GPON涵義
吉比特無源光網絡（GPON：Gigabit-Capable PON）是一種點到多點拓撲結構的光接入網技術，它釆用無源光 器件連接局端和遠端設備來實現全業務的透明傳輸，并且能夠在同一架構中實現語音、視頻 等綜合業務的接入。GPON作為新興接入網技術的突出優勢在于低成本、易于維護和擴展性 能好，且提供的帶寬較高，可廣泛用于各種寬帶接入網系統中，并能夠以較低的價格實現高 速接入，成為繼APON、EPON之后比較具有吸引力的用戶接入網解決方案。
作為一種靈活的吉比特級的光纖接入網，GPON以其高速率、全業務、高效率及提供電 信級的服務質量保證的特點，成為了眾人所關注的焦點技術。
主要特點
PON自從在20世紀80年代被采用至今己經歷幾個發展階段，電信運營商和設備制造商 開發了多種協議和技術以便使PON解決方案能更好地滿足接入網市場的要求。EPON和 GPON是當前最為重要的兩種光接入網技術，前者是由制造商推動發展的，而后者是按照消 費者準確需求設計，由運營商驅動的解決方案。
GPON技術由于具有傳輸速率高、傳輸距離長、效率高、可伸縮性強、能夠支持不同QoS 要求的業務、強大的0AM能力和健壯性等多種優勢，更能滿足未來業務發展的需要，成為 近年來FTTx領域的熱點技術之一。
1. 傳輸速率高
按照標準規定，GPON的上行速率和下行速率最高可達2.448Gbit/s,能夠滿足未來網絡 應用日益增長的對高速率的需求，其非對稱性更能適應寬帶數據業務市場。因此，GPON可 以靈活配置上/下行速率。對于FTTH/FTTC應用，可釆用非對稱配置；對于FTTB應用，可 采用對稱配置。由于高速光突發發射、突發接收器件價格昂貴，且隨速率上升顯著增加，因 而這種靈活配置可使運營商有效控制光接入網的建設成本。
2. 傳輸距離長
顯而易見，釆用GEM技術，GPON能夠支持TDM業務。GPON在單一光纖中完全集成 了語音與數據。以其本身的格式傳輸語音與數據，不會額外增加網絡或CPE的復雜性，并具 有更遠的傳輸距離。ONU之間的距離最遠可達20km,邏輯距離覆蓋可達60km。GPON的這 一特性可以滿足絕大多數情況下的接入需求。
3. 效率高
帶寬是運營商的一種有限資源，因而必須實現最大的網絡利用效率，在有限的帶寬條件 下獲得最大收益。然而，由于不同PON技術具有不同的特點，因而必須綜合考慮解決方案的 整體成本。GPON在擾碼效率、傳輸匯聚層效率、承載協議效率和業務適配效率等方面都比 較高，其總效率也比較高，因而可以有效降低系統成本。所以，GPON解決方案可以使用戶 擁有更高帶寬，它可以在接入網絡上提供單個光波長高達2.488Gbit/s的速率，在單一光纖光 纜中提供高達20Gbit/s的多波長速率，提供經濟的T1/E1和以太網連接。
GPON解決方案可以大大縮短運營商的投資成本回收期。在已經鋪設了光纖的地區， GPON解決方案的投資成本回收期為9?16個月，視業務覆蓋的樓宇和用戶數量而定；需要 新的支線和支線光纖站時，整個網絡的回收期約為12?24個月。
4. 可伸縮性強
GPON通過ATM和GFP兩種協議承載不同類型的用戶數據。它的上、下行幀長均為 125卜。下行采用廣播方式，上行釆用時分多址（TDMA）接入技術。上行幀由復用的突發傳 輸時隙組成，每幀包括一個或多個ONU的傳輸時隙，通過下行幀的上行帶寬映射域指示相 應ONU的上行數據發送，這使GPON能夠承載日益增多的各種協議和技術，包括支持諸多 TDM和數據業務，以及支持存儲區域網絡和數據視頻等新型應用。
5. 能夠支持不同QoS要求的業務
在這一點上，GPON和BPON由于都采用了對帶寬進行分類管理的策略，能夠傳輸各種 QoS要求的業務。而EPON由于本身源于以太網技術，這就先天決定了 EPON對QoS的支 持相對較弱。盡管后來有種種補充協議希望彌補EPON在這方面的不足，單就QoS支持方面， EPON可提供的選擇遠不如GPON豐富是不爭的事實。同時，還應該認識到，在以太網上承 載TDM業務的技術并不成熟，為了能夠承載TDM業務和語音業務必須設計新的MAC機制 并增加新的軟硬件，這必然會帶來EPON成本的上升，降低其相對于GPON的競爭力。而 GPON由于其設計的GTC層結構和ATM封裝方式，并釆用了 125”的幀長及定時機制，能 夠比較容易地支持TDM業務和語音業務（如E1/T1）,都能以它們原有的格式傳輸，這極大 地減少了傳輸語音業務的時延及抖動。
6. 強大的0AM能力和健壯性
從滿足消費者需求和便于電信運營商運行、維護、管理的角度，GPON通過3種方式來 進行維護、管理和控制：嵌入式OAM、PLOAM和ONT管理與控制接口（OMCI, ONT Management and Control Interface）.,它借鑒了 APON中PLOAM信元的概念，實現全面的運行、 維護、管理功能，使GPON作為寬帶綜合接入的解決方案可運營性非常好，并且增加了 OMCI -56 -
第3章 吉比特無源光網絡(GPON) 通道，增強了對用戶端設備的監控。GPON還提供了多種保護結構，并且能夠通過故障檢測來 觸發自動倒換和由管理事件來激活強制倒換，這為GPON網絡提供了必要的健壯性保證。
7. 安全性高
GPON系統下行釆用高級加密標準(AES, Advanced Encryption Standard)加密算法對下 行幀的負載部分進行加密，這樣可以有效地防止下行數據被非法ONU截取。同時，GPON 系統通過PLOAM通道隨時維護和更新每個ONU的密鑰。
GPON標準分析
鑒于EPON標準的制定是盡量在802.3體系結構內進行的，并且要求對以太網MAC協 議進行擴展、補充的程度盡量小，故EPON雖然增加了可選的OAM功能，提出了支持IP業 務所需的各種業務配置和管理功能，但與GPON標準相比，該技術的傳輸效率較低，對非數 據業務尤其是TDM業務不能很好地支持。
1. 標準化組織
GPON國際標準的制定者是FSAN聯盟，國家標準的制定者是CCSAo
(1) FSAN 聯盟
1995年，FSAN (全業務接入網)聯盟在全球7個主要網絡運營商的發起下宣布成立。 聯盟的宗旨是希望能提出一種光接入解決方案并制定光接入網設備標準，根據該標準制定的 設備應能夠同時提供語音、數據和圖像等業務能力。經過10年的發展，FSAN目前共有50 多名成員，其成員主要是網絡運營商和設備制造商，包括BELLSOUTH＞英國電信(BT, British Telecom)＞法國電信和Bell Canada等全球各大網絡運營商和阿爾卡特、愛立信、 FlexLight Networks、富士通、朗訊、Marconi、NEC和Terawave等主要光網絡設備制造商。
