GPON（新一代宽带无源光综合接入标准）

特点

GPON的技术特点是在二层借鉴了ITU-T定义的GFP（Generic Framing Procedure，通用成帧规程）技术，扩展支持GEM（General Encapsulation Methods）封装格式，将任何类型和任何速率的业务经过重组后由PON传输，而且GFM帧头包含帧长度指示字节，可用于可变长度数据包的传递，提高了传输效率，因此能更简单、通用、高效地支持全业务。具体如下：

（1 ）前所未有的高带宽。GPON速率高达2 .5 Gbps，能提供足够大的带宽以满足未来网络日益增长的对高带宽的需求，同时非对称特性更能适应宽带数据业务市场。

GPON

（2） QoS 保证的全业务接入。GPON 能够同时承载ATM信元和/ 或GEM 帧，有很好地提供服务等级、支持QoS 保证和全业务接入的能力。目前，ATM 承载话音、PDH、 Ethernet 等多业务的技术已经非常成熟；使用GEM 承载各种用户业务的技术也得到大家的一致认可，已经开始广泛应用和发展。GPON可以将任何类型和任何速率的业务进行原有格式封装后经由PON传输。那么GPON的数据封装具体是如何实现的呢？ONU从UNI（User Network Interface，用户网络接口）口接收到上行的ETH、TDM或者SDH数据，ONU把上行数据封装为GEM帧，发送给OLT。OLT把GEM帧解封装为ETH、TDM或者SDH数据，通过上链口发送出去。下行方向进行类似处理。

（ 3）很好地支持TDM业务。TDM 业务映射到GEM 帧中，由于GPON TC 帧帧长为 125 μs，能够直接支持TDM 业务。TDM 业务也可映射到ATM 信元中，也能提供有QoS 保证的实时传输。

（4 ）简单、高效的适配封装。采用GEM 对多业务流实现简单、高效的适配封装。在 APON 中，所有的多业务流（话音、数据业务流）都必须进行协议转化，映射到ATM 信元 中传输。众所周知，5 字节的ATM 头相对于48字节的数据来说，会带来超过10% 的带宽损失，特别对于长分组的数据包来说，其打包过程复杂、效率非常低。而在EPON 中，虽然直接承载以太网帧，实现过程简单，但仅考虑8B/ 10B 的线路编码就已经有20%的带宽浪费，加上对以太网帧的封装和开销，EPON带宽利用率比GPON 低30%左右。同时，在传输TDM 业务时，需要将其通过协议转化映射到以太网帧中，目前对此技术还没有规定统一的标准。GPON 的GEM 提供了一种灵活的帧结构封装，支持定长和不定长帧的封装，对多种业务实现通用映射，不需要进行协议转换，实现过程简单，开销小，协议封装 效率最高可达94%，实现了带宽资源的充分利用。

（5）强大的OAM 能力。针对以太网系统在网络管理和性能监测的不足，GPON 从 消费者需求和运营商运行维护管理的角度，提供了3 种OAM 通道：嵌入的OAM 通道、 PLOAM 和OMCI。它们承担不同的OAM 任务，形成C/ M Plane（控制/ 管理平面），平面中的不同信息对各自的OAM 功能进行管理。GPON 还继承了G .983 中规定的OAM 相 关要求，具有丰富的业务管理和电信级的网络监测能力。

（6 ）技术相对复杂，设备成本较高。GPON 承载有QoS 保障的多业务和强大的OAM 能力等优势很大程度上是以技术和设备的复杂性为代价换来的，从而使得相关设备成本 较高。但随着GPON 技术的发展和大规模应用，GPON 设备的成本可能会有相应地下降。

发展历史

GPON技术起源于1995年开始逐渐形成的ATMPON技术标准，PON是英文“无源光网络”的缩写。而GPON（Gigabit-Capable Passive Optical Network）最早由FSAN组织于2002年9月提出，ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定，2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化。从而最终形成了GPON的标准族。

基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的 OLT（光线路终端），用户端的ONT/ONU（光网络终端或称作光网络单元），连接前两种设备由单模光纤（SM fiber）和无源分光器（Splitter）组成的ODN（光分配网络）以及网管系统组成。

