淺析GPON系統的關鍵技術

圖3 嵌入式GEM

3.2.2 GEM幀結構

GEM幀結構如圖4所示，由GEM幀頭和凈負荷域兩部分組成。GEM幀頭由PLI(凈負荷長度指示)、PortID(端口ID)、PTI(凈負荷類型指示)和HEC(頭差錯校驗)組成。PLI指示的是頭部后面的凈負荷域的長度為L字節，長度為12bit，最多指示到4095字節，所以大于這個值的用戶數據幀必須要采用分片機制傳送。12bit的PortID可以提供4096個不同的端口，用于支持多端口復用，相當于APON中的VPI[5]。

圖4 GEM幀結構

PTI用于指示凈負荷段的內容類型和相應的處理方式，類似于在ATM用應用。3bit中的最高位指示是數據幀還是GEM OAM幀，數據幀的最低位比特指示在分片機制中是否是幀的末端，次低位指示是否發生擁塞。

PTI預留了一些編碼。HEC為13bit，提供頭部的檢錯和糾錯功能。它是BCH (39，12，2)碼和一個奇偶校驗比特的組合。

GEM幀頭確定后，發送機將該頭部和固定的OxOXb6AB31E055進行異或運算，將頭部發送出去。接收機使用同樣的異或計算回復頭部。

3.3 GPON上下行幀結構

GPON系統采用固定125us周期的下行幀，以保證整個系統的定時關系。下行幀結構如圖5所示[3]。

圖5 下行幀的結構圖

下行幀是由PCBd和負荷組成。PCBd是下行物理控制塊，提供幀同步、定時及動態帶寬分配等OAM功能。

PCBd由以下字段組成：

物理同步字段(Physical synchronization field)是固定的32bit樣式，ONU邏輯電路用該字段來發現下行幀的起始位置，用作與OLT的同步。

Ident字段的低30位包含一個超幀計數器，每個幀的Ident將會比前一個大1。當這個計數器達到它的最大值時，下一個幀計數器將重設置為0。它主要用于用戶數據加密系統，也可用于提供較低速率的同步參考信號。

PLOAMd字段用于傳送物理層管理信息。BIP是比特間插奇偶校驗8比特碼，用作誤碼監測。

Plend (payload length downstream)字段規定了帶寬映射和ATM部分的長度，該字段被發送兩次以保證誤差的健壯性。

BWmap是一個8字節分配結構的標量數組，該數組的每一項代表一個特殊T-CONT的帶寬映射，映射數組中的項數N在Plend字段中已經給出，它主要用于上行帶寬分配。

如圖6所示，GPON系統的上行幀是由許多猝發脈沖組成，每個上行猝發最少應包含PLOu。除了負荷，它還可能包含PLOAMu、PLSu和DBRu字段。OLT通過BWmap中的Flags字段指示是否在每個分配中允許ONU發送PLOAMu、PLSu和DBRu信息。上行幀的負荷是由ATM負荷、GEM負荷和DBA負荷組成。

圖6 為GTC的上行幀結構

上行物理層開銷(PLOu)包含了用于系統同步的前導碼和定界符，它允許對上行突發鏈路進行適當的操作。

PLOAMu字段用于承載上行物理層管理信息。PLSu為功率測量序列，長度120字節，用于調整光功率。DBRu用于向OLT報告ONU的上行帶寬需求，OLT根據報告進行適當的上行帶寬分配。

4 結束語

與其他接入網技術相比，GPON能支持現有所有業務類型和滿足未來業務的適配要求，能提供高效率的GEM封裝，實現成本較低。業內已公認光纖到家實現三網融合的理想媒介，而GPON作為現今最先進的接入網技術，是目前實現光纖到家的最佳技術之一。