进行有效、高效地采集和传输，面向GPON（Gigabit Passive Optical Network，吉比特无源光网络）的光纤光栅传感数据采集系统应运而生。
本文旨在探讨这一系统的具体构造和实现，以及其核心部分的帧结构研究。
二、光纤光栅传感数据采集系统概述面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统主要包括传感器节点、数据采集单元、GPON传输网络以及数据中心四个部分。
传感器节点负责环境数据的感知和初步处理；数据采集单元负责从传感器节点中获取数据并进行预处理；GPON传输网络负责将预处理后的数据传输到数据中心；数据中心则负责数据的存储、分析和应用。
三、系统关键技术及实现1. 传感器节点设计：传感器节点采用光纤光栅传感器，具有高灵敏度、高分辨率和高稳定性的特点。
同时，通过优化传感器节点的布局和配置，提高其环境适应性。
2. 数据采集单元：数据采集单元采用高性能的微处理器和数字信号处理技术，实现对传感器节点数据的快速、准确采集。
同时，采用低功耗设计，延长系统的使用寿命。
3. GPON传输网络：GPON作为一种高速、大容量的传输技术，能够满足大量数据的传输需求。
通过优化GPON的传输协议和帧结构，提高数据的传输效率和可靠性。
4. 数据中心：数据中心采用分布式存储和云计算技术，实现对大量数据的存储、分析和应用。
同时，通过数据挖掘和机器学习等技术，提取数据的价值信息，为决策提供支持。
四、帧结构研究GPON的帧结构是数据传输的核心部分，直接影响到数据的传输效率和可靠性。
针对光纤光栅传感数据的特点，我们设计了如下的帧结构：1. 帧头：包括帧起始标志、帧长度等信息，用于接收端识别和同步。
1.GPON帧结构[共5页]
![1.GPON帧结构[共5页]](https://img.taocdn.com/s3/m/8ffe790ead51f01dc381f175.png)
第5章光纤接入技术137 置可选通道的途径，包括定义传送协议流标识（Port-ID）。
图5-39 GTC层的控制/管理（C/M）
5.4.3 GPON关键技术
1．GPON帧结构
（1）下行帧结构
GPON下行帧结构如图5-40所示。
对于下行速率为1 244.16Mbit/s和2 488.32Mbit/s的
数据流，帧长均为125µs，因此，1 244.16Mbit/s系统的帧长为19 440字节，而2 488.32Mbit/s
系统的帧长为38 880字节，但PCBd的长度都是相同的，并与每帧中分配结构的数目有关。
图5-40 GTC TC下行帧结构
PCBd结构如图5-41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，并根据其相关信息进行相应操作。
①Psync：物理同步域，位于PCBd的起始位置，长度固定为4字节，其编码为
0xF628F628。
ONU可利用Psync来确定帧起始位置，以便与OLT同步。
ONU以搜索状态开
始工作，一旦找到一个正确的Psync域，ONU就转变成预同步状态，并设置计数器值为1。
在预同步状态，如果ONU再收到M1−1个正确的Psync域，就转为同步状态；如果找到一个
错误的Psync域，ONU就返回搜索状态。
在同步状态，ONU就能宣布它已找到下行帧，并。
GPON——精选推荐
GPON1、GPON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。
2、PON⽹络架构1）、PON是⼀种点到多点（P2MP）结构的⽆源光⽹络；2)、PON⽹络的组成：①光线路终端 OLT （ Optical Line Terminal）②光分配⽹络 ODN （ Optical Distribution Network）由分光器和光纤组成③光⽹络单元/终端 ONU/ONT（Optical Network Unit/ Optical Network Terminal）GPON数据复⽤⽅式？GPON实现单纤双向传输，系统采⽤WDM技术为了分离同⼀根光纤上多个⽤户的信号，采⽤以下两种复⽤技术：1）下⾏数据流采⽤⼴播技术；2）上⾏数据流采⽤TDMA技术。
1.GPON下⾏帧固定125uS.频率8000Hz.2.488G下⾏时，下⾏帧长为38880字节.2、GPON关键技术指标中测距技术：（1）、PON上⾏传输采⽤TDMA⽅式接⼊，⼀个OLT可以接16- 64个ONU。
ONU⾄OLT之间的距离最短的可以是⼏⼗⽶，最长的可达20公⾥。
光在光纤上传输，每公⾥的传输延时为5ps。
由于环境温度的变化和器件的⽼化，传输延时也在不断发⽣变化。
为了实现TDMA接⼊，保证每⼀个ONU的上⾏数据在公⽤光纤汇合后，插⼊指定的时隙，彼此间不发⽣碰撞，也不要间隙太⼤，OLT必须不断地对每⼀个ONU与OLT之间的距离进⾏精确测定，以便控制每个ONU发送上⾏数据的时刻。
（2）、OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD（Round Trip Delay），从⽽指定合适的均衡延时参数EqD（Equalization Delay），保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产⽣冲突。
GPON光网络结构图及常见传输故障案例分析.