系统结构

GPON技术采用与APON、EPON相同的网络拓扑结构，主要分为ONU、ODN、OLT三个部分。

OLT 为接入网提供网络侧与核心网之间的接口，通过ODN与各ONU 连接。作为PON 系统的核心功能设备，OLT 具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON 系统的功能。ONU 为接入网提供用户侧的接口，提供话音、数据、视频等 多业务流与ODN 的接入，受OLT 集中控制。系统支持的分支比为1∶16/ 32/ 64，随着光 收发模块的发展演进，支持的分支比将达到1∶128。GPON的传输机制和EPON完全相同，都是采用单纤双向传输机制，在同一根光纤上，使用WDM技术，用不同波长传输上下行数据。在同一根光纤上，GPON 可使用波分 复用（WDM）技术实现信号的双向传输。根据实际需要，还可以在传统的树型拓扑的基础 上采用相应的PON 保护结构来提高网络的生存性。

层次模型

GPON 技术特征主要体现在传输汇聚层。GPON 协议参考模型如图所示，其中传输汇聚层又分为PON 成帧子层和适配子层。GTC （GPON Transmission Convergence）的成帧子层完成GTC 帧的封装、终结所要求的ODN 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。ATM 和GEM 信息在各自的适配子层完成业务数据单元（SDU）与协议数据单元PDU 的转换。OMCI 适配子层高于ATM 和GEM 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。

GPON 在接入网中的应用GPON 可应用于接入网中的光纤到户、光纤到楼/ 路边和光纤到交接箱。

1. FTTB for Business

对称宽带业务（如Group Software、Content Broadcast、E-mail、文件交互等）POTS 和ISDN专用线（GPON 必须能以不同速率灵活地提供专用线业务）

2 . FTTC 和FTTCab

非对称宽带业务（如数字广播业务、VOD、IPTV、文件下载、在线游戏等）对称宽带业务（如Content Broadcast、E-mail、文件交互、远程教育、远程诊断等）POTS 和ISDNxDSL 延伸

3 . FTTH

非对称宽带业务（如数字广播业务、VOD、IP TV、文件下载等）

对称宽带业务（如Content Broadcast、E-mail、文件交互、远程教育、远程诊断、在线游戏等）

POTS 和ISDN

技术标准

对于其他的PON标准而言，GPON标准提供了前所未有的高带宽，下行速率

GPON

在GPON标准中，明确规定需要支持的业务类型包括数据业务（Ethernet 业务，包括IP业务和MPEG视频流）、PSTN业务（POTS，ISDN业务） 、专用线（T1，E1，DS3， E3和ATM业务）和视频业务（数字视频）。GPON中的多业务映射到ATM 信元或GEM帧中进行传送，对各种业务类型都能提供相应的QoS保证。

优点

GPON三大优势：第一传输距离更远，采用光纤传输，接入层的覆盖半径可以达到20千米；第二能够提供更高的带宽，对每用户下行2.5G/上行1.25G （物理层）；第三分光特性强，可以从局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。

同时GPON支持Triple-play业务，可提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求；如高清电视、实况转播等，GPON是三网合一的上佳方案。GPON标准完善，综合业务支持好，技术要求高，是各个电信运营商的选择。

参数

网络基本性能参数

GPON提供以下几种传输速率：

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 是目前可支持的主要速率

需要注意与EPON不同，GPON并不是完全异步的。

支持最大逻辑距离为：60km

支持最大物理距离为：20km

支持最大距离差为：20km

分光比一般为1:64，目前主流厂家产品分光比都可以平滑升级到1:128

产品

GPON技术允许运营商应根据各自的市场潜力和特定的管制环境，有针对

GPON

区别

GPON和EPON的主要区别在于采用完全不同的标准。在应用上，GPON比EPON带宽更大，它的业务承载更高效、分光能力更强，可以传输更大带宽业务，实现更多用户接入，更注重多业务和QoS保证，但实现更复杂，这样就是导致其成本相对EPON也较高，但随着GPON技术的大规模部署，GPON和EPON成本差异在逐步缩小。

市场应用

GPON还是处在宣传和培养市场阶段，并没有多少厂家推出商用产品，FlexLi

GPON

Flexlight的GPON解决方案的市场定位是距离现有的城域光纤核心环网20公里以内的中小企业（SME）。通常的城域网只为大企业提供高速的数据和话音服务，而SME位于城域网不能覆盖的范围，只能使用以前较为陈旧的设备，通过铜缆提供宽带和窄带的电路交换服务。

这种解决方案可以在离中心站20公里的范围提供服务并且支持交叉环和网状环等拓扑结构，提供2.5Gbps的下行带宽，在一根光纤上集成话音和数据业务，为每个用户提供T1/E1和快速Ethernet的服务。

一根光纤可以被中心站20公里范围内的所有用户共享，基于SONET或者点对点的光纤解决方案与之相比较，则由于网络的不灵活和较高的CAPEX（在设备、线路上的成本）和OPEX（运行维护成本）而没有GPON这么经济。