中国电信2011年装维及接入网维护技能竞赛系列培训 GPON技术

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1 中国电信2011年装维及接入网维护技能竞赛系列培训 GPON技术
GPON(Gigabit-Capable PON) 技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。

2 目录 第一章 GPON系统构成 第二章 GPON帧结构 第三章 GPON工作原理 第四章 GPON体系结构及特性 第五章 GPON的加密

3 Optical Distribution Network Passive Optical Splitter
1.1 GPON的拓扑结构 Passive Optical Network 无源光网络 GPON：千兆无源光网络，是一种点到多点（P2MP）的结构； 接入网 驻地网 核心网 ONU Optical Distribution Network 光分配网 Optical Line Terminal 光线路终端 ONU OLT PSTN IP骨干网 Passive Optical Splitter 无源分光器 ONU CATV Optical Network Unit 光网络单元 OLT：通常放置在中心机房（CO） ONU：通常放置在用户侧

4 1.2 GPON的系统构成（1/2） OLT系统功能框图 交叉连接 ODN接口 业务适配 cross-connect :交叉连接；
Service Adaptation： 业务适配子系统 ;

5 1.2 GPON的系统构成（2/2） ONU系统框图 复用 解复用

6 1.3 GPON的技术标准（1/2） PON各类及技术标准 PON APON/BPON GPON EPON Q3/2000 Q4/2004
国际标准 国际标准 国际标准 ITU-T G.983.x ITU-T G.984.x IEEE 802.3ah 国家标准 国家标准 国家标准 Q3/2000 Q4/2004 Q3/2004

7 1.3 GPON的技术标准（2/2） ITU-T G.984.1 ITU-T G.984.2 ITU-T G.984.3
GPON的体系结构、SNI和UNI 业务类型、物理速率、逻辑距离 保护倒换组网要求 ITU-T G.984.2 物理媒质相关（PMD）层规范 系统上、下行速率。 各种速率等级下OLT和ONU光接口的物理特性及光接口参数 物理层开销分配 产品开发简单 产品兼容性强 ITU-T G-984.1/2/3/4 ITU-T G.984.3 传输汇聚（TC）层规范 规定了GPON的TC子层 帧格式、测距、安全、动态带宽分配（DBA） 操作维护管理功能 OAN的体系结构、业务类型、SNI和UNI、物理速率、逻辑传输距离以及系统的性能目标。 ITU-T G.984.4 GPON系统管理控制接口规范 提出了对OMCI的要求，目标是实现多厂家OLT和ONT设备的互通性。

8 GPON标准体系-G.984系列 G.984.1——概述 G.984.2——PMD层 G. 984.3——TC层
业务方案、参考配置、基本技术要求、保护方式 G.984.2——PMD层 基本要求、和TC层的相互作用 G ——TC层 层次模型、复用机制、TC帧结构、 激活方式、OAM功能、安全性、FEC G ——OMCI 管理信息库MIB、ONT管理控制通道、 ONT管理控制协议

9 1.4 GPON的原理（1/5） GPON原理----数据复用 GPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。
所用光纤符合ITU－G.652标准的单模光纤。 下行采用1490nm波长； 上行采用1310nm波长。 1490nm 1310nm

10 GPON原理----下行 1.4 GPON的原理（2/5） GPON的下行帧长为固定的125µs
3 2 1 2 3 3 2 1 3 1 1 1 3 3 2 3 1 1 1 1 2 3 3 2 2 2 2 3 3 3 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 GPON的下行帧长为固定的125µs OLT采用广播方式发送数据，所有的ONU都能收到相同的数据。 ONU选择性接收数据，通过ONU-ID来区分，通过过滤来接收属于自己的数据。

11 1.4 GPON的原理（3/5） GPON原理----上行
2 3 3 2 1 3 1 1 1 2 3 2 3 1 1 1 1 2 2 3 3 2 2 2 3 3 3 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 upstream bandwidth map：上游带宽标识 GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据。上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙，这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。 每帧共有2430*N个时隙。

