GPON关键技术－通用成帧协议研究

　　GFP的组成从功能上看，可分成公共部分和特定客户部分。前者用于所有的GFP帧的数据流，包括诸如PDU定界、数据链路同步、扰码、客户PDU复用，以及与客户无关的性能监控等；后者负责把客户PDU数据装入GFP负荷中，与客户有关的性能监控以及运转、维护和管理（OA&M）。GFP的帧结构详见图4所示

　　四、针对GPON的GFP 封装

　　由于GFP提供以高效简单的方式在同步传送网上传送不同业务的通用机制，故它用作GPON TC层的基础是十分理想的。使用GFP时，GPON TC层本质上是同步的，并使用标准的SONET 8kHz（125μm）帧，这使GPON能够直接支持TDM业务。

　　但是，由于考虑到GPON多ONU、多路复用的情况，制定了针对GPON的GFP帧，如图5所示。在GFP帧的头部引入了Port ID，用于支持多端口复用；还引入了Frag（Fragment）分段指示以提高系统的有效带宽，第一个分段的Frag值为10，中间分段的Frag值为00，最后一个分段的Frag值为01，若承载的是整帧，Frag的值为11。而且针对GPON的GFP帧也不支持透明传输模式。

　　GPON下行的帧结构如图6所示，帧长125μs，包含PCBd（PCB downstream）及负荷区，负荷区透明承载ATM信元及GFP帧。ONU根据PCBd获取同步等信息，并依据ATM信元头的VPI/VCI过滤ATM信元头的VPI/VCI过滤ATM信元，依据GFP帧头的Port ID过滤GFP帧。

　　PCBd模块组成主要有：

　　（1）Psync（Physical synchronization，物理层同步）：用作ONU与OLT同步，值为0xF628；
　　（2)Ident：用作指示超帧，值为0时指示一个超帧的开始；
　　（3)PLOAMd（PLOAM down-stream）：用于承载下行PLOAM信息；
　　（4)BIP：比特间插奇偶校验8bit码，用作误码监测；
　　（5)Plend（Payload Length downstream）：用于说明US BW Map域的长度及载荷中ATM信元的数目，为了防止出错，Plend出现两次，它包含三个域分别是BLEN（说明US BW Map域的长度）、ALEN（说明ATM信元的数目）、CRC（提供校验）；
　　（6）US BW Map域介绍如下：
　　⊙Allocation ID指明授权发送的ID标识，一个Allocation ID对应于一个传 输聚合实体T-CONT（Transmission Container），一个ONU可分配多个 Allocation ID；
　　⊙Flags：指明上行帧的开销，比特0置位指示特定的T-CONT发送PCBu （PCB upstream），比特1置位指示对应的ONU传输时应采取FEC（Forward Error Correction）措施，比特2置位指示对应的ONU发送PLOAMu信息， 比特3置位指示对应得ONU发送PLSu（Power Levelling Sequence，功率 测量序列）；
　　⊙SSTART：指明发送起始的时隙位置；
　　⊙SSTOP：指明发送中止的时隙位置；
　　⊙RESERVED：保留将来使用；
　　⊙CRC：提供整个US BW Map域的校验。

　　GPON上行的帧结构如图7所示，具体内容如下：

　　（1）PLOu（Physical Layer Overhead upstream，上行物理层开销）用于突发传输同步，包含前导码、定界符、BIP、PLOAMu指示及FEC指示，其长度由OLT在初始化ONU时设置，ONU在占据上行信道后首先发送PLOu单元，以适OLT能够快速同步并正确接受ONU的数据；

　　（2）PLSu：功率测量序列，长度为120字节，用于调整光功率；

　　（3）PLOAMu（PLOAM upstream）：用于承载上行PLOAM信息，包含ONU ID、Message及CRC，长度为13字节；

　　（4）PCBu：包含DBA域及CRC域，用于申请上行带宽，共2字节；

　　（5）Payload域：填充ATM信元或者GFP帧。

　　从上述对GPON的GFP封装及上下行帧格式的叙述可以看出，GPON的封装是高效透明的，其OAM机制也是相当完善的。GPON还支持上下行多种速率组合的不对称传输，这也为其应用提供了方便。

　　五、结语

本文重点讨论了GPON及其中的几个关键技术，特别是GPON的核心技术通用成帧协议（GFP），由于GPON采用了它，使GPON更加有效支持各种数据业务，使无源光网络更加具有吸引力， 作为一个宽带接入网技术标准，能够支持多业务，并具有最丰富的OAM&P特点，而且还为未来发展更多业务方面提供简便性和极好的扩展性。由于接入网是最靠近最终用户的一层，故其特征是包容