GPON 光网络结构图及常见传输故障案例分析一、 GPON 常用网络结构图:二、 GPON 网络光缆结构图:案例一:网络结构特点:此类 GPON 光网络结构图主要是应用于集团客户 (IP点和家庭(别墅客户,该网络结构特点是分光器(ODN 安放于光交接箱内,多个客户端光缆(或者通过少量跳纤直达分光器交接箱内。
传输故障多发地带:由于交接箱内有大量客户端光缆,分光器光口至客户端光缆用尾纤跳通, 因此跳纤问题是该网络出现故障几率大的主要原因之一, 跳纤故障可能会出现被人为拔掉、被施工人员弄松、弄断情况;其次,客户端和交接箱内的光缆成端法兰头损坏也是主要故障之一。
传输故障排除方法:在光交接箱和客户端各安排一人,用光源和光功率计对光缆空闲纤芯进行对光测试,如果收到光且衰耗正常基本可以排除是光缆原因。
网络结构特点:此类 GPON 光网络结构图主要是应用于 OLT 站点周边分布较多的小型出租屋,该网络结构特点是 OLT 和分光器(ODN 同安放于某一基站内,从基站布放一条较大芯数光缆至合适的接头井内, 多个客户端光缆同时布放至同一接头井内按照纤芯分配进行熔接。
传输故障多发地带:由于基站内同时安装 OLT 和 ODN ,分光器光口至客户端光缆用尾纤跳通, 因此跳纤问题同样是该网络出现故障几率大的主要原因之一,跳纤故障可能会出现被人为拔掉、被施工人员弄松、弄断情况;其次,出租屋挂墙 ODF 连接挂墙 ONU 之间的尾纤也会出现被人为拔掉;再次,客户端和交接箱内的光缆成端法兰头损坏也是主要故障之一;最后,由于多了纤芯熔接,接续偶尔也会出现质量下降。
传输故障排除方法:首先在光交接箱和客户端各安排一人,检查两端的尾纤有无被拔和松动情况, 再用光源和光功率计对光缆空闲纤芯进行对光测试, 如果收到光且衰耗正常基本可以排除是光缆原因。
网络结构特点:此类 GPON 光网络结构图主要是应用于大型出租屋,该网络结构特点是从光交接箱内布放一条较大芯数光缆至出租屋内某一栋楼内, 其它客户端光缆布放至同一挂墙 ODF 内。
GPON简介及配置小结
GPON 简介及配置小结1 GPON 结构及其应用：1.1 GPON 介绍GPON 产品提供包括OLT 局端设备和ONT 终端设备，通过GPON 接入，可以在一根光纤上同时提供VoIP （Voice over IP ，IP 语音）电话，Internet 接入，VOD, IPTV 业务，CATV 业务、E1专线业务。
下行/上行支持2488.32/1244.18 Mbps 速率模式。
以太网报文承载在GEM 帧上，下行方向OLT 把以太网报文封装成GEM 帧后以广播的方式发送给所有的ONU ，ONU 根据GEM 帧头的标记(port-id)过滤出自己的报文，恢复成以太网报文下发给用户。
不属于自己的报文则被丢弃。
上行方向，ONU 把上行以太网报文封装成GEM 帧，所有的ONU 按照分配的时隙向OLT 发送报文。
这就是GPON 系统的主要工作流程。
而GPON 协议就是来规范GPON 系统，并对系统的构成和实现原理提供指导。
1.2 GPON MAC ：H831GP1A 扣板上SD5112的GPON MAC 包括两个部分：GTC （GPON Transmission Convergence ）ONTOLTGEM（GPON Encapsulation Method）GPON系统中，下行方向数据流由光口SerDes接收，通过GTC下行模块（DGTC）定帧解扰等操作后送交给GEM下行模块处理（DGEM），最后送交给业务处理模块。
上行方向业务数据由业务处理模块送交到GEM上行模块（UGEM），最后发送到GTC上行处理模块(UGTC)发送到光口SerDes。
图16 GPON的应用框图1.3 GTC模块：✓实现GPON系统中的MAC（Medium Access Control）的部分功能。
✓实现GTC帧的复用和解复用、PCBd（Physical Control Block downstream）的解码以及PLOu（Physical Layer Overhead upstream）的产生。