12 1.4 GPON的原理（4/5） GPON系统的复用原理： GEM Port：业务的最小承载单位。
IFpon O N U T-CONT Port 不同的ONU用ONU-ID标识 不同的T-CONT用Alloc-ID标识 不同的GEM-PORT用Port-ID标识 GEM Port：业务的最小承载单位。 T-CONT: Transmission Containers。是一种承载业务的缓冲器。主要用来传输上行数据的单元，引入T-CONT主要是为了解决上行带宽动态分配，以提高线路利用率 。 业务根据映射规则先映射到GEM Port中，然后在映射到T-CONT中进行上行传输。 GEM port可以灵活的映射到T-CONT中，一个GEM Port可以映射到一个T-CONT中去，多个GEM Port也可以映射到同一个T-CONT中。 IF pon:GPON接口。 一个ONU的GPON接口中可以包含一个或多个T-CONT。

13 1.4 GPON的原理（5/5） T-CONT T-CONT能动态接收来自OLT的带宽受权；
单个T-CONT能承载各种类型业务ATM或GEM业务； 单个T-CONT包含1个或多个物理队列，这些物理队列聚合成一个逻辑buffer,并向OLT报告逻辑buffer 的状态，用于OLT的DBA ； T-CONT是透明传送实体，对传送的信号不做任何更改； 来自OLT的带宽受权只给一个T-CONT进行带宽受权。 OLT ONT T-CONT GEM Port

14 1.5 GPON的上下行速度 GPON提供以下几种异步传输速率：
Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down（目前的主流支持速率） Gbit/s up, Gbit/s down 支持最大逻辑距离为：60km 支持最大物理距离为：20km 分光比为1：64，可升级为1：128

15 1.6 GPON与EPON的比较 P2MP P2P GPON EPON 标准 ITU.T IEEE IEEE 802.3ah 速率
2.488G/1.244G 1.25G/1.25G 100M～1G 分光比 1:64～1:128 1:16～1:32 1：1 承载 ATM, Ethernet, TDM Ethernet 带宽效率 92% 72% 80% QOS 很好 including Ethernet, TDM, ATM 好 only ethernet dedicate bandwidth 光预算 Class A/B/C Px10/Px20 / 测距 EqD 逻辑等距 RTT DBA 标准格式 厂家自定义 TDM支持 TDM over Ethernet (PWE3, CESoEthernet)or native TDM) TDM over Ethernet (PWE3, CESoEthernet) Good ONT互通 OMCI 无 OAM ITU-T G.984 (强) Ethernet OAM （弱，厂家扩展） OPEX 低OPEX 中OPEX CESoEthernet:电路仿真 PWE3（Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge）：边缘到边缘的伪线仿真。 OPEX：运营成本

16 目录 第一章 GPON系统构成 第二章 GPON帧结构 第三章 GPON工作原理 第四章 GPON体系结构及特性 第五章 GPON的加密

17 Physical Control Block Downstream (PCBd)
2.1 GPON的帧结构 Downstream Framing 125us Physical Control Block Downstream (PCBd) Payload Upstream Bandwidth Map ONT 1 AllocID Start End AllocID Start End 1 100 200 2 300 500 OLT T-CONT1 (ONT 1) T-CONT 2 (ONT 2) Slot 100 Slot 200 Slot 300 Slot 500 ONT 64 PLOu PLOAMu PLSu DBRu X Payload x DBRu Y Payload y Upstream Framing

