吉比特无源光纤网络(GPON,Gigabit-capable Passive Optical Network)是继APON/BPON和EPON之后的又一种技术型式的宽带无源光纤接入网络。在我国通信行业标准YD/T 1034《接入网名词术语》中,对吉比特无源光纤网络(GPON)的定义是:至少在一个方向上传输速率超过1.0Gbit/s,并且实现ITU-T G.984.x系列标准所规定协议的无源光网络系统。
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事实上,在ITU-T G.984.3中,它引入了一个全新的传输汇聚层,即GPON 传输汇聚层(GTC)。在GTC中采用了一个全新的基于SDH的标准通用成帧规程GFP(Generic Framing Procedure),即GPON系统封装模式(GEM,GPON Encapsulation Method),用于封装那些长度可变的数据业务信号和TDM业务信号。G.984.3规定了GPON的帧结构、封装方法和适配方法等。另外,G.984.1对GPON系统提出了总体技术要求;G.984.2规范了GPON系统的物理媒质相关PMD层要求;等等。
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我国也参照ITU-T G.984.x系列建议书制定了我国的GPON系统技术要求的标准,首先曾在2009年开始发布了其通信行业标准YD/T 1949.x《接入网技术要求-吉比特的无源光网络(GPON)》,共有四部分组成,它分别于G.984.1~ G.984.4相对应。后再2017年又发布了国家标准GB/T 33845-2017《接入网技术要求-吉比特的无源光网络(GPON)》,它实际上是YD/T 1949.1的升格版,该国家标准中对GPON系统的技术要求的内容有许多是引用的YD/T 1949.2~4中的规定。
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由于GPON系统的相关技术要求的内容较多,下述依据国家标准GB/T 33845,对GPON系统的相关技术要求的内容做一简要介绍,若要详细了解GPON系统技术要求具体内容的还是要请查阅下附件。
附件1:GB/T 33845-2017《接入网技术要求-吉比特的无源光网络(GPON)》
附件2:YD/T 1949.1-2009《接入网技术要求-吉比特的无源光网络(GPON) 第1部分:总体要求》
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一、系统的一般要求
1、系统参考配置
GPON系统的参考配置如下图1-1所示。由图可知,GPON系统同样是由局侧的光线路终端(OLT)和用户侧的光网络单元(ONU)及它们之间的光分配网络(ODN)所组成,通常采用点到多点的组网结构,且根据ONU可放置的具体位置不同可构成FTTx的不同网络结构。在GB/T 33845中还具体规定了OLT和ONU的功能构成。
图1-1:GPON系统的参考配置
2、系统的协议栈
GPON系统的协议栈如下图1-2所示。它主要由物理媒质相关(PMD)层和GPON系统的传输汇聚(GTC)层组成,GTC层包括两个子层:GTC成帧子层和TC适配子层。GTC层封装模式为GEM模式。GEM模式的GTC层可为其客户层提供两种的接口:GEM客户接口和ONU管理和控制接口(OMCI,ONT Management and Control Interface)。
图1-2:GPON系统的协议栈
3、系统的设备类型
根据ONU所支持的业务类型和功能的强弱(业务类型和系统功能详见下述),GB/T 33845标准将ONU设备分为类型1的ONU~类型4的ONU四种类型,具体详见该标准原文,即见其附件。而对于OLT设备应支持业务类型1并提供相应的以太网上联接口。同时OLT应支持业务类型2和类型3的一种或全部,当支持业务类型2时应提供相应的TDM类型的上联接口。OLT应可选支持业务类型4。
二、系统的光网络要求
GPON系统应使用符合GB/T 9771要求的单模光纤;且采用DWM技术的单纤双向系统。上行使用的波长范围为1260~1360nm,下行使用的波长范围为1480~1500nm。GB/T 33845规定GPON系统应支持下行2488.32Mbit/s、上行1244.16Mbit/s的传输比特率。GPON系统的传输距离与分路比的应符合下表2的规定。
表2:GPON系统的传输距离与分路比要求
