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       EPON由于和IP協(xié)議的天然親和性受到了業(yè)界的普遍關注，但是它在傳送實時業(yè)務和網(wǎng)絡維護管理方面還存在一些不足，因此在其之后又出現(xiàn)了吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON）。它具有吉比特速率、支持多業(yè)務透明傳輸、提供QoS保證和電信級網(wǎng)絡維護管理，在鏈路層上定義了專有的GPON封裝方法（GEM）。

1.GPON的系統(tǒng)結構和工作原理

      GPON的系統(tǒng)結構和EPON類似，由OLT、ODN和ONU/ONT三部分形成點到多點的PON接入方式。系統(tǒng)同樣采用下行TDM廣播發(fā)送、上行TDMA的工作機制，不同之處在于PON上傳送的不是以太網(wǎng)幀，而是ATM信元和GEM幀，即在GPON中用ATM信元和GEM幀來承載語音、數(shù)據(jù)和視頻等多媒體業(yè)務。GEM是GPON傳輸匯聚層的最大特色.可以實現(xiàn)多種變長或定長數(shù)據(jù)的簡單、高效的適配封裝，并提供端口復用功能，提供和ATM一樣的面向連接的通信。需要注意的是GEM封裝功能在GPON內部終結，即GPON以外的系統(tǒng)無法看到GEM幀。

       GEM幀由幀頭和凈負荷兩部分組成，如圖21所示。幀頭包括四個部分，分別是凈負荷長度指示（PLI）、端口IDCPortID）、凈負荷類型指示（PTI）和頭差錯校驗（HEC）。PLI指示的是幀頭后面凈負荷的字節(jié)長度，其本身長度為12bit,因此所能指示的最大凈負荷長度為4096字節(jié)。當用戶數(shù)據(jù)超過該長度時，必須采用分片機制進行傳送。PortID用于支持多端口復用，其本身長度為12bit,因此最多能夠支持4096個不同的端口。PTI指示的是凈負荷的內容類型和相應的處理方式，其本身長度為3bit,其中最高位指示凈負荷是數(shù)據(jù)幀還是OAM幀.數(shù)據(jù)幀的最低位比特指示在分片情況下是否為幀的末端，次低位比特則指示是否有擁塞發(fā)生。HEC提供幀頭的檢錯和糾錯功能，其本身長度為13bit,是BCH碼和一個奇偶校驗比特的組合。凈負荷可以承載多種類型的用戶數(shù)據(jù)，圖21中給出了承載TDM幀和以太網(wǎng)幀的示例。

2.GPON的關鍵技術和主要特點

       GPON的關鍵技術包括傳輸匯聚層GEM技術、媒質接入控制技術、動態(tài)帶寬分配技術、測距和時延補償技術、突發(fā)發(fā)送和接收技術等，這些關鍵技術的基本原理和解決思路均已在前面內容中涉及，此處不再贅述。

       GPON的主要特點如下。

    （1）傳輸匯聚層采用GEM成幀協(xié)議，可對不同類型、不同速率的業(yè)務進行統(tǒng)一封裝和傳送。

圖21   GEM幀結構

      (2)網(wǎng)絡覆蓋范圍廣,ONU的物理距離和邏輯距離分別可達20km和60km。

      (3)可支持對稱和不對稱的各種速率，最高可達10Gbit/s。

      (4)電信級的網(wǎng)絡監(jiān)視和管理能力，可以提供明確的服務級別和服務質量保證。

3.GPON和EPON的比較

        GPON和EPON是當前PON系統(tǒng)中兩個最有吸引力的技術，表3給出了這兩種技術千兆級方案的參數(shù)比較。

表3     GPON和EPON的技術參數(shù)(千兆級方案)

        從表11.3中內容可以看出,GPON的綜合指標優(yōu)于EPON,但是EPON具有實現(xiàn)簡單、定時要求寬松、成本低廉、技術成熟和對1P數(shù)據(jù)友好等優(yōu)勢，目前二種方式都得到了實際應用。

        目前GPON和EPON各自都有了支持10Gbit/s的演進版本，即XG-PON和10GEPON。XG-PON支持上行2.5Gbit/s和下行10Gbit/s的非對稱模式(XG-PON1)和上下行10Gbit/s的對稱模式(XG-PON2)o10GEPON支持上行1Gbit/s和下行10Gbit/s的非對稱模式(10/1GBASE-PRX)和上下行10Gbit/s的對稱模式(10GBASE-PR)o