18 2.2 GPON的下行帧 GPON的下行帧由 PCBd+Payload 两部分构成。 Downstream Framing Plend：
Psync 4 bytes Ident 4 bytes PLOAMd 13 bytes BIP 1 bytes Plend 4 bytes Plend 4 bytes US BW Map N*8 bytes Coverage of this BIP Coverage of next BIP FEC Ind 1 bit Reserved 1 bit Super-frame Counter 30 bits Blen BW Map Length 12 bits Alen ATM Partition Length 12 bits CRC 8 bits PCBd： 物理控制块，完成帧同步、定位和带宽分配等功能。 Payload： 承载上层PDU。 Access 1 8 bytes Access 2 8 bytes ….. Access n 8 bytes －－－－GPON下行帧封装－－－－ GPON的下行帧由 PCBd+Payload 两部分构成。 PCBd：物理控制块，完成帧同步、定位和带宽分配等功能。 Payload：和上行帧中的Gem Frame一样，承载上层PDU。 Idnet：标识域 FEC：前向纠错 Reserved：保留 SFupeFrame：指示超长帧 PLOAMd：下行数据的物理层OAM消息（定义了N多种的消息，参考G.984标准） BIP：对前后两帧BIP字段之间的所有字节做奇偶校验，用于误码监测 Blen：BWmap=8×Blen Alen：用于承载ATM CELL，不考虑 CRC：校验 Plend会连续发送两次，以增加健壮性 US BWmap：Access_Node_N×8 bytes （N就是之前Plend计算出的长度值，即下次有分配了多少个TCONT，每一个Access就是一个TCONT） Alloc-id：GPON系统对每一个业务承载通道(Gemport)分配的TCONT标识，用于在TDM上行通道中占用上行时隙。 华为OLT设备为简化配置，引入了公示Alloc_id=256*Tcont_id+ONU_id Flags：用于指示下次ONU发送上行数据的行为(PLOAMu,PLSu,DBRu) Bit-11：PLSu是否发送；Bit-10：PLOAMu是否发送；Bit-9：是否使用FEC； Bit-8,7：是否发送DBRu；Bit-6~0：保留 S-start，S-stop：分配的上行时隙号，以字节为单位 Alloc ID 12 bits Flags 12 bits SStart 2 bytes SStop 2 bytes CRC 1 byte Psync： 物理层同步信息，用于OLT和ONU的同步 Send PLS 1 bit Send PLOAMn 1 bit Use FEC 1 bit Send DBRu 2 bits Reserved 7 bits Plend： 指定其后BWmap字段的长度

19 2.3 GPON的上行帧（1/5） Upstream Framing
PLI 12bit Gem Port ID 12bit PTI 3bit HEC 13bit DBA 1,2,4bytes CRC 1 bytes GEM header Frame fragment GEM header Full frame GEM header Frame fragment 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。 PLOu PLOAMu PLSu DBRu x Payload x DBRu y Payload y PLOu DBRu z Payload z ONT A ONT B －－－－GPON上行数据帧封装－－－－ 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：上行数据的物理层OAM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，是否发送，取决于前次下行帧种的FLAG指示） PLSu：功率级别序列，用于ONU调整光口光功率 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。 Payload：数据静荷，可以是数据帧也可以是DBA状态报告，Payload=（DBA Report+Pad）/（Gem Header+Gem Frame)。 Preamble：前导字段 Delimiter：帧定界符 BIP：对前后两帧BIP字段之间的所有字节（不包括前导和定界）做奇偶校验，用于误码监测 ONU_id：唯一标识ONU Ind：指示ONU的状态，即是否有上行的TCONT数据或PLOAM要发送 Msg_id：消息ID号 Msg：消息内容，OAM的消息，在G.984中有详细的分类定义 CRC：校验 DBA：属于嵌入式EOAM信息，目前采用Piggy-back方式也是最推荐的 关于DBA：有3种机制都可以上报DBA申请： （1）PLOu中的Ind状态 （2）DBRu中的Piggy-back （3）Gem Payload为DBA报告信息 Preamble A bytes Delimiter B bytes BIP 1 bytes ONU-ID 1 bytes Ind 1 bytes ONU-ID 1 bytes Msg ID 1 bytes Message 10 bytes CRC 1 bytes DBA Report Pad if needed PLOAMu：上行数据的物理层OAM消息，主要是上报ONU的维护、管理状态等管理消息。 PLSu：功率级别序列，用于ONU调整光口光功率 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，是否发送，取决于前次下行帧种的FLAG指示）

