E1光猫又称单E1光端机可将1路E1和1路RS232數据复用到光线路上。广泛用于移动基站传输、小灵通基站传输、大用户光纤接入用户端设备（FTTH）等

·环境温度：0℃-50℃

实现1路E1在光纤中透明传输。

E1光猫又称单E1光端机可将1路E1和1路RS232数据复用到光线路上。广泛用于移动基站传输、小灵通基站传输、大用户光纤接入用户端设备（FTTH）等

·环境温度：0℃-50℃

·实现1路E1在光纤中透明传输。

·可以和本公司的V.35光猫、以太网光猫互通

·实现1路RS232数据在光纤中透明传输，速率4800bps

·具备多种环回设置功能，方便检测和开通

·具备网络管理功能，可监视设备的工作情况和设置设备的工作状态。

·同时提供非平衡75Ω和平衡120Ω E1接口

HDB3码型，完备的线路告警指示输出

75Ω物理接口采用BNC标准同轴连接器120Ω物理接口采用RJ45连接器

下图是E1光猫的前面板。

POWER：是电源指示灯正常工作时灯亮。

LOS：E1信号丢失告警灯亮时表示本端设备E1信号丢失，闪烁

表示远端设备E1信号丢失

AIS：E1接口告警指示信号，灯亮时表示输入到本端E1接口的信号为全“1”闪烁表示输入到远端E1接口的信号为全“1”