GPON成帧技术浅谈
｛ ｍ Ａ Ｍ ｕ Ｐ Ｌ Ｓ ｕ Ｄ Ｂ Ｒ Ｉ １ Ｐ ａ ｙ ｌ ｏ ａ ｄ
图 ５ ＧＰ ＯＮ上 行 帧结 构
５ ＧＰ ＯＮ下 行帧 结构
Ｇ Ｐ Ｏ Ｎ下行帧结构如图 ４所示。下行帧 由 Ｐ Ｃ Ｂ ｄ物理控制块 和Ｐ ａ ｙ ｌ ｏ ａ ｄ净荷 ２ 个域 组成 ， Ｐ Ｃ Ｂ ｄ提供 帧同步 、 定 时和动态带 宽 分配等 Ｏ Ａ Ｍ功能 。 在下行方向 ， Ｏ Ｌ Ｔ以广播方式发送 Ｐ Ｃ Ｂ ｄ 域 消 息， 每个 Ｏ Ｎ Ｕ都收到此消息 ， 并采取相应 的操作 。
onu收到数据后其成帧子层将gtc帧分解为gem块和ploam以及gtc帧头之后gtc适配子层根据gem块中帧头内的portid进行过滤使含有正确portid的gem帧到达指定gpon成帧技术浅谈孟颖山西省邮电学校山西太原030012摘口的丰富性和服务的安全性等方面都有较大的优势
科学之友
Ｆ ｒ ｉ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ａ ｍ ａ ｔ ｅ ｕ ｒ ｓ
Ｐ Ｌ Ｏ ｕ上 行物理 层开 销包含 了前导码 （ Ｐ ｒ ｅ ａ ｍ ｂ ｌ ｅ ） 、定 界符
（ Ｄ ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｒ ） 、 Ｂ Ｉ Ｐ 、 Ｏ Ｎ Ｕ Ｉ Ｄ和 实 时 状 态 指 示 （ １ ｎ ｄ ） ５个 子 域 ， 用 于 对
上行 帧进行 同步和定界等 ； Ｐ Ｌ Ｏ Ａ Ｍｕ用来 承载上行物理层 的管理 信息； Ｐ Ｌ Ｓ ｕ用于调整 光功率 ； Ｄ Ｂ Ｒ ｕ用 于 向 Ｏ Ｌ Ｔ报告 Ｏ Ｎ Ｕ的上 行带宽需求 ， Ｏ Ｌ Ｔ根据报告进行适 当的带宽分配 。
４ ＧＥ Ｍ 帧结 构
Ｇ Ｅ Ｍ 是一种封 装方法 ，是 内嵌 于 Ｐ Ｏ Ｎ中的 ，只被识别 于 Ｇ Ｐ Ｏ Ｎ系统 内部 ，也 就是 图 １中 Ｏ Ｌ Ｔ和 Ｏ Ｎ Ｕ的 Ｐ Ｏ Ｎ 口之间 。 Ｇ Ｅ Ｍ帧结构如 图 ３所示 。
《面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统及帧结构研究》范文
《面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统及帧结构研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，光纤光栅传感技术已成为现代工业、军事、医疗等多个领域的重要应用技术。
GPON（Gigabit-capable Passive Optical Network）技术以其高速率、高带宽的特点，为光纤光栅传感数据传输提供了有力支持。
本文旨在研究面向GPON 的光纤光栅传感数据采集系统及其帧结构，以期提高数据传输的效率和准确性。
二、光纤光栅传感技术概述光纤光栅传感技术是一种基于光纤光栅的传感器技术，通过光纤光栅对光信号的调制和反射，实现对物理量的测量。
该技术具有高灵敏度、高分辨率、抗干扰能力强等优点，广泛应用于结构健康监测、环境监测、航空航天等领域。
三、面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统主要由光纤光栅传感器、数据采集模块、GPON传输模块等组成。
其中，光纤光栅传感器负责感知物理量的变化，数据采集模块负责将感知到的信息转换为数字信号，GPON传输模块则负责将数字信号高速、稳定地传输至数据中心。
该系统的核心在于数据采集模块的设计与实现。
数据采集模块应具备高精度、高速度的数据转换能力，同时要保证数据的实时性和可靠性。
此外，系统还应具备强大的抗干扰能力，以适应复杂多变的工作环境。
四、GPON帧结构研究GPON帧结构是GPON技术的重要组成部分，它规定了数据在GPON网络中的传输格式。
GPON帧结构主要包括帧头、帧数据和帧尾等部分。
其中，帧头用于标识帧的开始和类型，帧数据用于承载用户数据，帧尾则用于标识帧的结束。