20 2.3 GPON的上行帧（2/5） PLOu状态指示 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。
Preamble：前导字段 Delimiter：帧定界符 BIP：对前后两帧BIP字段之间的所有字节（不包括前导和定界）做奇偶校验，用于误码监测 ONU_id：唯一标识ONU Ind：指示ONU的状态，即是否有上行的TCONT数据或PLOAM要发送

21 2.3 GPON的上行帧（3/5） Bit position Function 7 (MSB)
Urgent PLOAMu waiting (1 = PLOAM waiting, 0 = no PLOAMs waiting) 6 FEC status (1 = FEC ON, 0 = FEC OFF) 5 RDI status (1 = Defect, 0 = OK) 4 Traffic waiting in type 2 T-CONTs 3 Traffic waiting in type 3 T-CONTs 2 Traffic waiting in type 4 T-CONTs 1 Traffic waiting in type 5 T-CONTs 0 (LSB) Reserved

22 2.3 GPON的上行帧（4/5） DBRu DBA：属于嵌入式EOAM信息，目前采用Piggy-back方式也是最推荐的

23 2.3 GPON的上行帧（5/5） payload Payload：数据静荷，可以是数据帧也可以是DBA状态报告，Payload=（DBA Report+Pad）/（Gem Header+Gem Frame)。

24 2.4 GPON的链路层帧结构—GEM帧 GEM帧结构： PTI code Meaning 000
User data fragment, Congestion has Not occurred, Not the end of a frame 001 User data fragment, Congestion has Not occurred, End of a frame 010 User data fragment, Congestion Has occurred, Not the end of a frame 011 User data fragment, Congestion Has occurred, End of a frame 100 GEM OAM 101 Reserved 110 111 头部分解－－ PLI：指示后面Frame Payload的长度 Gem Port_ID：承载上层PDU的最基本单位（管道），类似PVC PTI：指示Frame Payload的类型（是user-data、帧尾、还是OAM消息） HEC：头部校验 Frame Payload：承载的上层PDU

25 目录 第一章 GPON系统构成 第二章 GPON帧结构 第三章 GPON工作原理 第四章 GPON体系结构及特性 第五章 GPON的加密

26 3.1 GPON的工作原理（1/5） 单播业务 （下行） ONU1 Portid=1 根据PORT-ID进行过滤 OLT 125us
payload HEC PTI Port-id=1 PLI FCS T/L SA DA GEM1 GEM2 GEM3 PCB ONU2 Portid=2 ONU3 Portid=3 ONU1 Portid=1 根据PORT-ID进行过滤 125us

27 3.1 GPON的工作原理（2/5） 单播业务（上行） ONU1 Portid=1 OLT 125us ONU2 Portid=2
FCS payload T/L SA DA ONU2 Portid=2 ONU3 Portid=3 ONU1 Portid=1 125us HEC PTI Port-id=1 PLI GEM1 plo GEM3 GEM2 上行数据用PORT-ID进行隔离和复用

28 3.1 GPON的工作原理（3/5） 组播业务 采用广播PORT-ID域和L2组播过滤表配合实现 ONU1 Portid=1 ONU2
125us OLT payload HEC PTI Port-id=X PLI FCS T/L SA DA=Y GEMX GEM2 GEM3 GEM1 PCB ONU2 Portid=2 Portid=x MA=Y ONU3 Portid=3 MA≠Y ONU1 Portid=1 Portid=x 构成广播域 MA=组播地址表项 Y是组播地址

29 3.1 GPON的工作原理（4/5） 广播业务（下行） ONU1 Portid=1 ONU2 OLT Portid=2 Portid=Z
125us OLT payload HEC PTI Port-id=Z PLI FCS T/L SA DA=ffffff GEMZ GEM2 GEM3 GEM1 PCB ONU2 Portid=2 Portid=Z ONU3 Portid=3 ONU1 Portid=1 Portid=Z 构成广播域 DA=ffffff 广播地址

