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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(guān)注，但是它在傳送實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)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?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（GPON）。它具有吉比特速率、支持多業(yè)務(wù)透明傳輸、提供QoS保證和電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)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(jié)構(gòu)和工作原理

      GPON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和EPON類似，由OLT、ODN和ONU/ONT三部分形成點(diǎn)到多點(diǎn)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(jī)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(lái)承載語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻等多媒體業(yè)務(wù)。GEM是GPON傳輸匯聚層的最大特色.可以實(shí)現(xiàn)多種變長(zhǎng)或定長(zhǎng)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單、高效的適配封裝，并提供端口復(fù)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(nèi)部終結(jié)，即GPON以外的系統(tǒng)無(wú)法看到GEM幀。

       GEM幀由幀頭和凈負(fù)荷兩部分組成，如圖21所示。幀頭包括四個(gè)部分，分別是凈負(fù)荷長(zhǎng)度指示（PLI）、端口IDCPortID）、凈負(fù)荷類型指示（PTI）和頭差錯(cuò)校驗(yàn)（HEC）。PLI指示的是幀頭后面凈負(fù)荷的字節(jié)長(zhǎng)度，其本身長(zhǎng)度為12bit,因此所能指示的最大凈負(fù)荷長(zhǎng)度為4096字節(jié)。當(dāng)用戶數(shù)據(jù)超過(guò)該長(zhǎng)度時(shí)，必須采用分片機(jī)制進(jìn)行傳送。PortID用于支持多端口復(fù)用，其本身長(zhǎng)度為12bit,因此最多能夠支持4096個(gè)不同的端口。PTI指示的是凈負(fù)荷的內(nèi)容類型和相應(yīng)的處理方式，其本身長(zhǎng)度為3bit,其中最高位指示凈負(fù)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(cuò)和糾錯(cuò)功能，其本身長(zhǎng)度為13bit,是BCH碼和一個(gè)奇偶校驗(yàn)比特的組合。凈負(fù)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(guān)鍵技術(shù)和主要特點(diǎn)

       GPON的關(guān)鍵技術(shù)包括傳輸匯聚層GEM技術(shù)、媒質(zhì)接入控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)、測(cè)距和時(shí)延補(bǔ)償技術(shù)、突發(fā)發(fā)送和接收技術(shù)等，這些關(guān)鍵技術(shù)的基本原理和解決思路均已在前面內(nèi)容中涉及，此處不再贅述。

       GPON的主要特點(diǎn)如下。

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

圖21   GEM幀結(jié)構(gòu)

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

      (3)可支持對(duì)稱和不對(duì)稱的各種速率，最高可達(dá)10Gbit/s。

      (4)電信級(jí)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和管理能力，可以提供明確的服務(wù)級(jí)別和服務(wù)質(zhì)量保證。

3.GPON和EPON的比較

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

表3     GPON和EPON的技術(shù)參數(shù)(千兆級(jí)方案)

        從表11.3中內(nèi)容可以看出,GPON的綜合指標(biāo)優(yōu)于EPON,但是EPON具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、定時(shí)要求寬松、成本低廉、技術(shù)成熟和對(duì)1P數(shù)據(jù)友好等優(yōu)勢(shì)，目前二種方式都得到了實(shí)際應(yīng)用。

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