针对光纤光栅传感数据的传输，我们需要对GPON帧结构进行优化设计。
首先，要确保帧结构能够满足高速率、高带宽的要求，以保证数据的实时传输。
其次，要优化帧结构的时隙分配，以适应不同类型的数据传输需求。
此外，还要考虑帧结构的抗干扰能力和误码率等问题，以保证数据的可靠传输。
五、实验与分析我们通过实验验证了面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统的性能。
GPON光网络结构图及常见传输故障案例分析
GPON 光网络结构图及常见传输故障案例分析一、GPON 常用网络结构图：二、GPON 网络光缆结构图：案例一：网络结构特点：此类GPON 光网络结构图主要是应用于集团客户(IP 点)和家庭（别墅）客户，该网络结构特点是分光器（ODN ）安放于光交接箱内，多个客户端光缆（或者通过少量跳纤）直达分光器交接箱内。
传输故障多发地带：由于交接箱内有大量客户端光缆，分光器光口至客户端光缆用尾纤跳通，因此跳纤问题是该网络出现故障几率大的主要原因之一，跳纤故障可能会出现被人为拔掉、被施工人员弄松、弄断情况；其次，客户端和交接箱内的光缆成端法兰头损坏也是主要故障之一。
传输故障排除方法：在光交接箱和客户端各安排一人，用光源和光功率计对光缆空闲纤芯进行对光测试，如果收到光且衰耗正常基本可以排除是光缆原因。
(Biuld)网络结构特点：此类GPON光网络结构图主要是应用于OLT站点周边分布较多的小型出租屋，该网络结构特点是OLT和分光器（ODN）同安放于某一基站内，从基站布放一条较大芯数光缆至合适的接头井内，多个客户端光缆同时布放至同一接头井内按照纤芯分配进行熔接。
传输故障多发地带：由于基站内同时安装OLT和ODN，分光器光口至客户端光缆用尾纤跳通，因此跳纤问题同样是该网络出现故障几率大的主要原因之一，跳纤故障可能会出现被人为拔掉、被施工人员弄松、弄断情况；其次，出租屋挂墙ODF连接挂墙ONU之间的尾纤也会出现被人为拔掉；再次，客户端和交接箱内的光缆成端法兰头损坏也是主要故障之一；最后，由于多了纤芯熔接，接续偶尔也会出现质量下降。
传输故障排除方法：首先在光交接箱和客户端各安排一人，检查两端的尾纤有无被拔和松动情况，再用光源和光功率计对光缆空闲纤芯进行对光测试，如果收到光且衰耗正常基本可以排除是光缆原因。
网络结构特点：此类GPON光网络结构图主要是应用于大型出租屋，该网络结构特点是从光交接箱内布放一条较大芯数光缆至出租屋内某一栋楼内，其它客户端光缆布放至同一挂墙ODF内。
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GPON帧结构分析编号：版本：V1.0编制：__________________________ 审核：__________________________ 批准：__________________________All rights reserved版权所有侵权必究(for internal use only)(仅供内部使用)文档修订记录目录1 前言 (4)1.1缩略语 (4)2 技术背景 (4)3GTC成帧技术分析 (5)3.1GTC成帧概述 (5)3.2GTC下行成帧分析 (5)3.2.1下行物理控制块（ PCBd） (5)3.3XX技术在GPON系统中的应用 (14)3.4XXX技术与EPON的区别 (15)4我司设备XX 的实现.............................. 错误！未定义书签。
4.1与标准差异................................................ 错误！未定义书签。
4.2测试实践与应用............................................ 错误！未定义书签。
5FAQ ....................... 错误！未定义书签。