30 3.1 GPON的工作原理（5/5） 广播业务（上行） 125us OLT ONU2 Portid=2 Portid=Z sa≠mac3
payload HEC PTI Port-id=Z PLI FCS T/L SA=mac3 DA=ffffff GEMZ GEM2 GEM3 GEM1 PCB ONU2 Portid=2 Portid=Z sa≠mac3 ONU3 Portid=3 Sa=mac3 ONU1 Portid=1 Portid=Z 构成广播域 DA=ffffff 广播地址 GEM3 SA=mac3 plo

31 目录 第一章 GPON系统构成 第二章 GPON帧结构 第三章 GPON工作原理 第四章 GPON体系结构及特性 第五章 GPON的加密

32 4.1 GPON的体系结构 GTC适配子层： 完成ATM、GEM、OMCI的上层适配 GTC成帧子层：
1、复用/解复用，PLOAM，GEM到FTC帧的映射。 2、GTC帧头的产生/解码 3、基于ALLOC-ID的内部交换

33 4.2 GPON系统的多业务性（1/4） GPON的多业务性 various services:各种服务

34 4.2 GPON系统的多业务性（2/4） 支持ATM 和GEM 两种模式 GEM是通用封装格式，支持数据包的封装和NATIVE TDM的封装
GPON 支持精准的8K定时，OLT给ONU送8K定时 GPON系统在内时钟时是4级钟，外时钟时可达1级钟； GPON支持对上层数据包的拆包和包的重组；可以做到无帧定界开销，效率高 GPON支持高优先级业务中断低优先级业务，获得优先服务，保证TDM业务良好性能

35 TDM业务在GPON中的映射方式 4.2 GPON系统的多业务性（3/4）
TDM Buffer GEM Frame PLI Ingress buffer Port ID PTI HEC TDM data Payload TDM fragment TDM TDM业务先导入缓存中进行排队，并且按照固定的字节数复用到GEM帧中进行传输。 这种方式不对具体的TDM业务进行感知，只进行透传处理。 GEM帧具有定长的特点，对TDM业务传输非常有利。

36 4.2 GPON系统的多业务性（4/4） 以太网业务在GPON中的映射方式
GEM Payload CRC PTI Port ID PLI GEM Frame Ethernet Packet DA SFD Preamble Inter packet gap SA Length\Type MAC client data FEC EOF 5 bytes GPON系统对以太网帧进行解析，将数据部分直接映射到GEM Payload中去进行传输。 GEM帧会自动封装头信息。 映射的格式清晰，设备很好实现，兼容性好。

37 4.3 GPON系统的管理 GPON系统的管理体系结构

38 4.4 GPON系统的三级管理(1/2) GPON管理中的基本消息类型 物理层OAM消息有三种类型：
嵌入式OAM，PLOAM消息，OMCI消息。 嵌入式OAM和PLOAM通道信息用于对物理层和GTC层进行管理。 嵌入式OAM通道： 通过GTC帧头中域格式信息来提供(BW Map，DBRu等)。 （功能包括：带宽授权，动态带宽分配信令等） PLOAM通道：涉及ONU注册、加密，Boot OMCI等功能 OMCI提供了更高层次的统一的管理系统通道，用于管理在GTC层上层定义的业务

39 4.4 GPON系统的三级管理(2/2) GPON 管理帧： （1）嵌入OAM （2）PLOAM帧 （3）OMCI帧
GEM header (5 bytes) Transaction correlation identifier (2 bytes) Message type (1 byte) Device identifier (1 byte) Message identifier (4 bytes) Message contents (32 bytes) OMCI trailer (8 bytes)

40 4.5 GPON系统ONU的发现和测距 新ONU发现有两种模式：
（1） 随机竞争，不需要事先在OLT上配置ONU的SN号，采用SN自动学习方式 （2）序列号MASK模式，需要事先在OLT上配置ONU的SN号 ONU的发现和测距分两步： （1）获取SN号，要把所有ONU的SN号获得或直到超时才结束该步 （2）测量新发现ONU的距离，给ONU配置EqD 时间

