第九章光網絡光同步數字網–SDH

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SynchronousDigitalHierarchy

SDH出現的時代背景

SDH：同步數字傳輸體制（SynchronousDigitalHierarchy–SDH），是一種傳輸的體制（協議），它規范了數字信號的幀結構、復用方式、傳輸速率等級、接口碼型等特性。不得不提的是：PDH：準同步數字系列（PlesiochronousDigitalHierarchy-PDH）

規范了數字信號的幀結構、復用方式、傳輸速率等級、接口碼型等特性。兩種傳輸體制的根本區別：幀結構不同，映射和復用路徑不同，同步方式不同。SDH和PDH

光端機

光端機

電端機

電端機微波收發信機微波收發信機程控交換機程控交換機移動交換機移動交換機分組交換機分組交換機傳輸設備交換設備交換設備

用戶終端設備基站衛星模擬用戶線中繼線模擬用戶線中繼線2Mb/s300~3400Hz300~3400Hz基站微波光纖PCM

用戶終端設備2Mb/s交換網傳輸網接入網接入網交換網PCMPDHSDHWDMPDHSDHWDM通信網的基本結構PDH的基本幀結構

量化編碼抽樣量化編碼抽樣量化編碼抽樣PCM30/32時隙復用2M輸出n2M輸出12M輸入n2M輸入1300~3400Hz模擬信號64kbit/s數字信號交換時分用戶電路信令同步TS0TS1TS2TS15TS16TS17TS3116~30個話路1~15個話路隨路信令同步碼32時隙（125μs）8bit傳輸速率=32×8/(125×10-6)=2.048Mbit/s（簡稱2M）

2M幀結構︷︸︸程控交換機原理2.048kbit/s幀:

32x8bit=256bitin125μs編碼的語音/數據信號編碼的語音/數據信號信令信息時隙0123456789101112131415161718192021222324252627282930312Mbit/s幀結構Si:保留給國際使用Sa4:非緊急告警(0=告警)A:遠端告警(1=緊急告警)Sa4toSa8:空余比特或用于數據鏈路信息(點對點應用)FAS:幀同步信號(0011011)NFAS:非幀同步信號2.048kbit/s幀結構:32x8bit=256bitin125μs

Si0011011編碼的語音/數據信號編碼的語音/數據信號信令信息時隙

Si1ASaSaSaSaSa

45678幀同步字節(frames0,2,4...)非幀同步字節(frames1,3,5...)

(M)0123456789101112131415161718192021222324252627282930312Mbit/s幀結構Si:保留給國際使用Sa4:非緊急告警(0=告警)A:遠端告警(1=緊急告警Y:對端復幀告警(1=Alarm)E:CRC誤碼指示(0=Error)Sa4toSa8:空余比特或用于數據鏈路信息(點對點應用)FAS:幀同步信號(0011011)NFAS:非幀同步信號用戶信令.n用戶信令.n+152.048kbit/s幀結構:

32x8bit=256bitin125μs

Si0011011編碼的語音/數據信號編碼的語音/數據信號信令信息時隙

Si1ASaSaSaSaSa

45678幀同步字節(偶數幀.)非幀同步字節(奇數幀)

(M)

0000xYxx

abcdabcdMFASNMFAS第0幀第1...15&17...31幀0123456789101112131415161718192021222324252627282930312Mbit/s幀結構2.048kbit/s復幀,ITU-TG.704fr15fr0fr1fr2fr3fr4fr5fr6fr7fr8fr9fr10fr11fr12fr13fr14fr15復幀子復幀1子復幀2用戶信令.n用戶信令.n+152.048kbit/sframe:

32x8bit=256比特in125μs

Si0011011編碼的語音/數據信號編碼的語音/數據信號信令信息時隙

Si1ASaSaSaSaSa

45678幀同步字節(偶數幀.)非幀同步字節(奇數幀)

(M)

0000xYxx

abcdabcdMFASNMFAS第0幀第1...15&17...31幀012345678910111213141516171819202122232425262728293031Si:保留給國際使用Sa4:非緊急告警(0=告警)A:遠端告警(1=緊急告警Y:對端復幀告警(1=告警)Sa4toSa8:空余比特或用于數據鏈路信息(點對點應用)FAS:幀同步信號(0011011)NFAS:非幀同步信號2Mbit/s幀結構2.048kb/s復幀,ITU-TG.704fr15fr0fr1fr2fr3fr4fr5fr6fr7fr8fr9fr10fr11fr12fr13fr14fr15復幀子復幀1子復幀2Si:保留給國際使用Sa4:非緊急告警(0=告警)A:遠端告警(1=緊急告警)Y:對端復幀告警(1=告警)E:CRC誤碼指示(0=誤碼)M:復幀定位信號(CRC復幀定位:001011)Sa4toSa8:空余比特或用于數據鏈路信息(點對點應用)FAS:幀同步信號(0011011)NFAS:非幀同步信號用戶信令.n用戶信令.n+15