6参考资料 (16)1 刖言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。
正是GPOF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，GPONf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勺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：0.15552Gbps 上行1.24416Gbps 下行0.62208Gbps 上行1.24416Gbps 下行1.24416Gbps 上行1.24416Gbps 下行0.15552Gbps 上行2.48832Gbps 下行0.62208Gbps 上行2.48832Gbps 下行1.24416Gbps 上行2.48832Gbps 下行2.48832Gbps 上行2.48832Gbps 下行其中1.24416Gbps上行2.48832Gbps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。
3 GTC成帧技术分析3.1 GTC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 2.48832Gbit/s ，上行速率为 1.24416Gbit/s 的GPOF成帧技术，下行帧长为 125us，即38880字节，上行帧长为 125us，即19440字节。
3.2 GTC下行成帧分析3.2.1下行物理控制块（PCBc）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。
Ide nt 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 犬态，低30位比特为复帧计数器。
PLOAM 域携带下行PLOAI 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 PLOAI 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 FECK 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 FECK 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（Pie nd ）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125卩s 时间周期内最多能够 分配4095个带宽授权。
BWmap 的长度为8X Blen 字节。
Plend 域中紧跟Blen 的12比特用于指定ATMfe 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。
BWma 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。
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ON 的图3 Plend 域结构图4 Bwmap 域示意图上行OMC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，ONI的第一个Alloc-ID 应在该范围内分配。
ONU勺第一个Alloc-ID是默认值，等于 ONU-ID（ONU-ID在PLOA消息中使用），用于承载PLOA和OMCI可选用于承载用户数据流。
如果ON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ON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。
Bit11 （ MSB）:发送功率等级序号（PLSu。