41 4.5.1 GPON系统ONU的发现过程 SN获取流程 Serial-Nunber state:连续的数字状态
Random Delay： 随机延滞 Assign：分配

42 4.5.2 GPON系统ONU的测距 RTD测量 ranging requset：测距请求 Reception of D/S frame:接收D/S帧 Desired reception of SN response: 预期反应 Pre-ranged: OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD（Round Trip Delay），从而指定合适的均衡延时参数EqD（Equalization Delay），保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。 OLT获取序列号和Ranging的过程都需要开窗，即Quiet Zone，暂停其他ONU的上行发送通道。

43 4.6 GPON系统的DBA（1/6） DBA概念 什么是DBA? 为什么需要DBA？
--- DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽分配) --- DBA是OLT与ONU之间动态分配协议，它能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制 为什么需要DBA？ ---可以提高PON端口的上行线路带宽利用率,无DBA,利用率40%;有DBA,利用率达到80% ---可以减小平均时延,无DBA:100ms;有DBA:<10ms. ---可以在PON口上增加更多的用户； ---用户可以享受到更高带宽的服务，特别是那些对带宽突变比较大的业务。 DBA是OLT和ONU之间的动态分配协议，它可以起到提高系统上行带宽利用率以及保证业务公平性和QoS的作用。

44 4.6 GPON系统的DBA（2/6） GPON系统采用SBA+DBA的方式来实现带宽的有效利用；
TDM业务通过SBA指配带宽以保证其高QoS； 其他一些业务可以通过DBA来动态分配带宽。 DBA的实现与QoS的保障机制有密切关系。 GPON系统通过状态的上报以及OLT业务监视（非状态上报）支持动态带宽分配。 GPON的状态上报DBA存在3种机制： PLOu-State Ind DBA; DBRu-Piggy-back DBA; Payload DBA; DBA功能的实现机制主要包括以下几个部分： OLT或ONU进行拥塞检测; 向OLT报告拥塞状态; 按照指定参数更新OLT分配带宽; OLT按照新分配的带宽和T-CONT类型发送授权; DBA操作的管理。

45 4.6 GPON系统的DBA（3/6） T-CONT的类型和业务关系
T-CONT（Transmission Containers）：动态接收OLT下发的授权 ，用于管理PON系统传输汇聚层的上行带宽分配，改善PON系统中的上行带宽。 T-CONT的带宽类型分为FB，AB，NAB，BE。 T-CONT的5种类型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。 低 尽力而为带宽 Total link capacity: 总链路容量 Shared bandwidth: 共享带宽 Maximum bandwidth:最大带宽 Reserved for OAM and queue length reporting:预留给OAM和队列长度报告 Assured bandwidth： 保证带宽 non-assured bandwidth： 非保证带宽 additional :附加的 Guaranteed：有保证的 非保证带宽 保证带宽 固定带宽 高

46 4.6 GPON系统的DBA（4/6） T-CONT类型和带宽类型之间的关系
Total link capacity: 总链路容量 Shared bandwidth: 共享带宽 Maximum bandwidth:最大带宽 Reserved for OAM and queue length reporting:预留给OAM和队列长度报告 Assured bandwidth： 保证带宽 non-assured bandwidth： 非保证带宽 additional :附加的 Guaranteed：有保证的 根据业务的优先级，系统对每个ONU设置SLA，对业务的带宽进行限制。 最大带宽和最小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制，保证带宽根据业务的优先级不同而不同，一般语音业务的优先级最高，视频业务优先级次之，数据业务的优先级最低。 OLT根据业务和SLA及ONU的实际情况进行带宽许可，优先级高的可以得到更高的带宽，满足业务需求。

