华为设备4-1 GPON

MA5680T/MA5683T 多业务接入设备 GPON

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图1-9 GPON业务映射关系（上行）

PortT-CONTONUT-CONTPONPortONUT-CONTPortPortPortPortPortPortONUT-CONTPortIdentifiedby ONU-IDIdentifiedby Alloc -IDIdentifiedby Port-ID

1.7.3 GPON帧结构原理

GPON系统帧结构如图1-10所示。

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下行帧长固定为125us，下行帧由物理控制块和Payload组成。物理控制块主要包括物理帧头控制字和上行带宽许可BWmap（Bandwidth Map）。帧头控制字主要是用来做帧定界、时钟同步和FEC等信息。BWmap字段主要是通知每个ONU的上行带宽分配情况。确定每个ONU的所属T-CONT的上行开始时隙和结束时隙，确保所有ONU能按照OLT统一规定的时隙发送数据，避免数据冲突。

上行帧长也固定为125us，上行采用TDMA的方式按照T-CONT进行业务调度，每个GPON端口下对于所有ONU都是共享上行带宽，按照BWmap的要求，ONU必须在属于自己的时隙范围内进行上行数据发送。同时，ONU会报告自身需要发送的数据状态通过上行帧发送到OLT，OLT通过DBA方式分配好上行时隙定期每帧发送更新。

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图1-10 GPON帧结构

Downstream framing125 μsPhysical Control Block Downstream (PCBd)Upstream Bandwidth MapONUAllodID257Start100End200AllodID258Start300End500OLTPayloadT-CONT1(ONT 1)Slot Slot 100200PLOuPLOAMuPLSuUpstream framingT-CONT 2(ONT 2)Slot 300Slot 500Payload yDBRuPayload xDBRu Y

? ? ? ? ? ? ? ?

PLOu： Physical Layer Overhead upstream，上行物理控制头 PLOAM ：Physical Layer OAM，物理层OAM PLOAMu：PLOAM upstream，上行物理层OAM

PLSu：Power Levelling Sequence upstream，上行功率电平序列，用于调节ONU的功率电平 DBRu：Dynamic Bandwidth Report upstream，上行动态带宽报告 目前的应用是：

GPBC：Alloc ID = T-CONT ID *256+ONU ID

GPBD：如果T-CONT ID < 8，Alloc ID=T-CONT ID *256+ONU ID；如果T-CONT ID≥8，Alloc ID从第一个空闲的Alloc ID开始自动分配。

每个上行帧包含了一个或者多个T-CONT传送的内容。而下行帧里的BWmap标识了各个T-CONT传送的起止时刻。每次一个ONU从另一个ONU那里接过PON的媒介访问权时，它都必须先发送一份PLOu数据。如果一个ONU分配了两个连续的Alloc－ID（即一个的结束时间比另一个的开始时间小1），则ONU应该抑止发送第二个Alloc－ID的PLOu数据。 GPON上行帧

GPON上行帧结构如图1-11所示。

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图1-11 GPON上行帧结构

Upstream Frame PLOuPLODBPLSuAMuRuXPayload XDBPayload YRuYPLOuDBPayload ZRuZONU AONU B

GPON上行帧由PLOu、PLOAMu、PLSu、DBRu和Payload字段构成，具体含义如下：

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PLOu：物理控制头，主要为了帧定位、同步和标明此帧是哪个ONU的数据。 PLOAMu：上行数据的PLOAM消息，主要是上报ONU的维护、管理状态等管理消息（不是每帧都有，可以不发，但是需要协商）。 PLSu：上行功率级别序列，长度为120字节，被ONU用于功率控制的度量。 DBRu：主要是上报T-CONT的状态，为了给下一次申请带宽，完成ONU的动态带宽分配（不是每帧都有，可以不发，但是需要协商）。 Payload：数据静荷，可以是DBA状态报告也可以是数据帧。如果是数据帧的话，可以分为GEM header和Frame。

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GPON下行帧

GPON下行帧结构如图1-12所示。 图1-12 GPON下行帧结构

PCBd nn Payload PCBd n+1 Payload n+1PCBd n+2 T 125us = \ TDM & Data Fragments over GEM Section cells Section N * 53 bytes

由于GPON上行方向采用时分复用，如果多个ONU同一时刻发送上行数据，则会产

生冲突。GPON里使用的机制是OLT在下行帧里通告，每个ONU所能使用的上行传输时隙。

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OLT以广播的方式向ONU发送PCBd（Physical Control Block downstream），每个ONU都会收到整个PCBd，然后会根据相关的信息执行动作。 PCBd帧结构如图1-13所示。

图1-13 PCBd结构

PCBd Payload PSync 4 bytesIdent 4 bytePLOAMd 13 bytes BIPPLend PLend 1 4 bytes 4 bytes byteUS BW Map N*8bytes Coverage of this BIP Coverage of next BIP

PCBd里包含：帧同步信息，物理层OAM，BIP校验字段等等。其中US BW Map（上

行带宽映射）是OLT发送给每个T-CONT的各自的上行传输带宽映射，这正是通过下行帧的PCBd里的带宽映射字段来完成。

1.8 关键技术

1.8.1 测距（Ranging）

对OLT而言，各个不同的ONU到OLT的逻辑距离不相等；OLT与ONU的环路时延（RTD：Round Trip Delay）也会随着时间和环境的变化而变化。因此在ONU以TDMA方式（也就是在同一时刻，OLT一个PON口下的所有ONU中只有一个ONU在发送数据）发送上行信元时可能会出现碰撞冲突，如图1-14所示。

图1-14 无测距的信元传输

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