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三、系统的业务要求
1、业务承载能力及业务的性能要求
GPON系统可接入下表3-1所列的4类业务类型。GB/T 33845规定了表3-1中各类各种业务的性能要求,具体性能指标见其标准原文,即见其附件。
表3-1: GPON系统的业务承载能力
2、承载TDM业务的要求
表3-1中的业务类型2是TDM业务。GPON系统承载TDM业务的参考模型、协议、接口、功能、性能和网管应符合YD/T 2276《接入网技术要求 EPON/GPON系统承载TDM业务》的规定。
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四、SNI与UNI接口要求
根据支持的业务类型的不同,GPON系统业务节点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)应支持的接口类型详见下表4-1;这些接口类型应符合的技术要求汇总于下表4-2中。
表4-1:GPON系统的SNI与UNI的接口类型
表4-2:GPON系统所支持的接口类型的技术要求
五、系统的线路侧要求
GPON系统线路侧要求主要是指GPON系统的物理媒质相关(PMD)层和GPON系统的传输汇聚(GTC)层的要求。对于系统的线路侧要求,在GB/T 33845标准中是直接引用了YD/T 1949.2(PMD层要求)和YD/T 1949.3(GTC层要求)。
欲详细了解YD/T 1949.2和YD/T 1949.3标准要求的请进入。
但是,通过对OLT接口的优化,对于C+类型的ODN(注:在YD/T 1949.2中根据ODN的衰减范围的大小,将ODN分为B类和C类两种类型;在对于系统接口优化后,可以进一步分为B+和 C+类型的ODN),除应符合YD/T 1949.2规定的所有OLT接收机和发射机参数外,在上行方向开启FEC情况下,还应满足下表5-1和表5-2的参数。
表5-1:C+类型ODN的PMD层参数
表5-2:C+类型ODN的PON光接口参数
六、系统的功能要求
对于GPON系统的功能要求,在GB/T 33845标准中,规定了系统类功能、以太网类功能和VoIP相关功能三大类功能的要求。这三大类功能的细分类的功能名称汇总于下表6中,具体的功能要求详见标准原文,即见其附件。
表6:GPON系统的功能名称
七、系统的ONT管理和控制接口(OMCI)要求
根据GPON系统的协议栈,GEM模式的GTC层可为其客户层提供两种的接口:一是GEM客户接口,另一个是ONT管理和控制接口(OMCI)。GPON系统的OLT可以通过OMCI对ONT进行管理,以管理PON业务和控制ONT设备。而OMCI中消息的格式、消息对象ME以及消息流程的要求应符合YD/T 1949.4的规定。
欲详细了解YD/T 1949.4标准要求的请进入。
特别指出的是:在后来,ITU-T G.988和我国的通信行业标准YD/T 2793-2015对OMCI专门做出了规范要求,适用于GPON和XG-PON系统,因此,应结合其实施。
欲详细了解ITU-T G.988和YD/T 2795标准要求的请进入。
八、相关要求
1、互通性要求
我国国家标准GB/T 37173《接入网技术要求 GPON系统互通性》规定了GPON系统的互通性要求,包括:物理媒质相关(PMD)层互通要求、传输汇聚(TC)层互通要求、操作管理维护(OAM)功能互通要求、ONT管理控制接口(OMCI)协议互通要求和业务相关功能互通要求。若要详细了解该标准具体要求的请查阅下附件3。
附件3:GB/T 37173-2018《接入网技术要求 GPON系统互通性》
2、GPON系统的设备节能要求
我国通信行业标准YD/T 2953《接入设备节能参数和测试方法 GPON系统》和国家标准GB/T 34087《接入设备节能参数和测试方法 GPON系统》规定了GPON系统OLT和ONU设备的节能参数、节能分级指标要求以及测试方法。
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3、其它要求
在GB/T 33845标准中还给出了GPON系统的其它要求,包括:PON的保护;操作/管理/维护(OAM)要求;环境条件(光纤温度交变、运行环境、防尘、大气压等)要求;电源要求;安全性(绝缘电阻、设备接地、过压过流保护和电磁兼容性等)要求;等等。
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