數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程
在下行方向，GPON是一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。OLT以廣播方式將由數(shù)據(jù)包組成的幀經(jīng)由 無(wú)源光分路器發(fā)送到各個(gè)ONU»每個(gè)ONU收到全部的數(shù)據(jù)流，然后根據(jù)ONU的媒質(zhì)接入 控制(MAC)地址取出特定的數(shù)據(jù)包，如圖所示。
GPON下行數(shù)據(jù)流
在上行方向，多個(gè)ONU共享干線信道容量和信道資源。由于無(wú)源光合路器的方向?qū)傩? 從ONU來(lái)的數(shù)據(jù)幀只能到達(dá)OLT,而不能到達(dá)其他ONU«從這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，上行方向的 GPON網(wǎng)絡(luò)就如同一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。然而，不同于其他的點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，來(lái)自不同ONU的 數(shù)據(jù)幀可能會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。因此，在上行方向ONU需要一些仲裁機(jī)制來(lái)避免數(shù)據(jù)沖突和 公平的分配信道資源。一般GPON系統(tǒng)的上行接入采用TDMA方式，將不同ONU的數(shù)據(jù)幀 插入到不同的時(shí)隙發(fā)送至OLT,如圖所示。
GPON上行數(shù)據(jù)流
GTC幀結(jié)構(gòu)
1. GTC下行幀結(jié)構(gòu)
GTC下行幀結(jié)構(gòu)如圖所示。對(duì)于下行速率為1.244 16Gbit/s和2.488 32Gbit/s的數(shù)據(jù) 流，幀長(zhǎng)均為125|iso因此，1.244 16Gbit/s系統(tǒng)的幀長(zhǎng)為19 440字節(jié)，而2.488 32Gbit/s系統(tǒng) 的幀長(zhǎng)為38 880字節(jié)，但PCBd的長(zhǎng)度都是相同的，并與每幀中分配結(jié)構(gòu)的數(shù)目有關(guān)。
所有域的發(fā)送順序從最高比特位開始，如OxFO表示從1開始發(fā)送，在0結(jié)束。下行幀使 用幀同步擾碼多項(xiàng)式x7+x6+l進(jìn)行擾碼。下行數(shù)據(jù)與擾碼器的輸出進(jìn)行模二加計(jì)算。計(jì)算擾碼 多項(xiàng)式的移位寄存器在PCBdPsync域后的第一個(gè)比特置為全1,直至下行幀的最后一個(gè)比特。
下行幀結(jié)構(gòu)的PCBd結(jié)構(gòu)如圖所示,PCBd由多個(gè)域組成。OLT以廣播方式發(fā)送PCBd, 每個(gè)ONU均接收完整的PCBd信息，并根據(jù)其相關(guān)信息進(jìn)行相應(yīng)操作。
GTC下行幀結(jié)構(gòu)的PCBd結(jié)構(gòu)
物理同步(Psync)域位于PCBd的起始位置，長(zhǎng)度固定為32比特。ONU可利用Psync 來(lái)確定幀起始位置。Ident域有4個(gè)字節(jié)，用于指示更大的幀結(jié)構(gòu)。Ident域中的低30比特為計(jì)數(shù)器，每幀的 Ident計(jì)數(shù)值比前一幀大1,當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到最大值后，下一幀置為零。PLOAMd域用來(lái)攜帶下行PLOAM消息，PLOAMa域長(zhǎng)13字節(jié)。
BIP域長(zhǎng)8比特，攜帶的比特間插奇偶校驗(yàn)信息覆蓋了所有傳輸字節(jié)，但不包括FEC校 驗(yàn)位(如果有的話)。下行凈荷長(zhǎng)度（Plend）域指定上行帶寬映射（USBWMap）的長(zhǎng)度。為了保證健壯性和 防止錯(cuò)誤，Plend域傳送兩次。帶寬映射長(zhǎng)度（Bien）由Plend域的前12比特指定，這將125” 時(shí)間周期內(nèi)能夠被授權(quán)分配的數(shù)目限制在4 095。US BWMap的字節(jié)長(zhǎng)度為8xBlen。
上行帶寬映射（USBWMap）是8字節(jié)分配結(jié)構(gòu)的向量數(shù)組。數(shù)組中的每個(gè)入口代表分 配給某個(gè)特定T-CONT的一個(gè)帶寬。US BW Map中入口的數(shù)量由Plend域指定。
2. GTC上行幀結(jié)構(gòu)