Si0011011

Si1ASaSaSaSaSa

45678幀同步字節(偶數幀.)非幀同步字節(奇數幀)

(M)

0000xYxx

abcdabcdMFASNMFAS第0幀第1...15&17...31幀Timeslot0ofCRCmultiframe:子復幀1子復幀22.048kb/s幀:

32x8bit=256bitin125μs編碼的語音/數據信號編碼的語音/數據信號信令信息時隙0

123456789101112131415161718192021222324252627282930310FAS

C10011011

C40011011

C10011011

C40011011

01ASaSaSaSaSa

11ASaSaSaSaSa

11ASaSaSaSaSa

E21ASaSaSaSaSa1NFAS6FAS7NFAS8FAS9NFAS14FAS15NFAS256X8比特=2048比特256X8比特=2048比特2Mbit/s幀結構PDH的三種速率：2Mb/s;34Mb/s;140Mb/s

SDH的優缺點

美國Bell通信研究所于1986年首先提出了用一整套分等級的標準數字傳遞結構組成的同步光網絡SONET

體制。CCITT（現在ITU-T）于1988年接受了這一概念，并重命名為同步數字體系SDH，使其成為不僅適用于光纖傳輸，也適用于微波和衛星傳輸的通用技術體制。

SDH系統中，整個同步網絡的各級時鐘都來自一個非常精確的主時鐘（昂貴的銫原子鐘，1秒穩定度為10-11。現在的光鐘：光頻基準，１秒穩定度10-1５－10-1８）。

CCITT：InternationalconsultativecommitteeontelecommunicationsandTelegraphITU-T：InternationalTelecommunicationsUnion

SONET：SynchronousOpticalNetworkSDH的誕生SDH網由終端復用器(TM)、分插復用器(ADM)、再生中繼器(REG)和同步數字交叉連接設備(SDXC)基本網元組成,在光纖上進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的網絡。TM終端復用器ADM（SDXC）分插復用器TM終端復用器REG再生器支路信號支路信號支路信號1.對網絡節點接口進行了統一的規范(速率等級、幀結構、復接方法、線路接口、監控管理等)，使各廠家設備橫向兼容；

2.可容納北美、日本和歐洲PDH系列(1.5M、2M、6.3M、34M、45M和140M)，便于PDH向SDH過渡；SDH的基本概念和特點3.采用了同步復用方式和靈活的復用映射結構，因而只需利用軟件即可從高速信號中直接分插出低速信號，使上下業務十分容易；

4.SDH的網同步和靈活的復用方式，大大簡化了數字交叉連接功能的實現，便于根據用戶的需要進行動態組網和新業務接入；

5.幀結構中安排了豐富的開銷比特(段開銷和通道開銷)，提高了網絡的運行、管理和維護能力；

6.

SDH是智能化的設備，兼有終結、分插復用和交叉連接功能，可通過遠控靈活組網和管理；

7.采用級聯技術，實現了IPoverSDH。真正的同步復用：便于上下業務；標準光接口：便于橫向兼容；強大的網管能力：便于維護管理。SDH的核心SDH是從統一的國家電信網和國際互通的高度來組建數字通信網，是構成綜合業務數字網ISDN、特別是寬帶綜合業務數字網B-ISDN的重要組成部分。按SDH組建的網是一個高度統一的、標準化的、智能化的網絡。

當組建SDH傳輸網時，原有PDH傳輸網不會作廢，兩種傳輸網共同存在，也即可用SDH網傳送PDH業務。另外，異步轉移模式（ATM）信號、FDDI信號等其他體制的信號也可用SDH網來傳輸。

SDH傳輸網怎樣實現這種兼容性？SDH網中，基本傳輸模塊STM-1可以容納PDH的三個數字信號系列（2Mb/s，34Mb/s，140Mb/s）和其它的各種體制的數字信號系列----ATM、FDDI、DQDB等，從而體現了SDH的前向兼容性和后向兼容性，確保了PDH向SDH和ATM向SDH的順利過渡。

SDH怎樣容納各種體制的信號？SDH把各種體制的低速信號在網絡邊界處（例如SDH/PDH起點）復用進STM-1的幀結構中，在網絡邊界處（終點）再將它們拆分出來。SDH的兼容性–

決定成本

在SDH網中，SDH信號實際上起著運貨車的功能。它將各種不同體制的信號（主要指PDH信號）象貨物一樣打成不同大小的（速率級別）信息包，然后裝入貨車（STM-N幀）中，在SDH的主干道（光纖上）傳輸。在接收端，從貨車上卸下打成貨包的貨物（其它體制的信號），然后拆包，恢復出原來體制的信號。1.頻帶利用率不如PDH系統（因為大量開銷字節及空字節）；3.強大的軟件控制能力使管理更方便、功能更強大，但也有潛在的重大故障隱患（病毒、操作失誤或死機等）。技術和功能上的復雜性大大增加（因為采用了指針調整技術,