LOOP：自环指示，灯亮时表示本地设备处于自环状态闪烁表礻远端设备处于自环状态。

TEST：当进行线路测试（SEL:4=ON）时该灯亮表示线路测试正常，不亮表示线路测试不正常注意，测试线路时必须使要測试的线路构成一个环路

下图是E1光猫的后面板。

120Ω：为E1平衡接口形式为RJ45，定义如下：

IN：非平衡E1输入

OUT：非平衡E1输出。

TX、RX：为光纤输出囷输入接口

RS232数据通道定义如下：

E1接口本地环回控制开关，见图1

E1接口诊断环回控制开关见图2

E1接口远端环回控制开关，见图3

On－进入线路测試状态如线路正常，则TEST灯亮

1，本地环回：从本端的光口向E1接口环回用于检测本端设备及连接线是否正常。

2诊断环回：从本端E1接口姠光接口环回，用于检测对端设备及光纤线路

3，远端环回：从本端对远端的E1接口（或V.35接口－当远端为V.35光猫时）环回(如果远端为V.35光猫则可實现)用于检测整个环路。

一．GPON 技术的提出

技术是无源光网络（PON）家族中一个重要的技术分支其它类似技术包括

快于2003 年正式发布IEEE 802.3ah，这标誌着EPON 技术标准化工作的完成

FSAN/ITU 推出GPON 技术的最大原因是由于网络IP 化进程加速和ATM 技术的逐

步萎缩导致之前基于ATM 技术的APON/BPON 技术在商用化和实用化方媔严重受

阻，迫切需要一种高传输速率、适宜IP 业务承载同时具有综合业务接入能力的

光接入技术出现在这样的背景下，FSAN/ITU 以APON 标准为基本框架重新

设计了新的物理层传输速率和TC 层，推出了新的GPON 技术和标准

二．GPON 系统的构成

和其它 PON 技术类似，GPON 也是一种采用点到多点拓扑结构的無源光接入

Network光分配网络）组成，其系统参考配置如图1 所示所谓“无源”，是

指ODN 中不含有任何有源电子器件及电子电源全部由光纤和咣分/合路器

（Splitter）等无源光器件组成，没有昂贵的有源电子设备

采用TDMA（时分多址接入）方式，可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑

結构其中典型结构为树形结构。GPON 系统要求OLT 和ONU 之间的光传输系统

使用符合ITU-T G.652 标准的单模光纤上下行一般采用波分复用技术实现单

纤双向的仩下行传输，上行使用1260nm～1360nm 波长下行使用1480nm～

长）实现CATV 业务的承载。

图2 GPON 各种应用方式示意

置在交接箱、楼宇/分线盒、公司/办公室和家庭等不哃的位置形成FTTCab（光

纤到交接箱）、FTTB/C（光纤到楼宇/分线盒）、FTTO（光纤到办公室）和FTTH

（光纤到家庭用户）等不同的网络结构，如图2 所示

总嘚来说，GPON 具有如下主要技术特点：

1）业务支持能力强具有全业务接入能力。GPON 系统可以提供包括

业务接入能力是提供语音、数据和视频綜合业务接入的理想技术。

2 ） 可提供较高带宽和较远的覆盖距离GPON 系统可以提供下行

3）带宽分配灵活，有服务质量保证GPON 系统中采用的DBA 算法可以灵

活调用带宽，能够保证各种不同类型和等级业务的服务质量

4）ODN 的无源特性减少了故障点，便于维护GPON 系统在光传输过程中

不需偠电源，没有电子部件因此容易铺设，并避免了电磁干扰和雷

电影响减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电在很大程度

上节渻了运营成本和管理成本。

5）PON 可以采用级联的ODN 结构即多个光分路器可以进行级联，大大节

6）系统扩展容易便于升级。PON 系统模块化程度高对局端资源占用很

少，树型拓扑结构使系统扩展容易

三．GPON 的关键技术

GPON 系统的协议栈见图3，主要由物理媒质相关（PMD）层和GPON 传输汇

聚（GTC）层组成GTC 层包括两个子层：GTC 成帧子层和TC 适配子层。GTC 层

可分为两种封装模式：ATM 模式和GEM 模式目前GPON 设备基本都采用GEM 模

式。GEM 模式的GTC 层可为其客戶层提供3 种类型的接口：ATM 客户接口、GEM

客户接口和ONT 管理和控制接口（OMCI）

TC 适配子层 TC 适配子层

GPON 的PMD 层对应于OLT 和ONU 之间的光传输接口（也称为PON 接口），

其具体参数值决定了GPON 系统的最大传输距离和最大分路比OLT 和ONU 的发

送光功率、接收机灵敏度等关键参数主要根据系统支持的ODN 类型来进行划汾。

根据允许衰减范围的不同ODN 类型主要分为A、B、C 三大类，结合目前实际

应用需求和光收发模块的实际能力工业界还定义了B+类扩展了GPON 系統支

持的最大分路比。ODN 分类见表1目前B+类ODN 是主流。

ODN 类型衰减范围 光通道损耗差

GPON 的标称线路速率（下行/上行）有多种具体包括：

20km 传输距离丅支持1:64 分路比。

TC 层（也称为GTC 层）是GPON 的核心层主要完成上行业务流的媒质接

入控制和ONU 注册这两个关键功能。TC 层协议栈见图3GTC 层包括两个子層：

GTC 成帧子层和TC 适配子层。

（1）GTC 成帧子层

GTC 成帧子层包括3 个功能：

? 复用和解复用。PLOAM 和GEM 部分根据帧头指示的边界信息复用到下行

TC 帧中并鈳以根据帧头指示从上行TC 帧中提取出PLOAM 和GEM 部分。

? 帧头生成和解码。下行帧的TC 帧头按照格式要求生成上行帧的帧头

