GPON业务复用原理及应用分析

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1 引言

随着经济的飞速发展和互联网行业的迅猛前进，用户对互联网的质量和速度提出更高的要求，传统的XDSL技术很难解决距离和带宽的矛盾。GPON（Passive Optical Networks）是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络，采用光纤传输数据，具有覆盖用户数量多、传输距离远、传输速率快和可靠性高等特点，因此，pon网络取代XDSL成为必然的趋势。主流的PON技术包括 BPON(Broadband Passive Optical Network)、EPON（Ethernet Passive Optical Network）和GPON（Gigabit Passive Optical Network）等，其中GPON是目前使用最广泛的光接入主流技术。本文介绍了GPON系统业务复用原理，并通过一个ONU故障进行进一步的应用阐述。

2 GPON系统介绍

2.1 组网结构

GPON支持1.25Gbit/s的上行带宽和2.5Gbit/s的下行带宽。GPON网络主要由三部分组成，即位于机房终端的终结PON协议的汇聚设备OLT（Optical Line Terminal）、位于客户端为用户提供应用接口的用户侧终端ONU（Optical Network Unit）以及连接OLT和ONU的ODN（Optical Distribution Network）组成，其网络架构如图1所示。

2.2 业务复用原理

图1 GPON网络架构

GEM帧（GPON Encapsulation Mode） 是 GPON技术中最小的业务承载单元。业务通过封装在GEM帧中在GPON线路上传输，不用的业务由不同的GEM port标识，每个GEM port可以承载一种或者多种业务，而GEM port通过唯一的port-ID标识[1]。

T-CONT承载着GPON上行方向的业务，所有的GEM port都要映射到T-CONT中，由OLT通过DBA（Dynamically Bandwidth Assignment）对上行带宽进行分配。每个T-CONT可以根据用户需求配置一个或者多个GEM port，并且通过唯一的Alloc-ID进行标识。

DBA包括五种不同的类型，如表1所示，每种类型的QoS不一样，主要体现在固定带宽、保证带宽、最大带宽及其混合模式方面。我们要根据不同业务的需求选择相应类型的T-CONT。

图2为GEM port和T-CONT实现ONU业务复用的原理。在上行方向，不同的业务先在ONU上映射到不同的GEM port中，GEM port根据业务需求再映射到相应类型的T-CONT中进行上传。在OLT端，T-CONT首先解调GEM port单元，对解调出的业务进行识别匹配后，送入相应的业务处理单元进行处理。而在下行方向，OLT上所有的业务在业务处理单元中被封装到GEM port中，然后广播到该OLT下所有ONU上，ONU根据GEM port ID对数据进行筛选，选出属于该ONU的GEM port，从而将业务送入用户设备中[1]

表1 T-CONT类型

图2 GPON系统业务复用原理

3 ONU故障分析及处理

区域维护人员反映，有一光猫为华为MA5672的用户报故，说上网时电话有杂音，电话通话正常时网速却慢，同时用户的使用习惯是经常上传文件，对上行速率有一定的要求。

通过对该MA5672进行查询，我发现在对用户ONU进行配置时，语音和宽带的优先级配置相同，都为0，如图3所示。根据实际使用需求，语音的优先级配置得更高一点，用户的使用感会有所提升。

图3 优先级配置

同时，我发现，该MA5672的语音业务和宽带业务共用一个模板ID为75的DBA带宽，该带宽类型为type2，保证带宽5M，如图4所示。由于用户的业务要求全天上传文件，对上行速率的需求比较大，我排查用户实时上行流量，发现宽带业务流上行带宽过大，接近5M带宽，如图5所示。可以推测，用户语音和网速无法同时正常使用的原因是DBA带宽受限所致。

针对上述情况，我首先在业务模板里新建了一个T-CONT，绑定一个为语音业务单独设置的DBA，该DBA模板ID为15，带宽类型为type1，上行带宽为2M固定带宽，保证语音业务的高质量，然后让宽带业务和语音业务分别绑定不同的T-CONT，将业务进行隔离，如图6所示。

图4 语音业务和宽带业务共用一个DBA带宽

图5 用户实时上行带宽

为解决故障，将宽带业务映射到gemport 0，gemport 0映射到T-CONT 1，T-CONT 1的DBA是类型为type2的5M保证带宽，宽带业务的优先级为0；语音业务映射到gemport 1，gemport 1映射到T-CONT 2，T-CONT 2的DBA是类型为type1的2M固定带宽，语音业务的优先级为1。在对用户的ONU进行重新配置后，用户宽带业务和语音业务可以正常使用，故障得以解除。

图6 故障处理命令

4 结论

随着GPON技术的不断发展完善，针对用户需求，技术人员开发出的GPON设备种类也越来越多，我们不能只熟悉常用设备的应用，还应加强对GPON的学习，从技术层面理解设备的应用原理，这样才能根据用户的需求对设备进行最适当的配置，才能更好地服务客户。