淺析GPON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

圖3 嵌入式GEM

3.2.2 GEM幀結(jié)構(gòu)

GEM幀結(jié)構(gòu)如圖4所示，由GEM幀頭和凈負(fù)荷域兩部分組成。GEM幀頭由PLI(凈負(fù)荷長(zhǎng)度指示)、PortID(端口ID)、PTI(凈負(fù)荷類型指示)和HEC(頭差錯(cuò)校驗(yàn))組成。PLI指示的是頭部后面的凈負(fù)荷域的長(zhǎng)度為L(zhǎng)字節(jié)，長(zhǎng)度為12bit，最多指示到4095字節(jié)，所以大于這個(gè)值的用戶數(shù)據(jù)幀必須要采用分片機(jī)制傳送。12bit的PortID可以提供4096個(gè)不同的端口，用于支持多端口復(fù)用，相當(dāng)于APON中的VPI[5]。

圖4 GEM幀結(jié)構(gòu)

PTI用于指示凈負(fù)荷段的內(nèi)容類型和相應(yīng)的處理方式，類似于在ATM用應(yīng)用。3bit中的最高位指示是數(shù)據(jù)幀還是GEM OAM幀，數(shù)據(jù)幀的最低位比特指示在分片機(jī)制中是否是幀的末端，次低位指示是否發(fā)生擁塞。

PTI預(yù)留了一些編碼。HEC為13bit，提供頭部的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)功能。它是BCH (39，12，2)碼和一個(gè)奇偶校驗(yàn)比特的組合。

GEM幀頭確定后，發(fā)送機(jī)將該頭部和固定的OxOXb6AB31E055進(jìn)行異或運(yùn)算，將頭部發(fā)送出去。接收機(jī)使用同樣的異或計(jì)算回復(fù)頭部。

3.3 GPON上下行幀結(jié)構(gòu)

GPON系統(tǒng)采用固定125us周期的下行幀，以保證整個(gè)系統(tǒng)的定時(shí)關(guān)系。下行幀結(jié)構(gòu)如圖5所示[3]。

圖5 下行幀的結(jié)構(gòu)圖

下行幀是由PCBd和負(fù)荷組成。PCBd是下行物理控制塊，提供幀同步、定時(shí)及動(dòng)態(tài)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(fā)現(xiàn)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(gè)超幀計(jì)數(shù)器，每個(gè)幀的Ident將會(huì)比前一個(gè)大1。當(dāng)這個(gè)計(jì)數(shù)器達(dá)到它的最大值時(shí)，下一個(gè)幀計(jì)數(shù)器將重設(shè)置為0。它主要用于用戶數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)，也可用于提供較低速率的同步參考信號(hào)。

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

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

BWmap是一個(gè)8字節(jié)分配結(jié)構(gòu)的標(biāo)量數(shù)組，該數(shù)組的每一項(xiàng)代表一個(gè)特殊T-CONT的帶寬映射，映射數(shù)組中的項(xiàng)數(shù)N在Plend字段中已經(jīng)給出，它主要用于上行帶寬分配。

如圖6所示，GPON系統(tǒng)的上行幀是由許多猝發(fā)脈沖組成，每個(gè)上行猝發(fā)最少應(yīng)包含PLOu。除了負(fù)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(gè)分配中允許ONU發(fā)送PLOAMu、PLSu和DBRu信息。上行幀的負(fù)荷是由ATM負(fù)荷、GEM負(fù)荷和DBA負(fù)荷組成。

圖6 為GTC的上行幀結(jié)構(gòu)

上行物理層開銷(PLOu)包含了用于系統(tǒng)同步的前導(dǎo)碼和定界符，它允許對(duì)上行突發(fā)鏈路進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳌?/p>

PLOAMu字段用于承載上行物理層管理信息。PLSu為功率測(cè)量序列，長(zhǎng)度120字節(jié)，用于調(diào)整光功率。DBRu用于向OLT報(bào)告ONU的上行帶寬需求，OLT根據(jù)報(bào)告進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳闲袔挿峙洹?/p>

4 結(jié)束語

與其他接入網(wǎng)技術(shù)相比，GPON能支持現(xiàn)有所有業(yè)務(wù)類型和滿足未來業(yè)務(wù)的適配要求，能提供高效率的GEM封裝，實(shí)現(xiàn)成本較低。業(yè)內(nèi)已公認(rèn)光纖到家實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合的理想媒介，而GPON作為現(xiàn)今最先進(jìn)的接入網(wǎng)技術(shù)，是目前實(shí)現(xiàn)光纖到家的最佳技術(shù)之一。