GTC上行幀結(jié)構(gòu)如圖所示。各種速率下的上行幀長(zhǎng)度和下行幀長(zhǎng)度相同。每幀包 括一個(gè)或多個(gè)ONU的傳輸。USBWMap指示了這些傳輸?shù)慕M織方式。在每個(gè)分配時(shí)期，在 OLT的控制下,ONU能夠傳送1?4種類型的PON開銷和用戶數(shù)據(jù)。這4種開銷類型分別是: 物理層開銷（PLOu）；上行物理層運(yùn)行、管理和維護(hù)（PLOAMQ、上行功率控制序列（PLSQ 和上行動(dòng)態(tài)帶寬報(bào)告（DBRu）。
上行物理層開銷PLOu數(shù)據(jù)包括物理層開銷（前導(dǎo)碼和定界符）以及相應(yīng)ONU的3個(gè)數(shù) 據(jù)區(qū)域。PLOU由GTC層產(chǎn)生，前導(dǎo)碼和定界符由OLT在上行開銷信息中規(guī)定。PLOu在ONU 突發(fā)發(fā)送開始時(shí)進(jìn)行發(fā)送。為了維護(hù)ONU的連接性,OLT應(yīng)盡量以最小時(shí)間間隔向每個(gè)ONU 分配上行傳輸時(shí)間，該時(shí)間間隔由ONU的業(yè)務(wù)參數(shù)決定。
PLOAMu域長(zhǎng)13字節(jié)，包含了 PLOAM消息。當(dāng)分配結(jié)構(gòu)中Flags域指示進(jìn)行發(fā)送時(shí)， 該域進(jìn)行發(fā)送。
上行功率調(diào)節(jié)序列（PLSQ域長(zhǎng)度為120字節(jié)，ONU用來(lái)進(jìn)行功率控制測(cè)量。該功能通 過(guò)調(diào)整ONU功率電平來(lái)減小OLT光動(dòng)態(tài)范圍。PLS”域的內(nèi)容由ONU根據(jù)自身情況在本地 設(shè)置。當(dāng)分配結(jié)構(gòu)中Flag域指示進(jìn)行發(fā)送時(shí)，該域進(jìn)行發(fā)送。
上行動(dòng)態(tài)帶寬報(bào)告（DBRQ包含與T-CONT實(shí)體相關(guān)的信息。當(dāng)分配結(jié)構(gòu)中Flag域指 示進(jìn)行發(fā)送時(shí)，該域進(jìn)行發(fā)送。DBA域包含T-CONT的業(yè)務(wù)量狀態(tài)，為此預(yù)留了一個(gè)8比特、 16比特或32比特的區(qū)域。該域的帶寬要求編碼（即等待信元/幀到數(shù)量的映射）。為了維持 定界，即使ONU不支持DBA模式也必須發(fā)送正確長(zhǎng)度的DBA域。
ONU激活方法
ONU激活過(guò)程包括：OLT傳送工作參數(shù)到ONU；測(cè)量OLT和每個(gè)ONU間的邏輯距離;
確定下行和上行通信信道。測(cè)量OLT和每個(gè)ONU間的邏輯距離稱為測(cè)距過(guò)程。GPON使用 帶內(nèi)方法為每個(gè)工作的ONU測(cè)量傳輸延遲。當(dāng)對(duì)新的ONU測(cè)距時(shí)，工作的ONU必須臨時(shí) 延遲傳輸，以打開一個(gè)測(cè)距窗口。該測(cè)距窗口與新加入系統(tǒng)的ONU的距離有關(guān)。
ONU的激活過(guò)程由OLT控制，其主要步驟如下：ONU通過(guò)Upstream Overhead信息接 收PON工作參數(shù)；ONU根據(jù)接收到的工作參數(shù)調(diào)整自己的參數(shù)（如發(fā)送光功率等級(jí)）；OLT 通過(guò)序列號(hào)獲得程序發(fā)現(xiàn)新的ONU序列號(hào)；OLT分配一個(gè)ONU-ID給新發(fā)現(xiàn)的ONU； OLT 測(cè)量新的ONU的平均時(shí)延；OLT將平均時(shí)延傳送給ONU； ONU根據(jù)平均時(shí)延調(diào)整它的上 行幀發(fā)送開始時(shí)間。
以上激活過(guò)程是通過(guò)交互上、下行標(biāo)記（Flag）以及PLOAM信息來(lái)完成的。在正常工 作狀態(tài)下，所有接收幀的相位都被監(jiān)測(cè)，從而使平均時(shí)延根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更新。
1.序列號(hào)獲取流程
序列號(hào)獲取流程如圖所示。首先OLT暫停對(duì)上行帶寬的授權(quán)，從而產(chǎn)生一個(gè)靜止 期。等待一段測(cè)距延時(shí)之后，OLT發(fā)送序列號(hào)請(qǐng)求。處于序列號(hào)狀態(tài)（03）的0NU接收到 序列號(hào)請(qǐng)求后等待一段序列號(hào)響應(yīng)時(shí)間，再發(fā)送響應(yīng)消息。OLT收到響應(yīng)消息后發(fā)送分配 ONU-ID消息，0NU進(jìn)入測(cè)距狀態(tài)（04）。