Bit1O :指示上行突发是否携带PLOAMu域Bit9 :指示上行突发是否使用FEC功能Bit8Bit7 :指示上行突发如何发送DBRuo00:不发送DBRu01：发送“模式0 ” DBRu （2字节）10:发送“模式1 ” DBRu （3字节）11:发送“模式2 ” DBRu （5字节）Bit6-0 :预留StartTime 域StartTime域长16bit ,用于指示带宽分配时隙的开始时间。
该时间以字节为单位，在上行GT（帧中从0开始，并且限制上行帧的大小不超过65536字节，可满足2.488Gb/s的上行速率要求。
StopTime 域StopTime域长16bit，用于指示带宽分配时隙的结束时间。
该时间以字节为单位，在上行GTC帧中从0开始。
StopTime域指示了该带宽分配时隙的最后一个有效数据字节。
3.2.2TC净荷域BWma域之后是GT（净荷域。
GT（净荷域由一系列GEM帧组成。
GE净荷域的长度等于 GT（帧长减去PCB长度。
ON根据GEM帧头中携带的12比特Port-ID值过滤下行GEM帧。
ONU经过配置后可识别出属于自己的Port-ID，只接收属于自己的 GE帧并将其送到GE客户端处理进程作进一步处理。
注意，可把Port-ID配置为从属于PO中的多个ONU并利用该Port-ID来传递组播流。
GEM 方式下应使用唯——个 Port-ID传递组播业务，可选支持使用多个Port-ID来传递。
ON支持组播的方式由OLT通过OMCI接口发现和识别。
3.3 GTC h行成帧分析3.3.1上行帧结构开销图5上行帧结构上行突发GTC帧结构如图5所示，每个上行传输突发由上行物理层开销（PLOU以及与Alloc-ID 对应的一个或多个带宽分配时隙组成。
下行帧中的BWmap言息指示了传输突发在帧中的位置范围以及带宽分配时隙在突发中的位置。
每个分配时隙由下行帧中BWma特定的带宽分配结构控制。
1.上行物理层开销（PLOU上行物理层开销如图 6所示，PLOu字节在StartTime指针指示的时间点之前发送。
图6*Preamble、Delimiter :前导字段、帧定界符根据 OLT发送的 Upstream_Overhead 消息和 Exte nded_Burst_Le ngth 消息指示生成。
*BIP:该字段对前后两帧 BIP字段之间的所有字节（不包括前导和定界）做奇偶校验，用于误码监测*ONU_id:该字段唯一指示当前发送上行数据的ONU-ID, ONU-ID在测距过程中配给 ONU OLT通过比较ONU-ID域值和带宽分配记录来确认当前发送的ONU是否正确。
*Ind :该域向OLT报告ONU的实时数据状态，各比特位功能所示如下：2.物理层OAM（ PLOAM消息通道用于OLT和ON之间承载OAI功能的消息，消息长度固定为 13字节，下行方向由OLT发送至ONU上行方向由ON发送至OLT。
用于支持PONTC层管理功能，包括ONU激活、OMCC建立、加密配置、密钥管理和告警通知等。
PLOA消息仅在默认的Alloc-ID的分配时隙中传输，详细的各个PLOAI消息介绍本文不涉及。
3.上行动态带宽报告（DBRUDBR用于上报T-CONT勺状态，为了给下一次申请带宽，完成ON的动态带宽分配。
但不是每帧都有，当BWma的分配结构中相关Flags置1时，发送DBR域。
DBR字段由DBA域和 CRC 域构成，如下图所示：« DBA域根据带宽分配结构要求的 DBA报告模式不同，DBA域预留8bit、16bit或32bit的域。
必需注意的是，为了维护定界，即使OLT要求的DBA模式已经被废除或者 ON不支持该DBA模式，ONU 也必须发送长度正确的 DBA域。
« CRC域用于完成对DBR域的CR（校验。
3.3.2GTC净荷域GTC数据净荷，可以是数据 GEM帧，也可以是 DBA状态报告。
净荷长度等于分配时隙长度减去开销长度。
1、 GEM帧：由符合GEM格式的数据帧构成。
图7 GEM方式数据帧构成2、DBA报告：包含来自ONU固定长度的DBA报告，用于ONU的带宽申请和报告。