47 4.6 GPON系统的DBA（5/6） T-CONT1类型的分配为静态分配，保证带宽直接等于配置最大带宽，优先分配.
T-CONT3类型为混合保证和非保证带宽，如果可以保证申请带宽，则直接分配，否则将不能分配的部分带宽打上标记和T-CONT5类型的TAG部分带宽采用RR（轮巡）方式分配. T-CONT4类型为不保证类型，只有保证带宽分配后剩余带宽和T-CONT5部分剩余带宽申请一起RR调度； T-CONT5类型为混合型，首先判断保证带宽是否能够满足要求，如果可以，则直接分配，如果不满足，则将剩余部分带宽申请打上标记和T-CONT3的TAG部分带宽RR调度分配，如果分配后还不能满足，则剩余带宽与T-CONT4竞争 Total link capacity: 总链路容量 Shared bandwidth: 共享带宽 Maximum bandwidth:最大带宽 Reserved for OAM and queue length reporting:预留给OAM和队列长度报告 Assured bandwidth： 保证带宽 non-assured bandwidth： 非保证带宽 additional :附加的 Guaranteed：有保证的

48 DBA的实现过程 4.6 GPON系统的DBA（6/6） DBA算法逻辑
BW Map Time slot T-CONT 调度器 ONU OLT 控制平面 数据平面 Total link capacity: 总链路容量 Shared bandwidth: 共享带宽 Maximum bandwidth:最大带宽 Reserved for OAM and queue length reporting:预留给OAM和队列长度报告 Assured bandwidth： 保证带宽 non-assured bandwidth： 非保证带宽 additional :附加的 Guaranteed：有保证的 OLT内部DBA模块不断收集DBA报告信息，进行相关计算，并将计算结果以BW Map的形式下发给各ONU。 各ONU根据BW Map信息在各自的时隙内发送上行突发数据，占用上行带宽。

49 Flow control/Classification VLAN/COS/PQ/GTS/POLICING
4.7 GPON中的QoS处理 ETH/TDM GEM GTC Flow control/Classification GPON 业务承载层 GPON QoS处理机制 T-CONT/DBA VLAN/COS/PQ/GTS/POLICING GTC PON系统架构是下行方向为广播方式，上行方向为TDMA方式，所以只对上行方向的业务流提供QoS处理。 QoS处理的最小单元是T-CONT，T-CONT可以看作是ONU业务流的承载容器，调度机制是DBA。 DBA的算法是GTC的QoS处理性能的关键。 GEM 在GEM层主要是针对每个GEM Port进行业务流分类，类似于DSLAM的单PVC多业务的处理方式。 针对流分类后的业务分别进行优先级修改、流量监管和转发处理。 ETH/TDM TDM业务（非电路仿真方式）为面向连接，系统可以通过静态配置带宽严格保证面向连接的QoS。 ETH业务（包括电路仿真方式的TDM业务）主要是基于二层VLAN、COS等标识进行业务的QoS处理。 QoS主要处理机制分为：流分类、监管、队列调度、拥塞处理、整形，它们的实现复杂度是影响QoS处理性能的关键 Total link capacity: 总链路容量 Shared bandwidth: 共享带宽 Maximum bandwidth:最大带宽 Reserved for OAM and queue length reporting:预留给OAM和队列长度报告 Assured bandwidth： 保证带宽 non-assured bandwidth： 非保证带宽 additional :附加的 Guaranteed：有保证的

50 目录 第一章 GPON系统构成 第二章 GPON帧结构 第三章 GPON工作原理 第四章 GPON体系结构及特性 第五章 GPON的加密

51 5.1 GPON系统的加密（1/3） GPON系统的加密方式： 1）加密方式 采用AES-128 2）加密单位 PORT-ID，可软件打开或关闭 3）加密方向 下行数据流 4）密码来源 ONU 5）密码更新触发源 OLT

52 5.1 GPON系统的加密（2/3） 加密流程 密钥更换由OLT发起密钥更换请求;
ONU响应并将生成的新的密钥，并分两部分发给OLT，且重复发送三次 ; OLT收到了新的密钥后，就要开始进行密钥切换，将使用新的密钥的帧号通过相关的命令通知ONU（也是三次） ; ONU在相应的数据帧上切换校验密钥。

53 5.1 GPON系统的加密（3/3） 密码切换的定时基准 ------GTC帧中的超帧计数器

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