GPON关键技术－通用成帧协议研究
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2020-03-04
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GPON 关键技术－通用成帧协议研究
本文关键字: 接入网 MSTP SDH SONET 光接入
【摘 要】 本文简要介绍了宽带光接入网新技术 GPON，还分析了通用的适用于多种业
务的链路层的成帧协议—GFP，GFP 不仅是数据信号映射到 SDH、OTN 的通用成帧协议，
也是 GPON 封装数据的核心技术，为各厂家互联互通打下了基础。并且重点讨论并研究了
针对 GPON 关键的 GFP 帧封装技术及上下行帧结构特点。
一、前言
接入网技术向多元化演进这是接入网市场长期格局，从长远看光接入网，尤为无源光
网络 PON 可能是一种理想的解决方案。在各种光接入技术中， PON 由于采用无源节点、
敷设和运行维护成本低、对业务透明和易于升级等优点而备受业界关注。从最初的基于
ATM 的 PON 技术，到基于 Ethernet 的 PON 技术，再到现在的 GPON，每一次 PON 标准的
提出都促进了接入网技术的迅猛发展。近来 ITU 通过的新一代无源体系结构的 GPON 标准，
将上下行速率提高到 2.5Gb/s,并采用了通用成帧协议（GFP）来封装，更有效支持包括诸如
话音、数据业务、视频业务、电子商务、远程教育、远程医疗等增值业务。
全业务接入网（FSAN）协会自从 1996 年成立以来，就一直致力于无源光网络 PON 的
技术标准研究，并且在 2001 年提出了 1Gb/s 以上速率的 PON 标准——GPON。GPON 解决
方案充分考虑了运营商的意见，提供从 622Mb/s 到 2.5Gb/s 的可升级的框架架构，并且支持
不对称的上下速率，对任何一种业务都可以实现较高的带宽利用率（总效率达 93%）和对
多种业务的有力支持，特别是以本色模式和极高的效率同时支持数据和 TDM。因此，
GPON 是目前最为理想的宽带光接入网技术。
图 1 GPON 系统结构示意图
图 1 是 GPON 的体系结构，由光线路终端 OLT、光网络终端 ONT 及环形（或树
形）拓扑结构的 PON 组成。OLT 位于中心机房，向上提供广域网接口，包括 GbE，OC-3/
STM-1，DS-3 等，向下对 PON 可提供 1.244Gb/s 或 2.488Gb/s 的光接口。ONU/ONT 放在用
户侧，为用户提供 10/100BaseT，T1/E1，DS-3 等应用接口，其对 PON 的光接口速率有
155Mb/s，622Mb/s，1.244Gb/s 和 2.488Gb/s 等多种选择。从 OLT 到 ONU/ONT 的方向为下
行方向，采用广播发送的数据流传输方式；反之为上行方向，采用基于统计复用的时分多
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