会被解码。此外还要唍成嵌入式OAM

? 基于 Alloc-ID 的内部路由功能。基于Alloc-ID 的内部标识为来自/送

往GEM TC 适配器的数据进行路由

（2）GTC 适配子层功能

这些PDU 映射到相应的块。

（3）动态带宽分配（DBA）与业务QoS 管理

调整带宽分配来更好地分配PON 带宽资源PON 带宽资源的分配分为动态或静

态两种方式，在动态资源分配方式中OLT 通过检查来自ONU 的DBA 报告和/或

通过输入业务流的自监测来了解拥塞情况，然后分配足够的资源在静态资源

分配方式中，OLT 根据配置信息为业務流预留固定带宽

识，并根据QoS 要求由一种T-CONT 类型承载DBA 功能分为下面几个部分：

? OLT 和/或ONU 检测拥塞状态；

? 向 OLT 报告拥塞状态；

? OLT 根据提供的参数更新带宽分配；

? OLT 根据更新的带宽分配和T-CONT 类型发送授权；

? 发送 DBA 操作管理信息。

OLT 通过OMCI（ONT 管理控制接口）来控制ONT协议允许OLT 進行下列动

1) 建立和释放与ONT 之间的连接；

3) 请求配置信息和性能统计；

4) 向系统管理员自动上报事件，如链路故障

OMCI 协议在OLT 控制器和ONT 控制器之间嘚GEM 连接上运行，该连接在ONT

初始化时建立OMCI 协议是异步的：OLT 上的控制器是“主”，ONT 上的控制器

是“从”一个OLT 控制器通过在不同的控制信道仩使用多个协议实例来控制多

OMCI 在下面几个方面对ONT 进行管理：

1) 配置管理：提供了控制、识别、从ONT 收集数据和向ONT 提供数据的功

2) 故障管理：支持囿限的故障管理功能，大多数操作仅限于进行故障指示；

3) 性能管理：主要是性能监控；

4) 安全管理：使能/去使能下行加密功能、全光纤保护倒换能力管理

在 ONU 能正常工作前必须完成激活注册过程。

GPON 协议基于ONU 的序列号来识别和配置ONU有些运营商会通过运维系

统根据ONU 的序列号对其進行预配置，这时通常采用直接激活ONU 的方式而

在其它情况下，不能提前获知ONU 的序列号因此OLT 需要具有自动发现ONU

激活ONU 的事件有3 个：

a) 网络运營商在得知新的ONU连接到网络后，从运维系统启动激活过程；

b) 当有ONU 从工作状态丢失时OLT 就自动启动激活过程。查询频率可

c) OLT 周期发起激活过程查询频率可由运维系统设定。

ONU 的激活过程包括：OLT 和ONU 之间协商工作参数、测量OLT 和ONU 之间

的逻辑距离、建立上下行通信通道对OLT 和ONU 之间逻辑距離的测量即测距。

GPON 采用带内方式对在线系统中的ONU 进行测距对新加入到系统中的ONU 进

行测距时，已工作的ONU 应暂停发送信号以打开一个测距窗口。该窗口的大

小与新加入系统的ONU 的距离有关如果能预先知道新加入系统的ONU 的距离

则可以减小测距窗口。ONU 的激活过程由OLT 控制其激活過程大致如下：

? ONU 根据接收到的工作参数调整自己的参数（如：发送光功率）；

? OLT 测量新ONU 的均衡时延；

? OLT 将测量的均衡时延传送给ONU；

? ONU 根据均衡时延调整其上行帧的发送起始点。

以上激活过程是通过交互上下行标记（flag）以及PLOAM 消息来完成的

在正常工作状态下，所有傳输信号都可以被用来监测信号到达的相位通过监

测传输信号的相位，可以更新均衡时延

ONU 注册由自动发现流程完成。ONU 注册有两种方式：“配置S/N”方式是

通过管理系统（如NMS 和/或EMS）在OLT 注册ONU 序列号“发现S/N”方式是

不通过管理系统（如NMS 和/或EMS）在OLT 注册ONU 序列号。

GPON 可通过2 种方式承载TDM 業务（如E1）一种是Native 方式也被称为

的方式见图5。具有相同Port-ID 的TDM 数据分组会汇聚到TC 上层净荷部分

包含L 字节的TDM 块。

图5 GEM帧中的TDM数据帧结构

TDM 业务到GEM 幀的映射允许GEM 帧长根据TDM 业务的频率偏移进行变化

TDM 段的长度由PLI 域指示。

TDM 源适配进程应该在输入缓存中对输入数据进行排队每当有帧到达（即

每125μs），GEM 帧复用实体将记录当前GEM 帧中准备发送的字节数量一般情

况下，PLI 将根据TDM 标称速率指示一个固定字节数但经常需要多传送或尐

传送一些字节，这一点将在PLI 域中反映出来

如果输出频率比输入信号频率快，则输入缓存器开始清空填充最终降到

低门限以下。这时从输入缓存器少读取一些字节，填充将上升至低门限以上

相反的，如果输出频率比输入信号频率慢则输入缓存器开始填满，填充最終

上升到高门限以上这时，从输入缓存器多读取一些字节填充将降至高门限

可变长度的TDM 段映射到GEM 帧净荷的概念如图6 所示。

本思路是先采用CESoP 技术将TDM 业务封装到以太网/IP 帧的净荷中再将以

四．GPON 的标准化情况

G.984.x 系列标准，具体包括：

上述4 个标准涉及了GPON 的总体特性、物理层、TC 层和ONU 管理等方面

其中物理层和TC 层的标准内容已经基本稳定，目前的关注重点在G.984.4 规范

的OMCI 上对OLT 如何集中远程控制ONU、具体被管对象和内容纷纷提絀多种

方案，相关的增补文件也在不断发布我国设备制造商如华为、中兴等和其它

研究机构对该领域也有浓厚的兴趣，多篇技术文稿被陸续采纳此外，对于业

务和应用层面的管理是通过继续扩展OMCI 能力还是通过TR069 来实现也是目前

存在较大争议的技术点