須采用亞微米CMOS超大規模集成電路）；SDH155M2M2M140M2M34/14034MSDH155M2/88/348M2M2M2M2M64個2MPDH140M140M63個2M64個2MSDH155M34M48個2M34M34MSDH缺點—

有利必有弊SDH幀結構

STM-N幀結構–

逐行傳送塊狀幀結構：由橫向270xN列和縱向9行字節(一個字節為8比特)組成；字節傳輸：從左上角第一個字節開始,從左到右,自上而下按順序傳送,直至整個9x270個字節傳完后轉入下一幀；幀周期125μs，每秒傳8000幀.STM-1,每秒傳送速率=8000x9x270x8=155.52Mb/sSTM-4=4x155.52=622.08Mb/sSTM-16=16x155.52=2488.32Mb/sSTM-N幀結構SDH開銷段開銷(SOH)：STM幀結構中為了保證信息正常靈活傳送所必需的附加字節，主要是些維護管理字節，如誤碼監視，幀定位，數據通信，公務通信和自動倒換字節等。分為中繼段開銷和復用段開銷。STM-1中有8x9=72個字節(72x8=576個比特)可用于段開銷。中繼段開銷（RSOH）：對STM-N整體信息結構進行監控；復用段開銷（MSOH）：對STM-N中復用段層信息進行監控。RSOH、MSOH和POH：構成SDH層層細化的監控體制。POH：信息包中的通道開銷。SDH段開銷（SOH）A1A2:定幀字節J0：再生段蹤跡字節D1--D12：數據通信字節E1E2：公務聯絡字節F1：使用者通道字節B1：BIP-8字節B2：BIP-NX24字節K1K2：自動保護倒換字節S1：同步狀態字節M1：段遠段誤碼塊字節Z1Z2：備用字節STM-1中開銷字節安排A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A2D2A2A2A2A2A2A2A2A2A2J0A2A2A1K2B2F1D5D3B1B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2E1K1D1D6D7D8D9D11M1D12D10D4E2S136字節管理單元指針圖STM-4SOH字節安排

以字節交錯間插方式構成STM-4開銷時，第一個STM-1的段開銷被完整保留，其余STM-1的段開銷僅保留A1、A2和B2，其它均應略去。A1=11110110，A2=00101000，用于識別幀的起始位置。

收信正常時，再生器直接轉發A1、A2字節；收信故障時，再生器產生A1、A2字節，全透明傳送。

收端設備搜索不到A1、A2超過625s就出現幀失步(OOF)告警，OOF持續3ms以上將出現幀丟失(LOF)告警。μSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-N搜索A1、A2連續5幀搜索不到產生R-OOF持續3msR-LOF下插全“1”定幀持續1ms以上R-LOF告警消失SOH定幀字節A1和A2功能SDH的三個步驟

SDH網可傳送PDH業務，及異步轉移模式（ATM）信號、FDDI信號等其他體制的信號。各種業務信號復用進STM-N幀的過程都要經歷映射、定位和復用三個步驟。SDH的三個步驟

盡管SDH提供同步幀結構，但它并不強制用戶凈荷位于SDH幀中的特定位置，相反，它允許用戶凈荷在幀內浮動，使用開銷域中的指針指出用戶凈荷的開始位置。二級指針定位：管理單元指針AU-PTR

支路單元指針TU-PTR

–

允許用戶凈荷在幀內浮動管理單元指針AU-PTR–

定位1st字節

--采用指針是SDH的重要創新管理單元指針AU-PTR

若復用的低速信號速率較低，如：2M、34M，則打包后信息包太小；

二級指針定位：先將小信息包打成中信息包，通過支路單元指針TU-PTR定位小信息包在中信息包中的位置；然后將若干中信息包打成大信息包，通過AU-PTR定位相應中信息包在大信息包中的位置。支路單元指針TU-PTR對于PDH信號：當需將PDH低速支路信號如2Mbit/s復用進SDH信號的幀（STM-N）中時，除采用同步復用和靈活的映射結構外，還通過指針定位預見低速信號在幀中的位置。這樣做的好處是：可從STM-N信號中直接分/插出低速支路信號，如2Mbit/s、34Mbit/s與140Mbit/s等。從而節省大量PDH中的復接/分接設備（背靠背設備），增加可靠性，減少信號損傷、設備成本、功耗、復雜性等，使業務的上、下更加簡便。北美標準ITU-T符號電信號符號光信號符號數據數率(Mb/s)電信號符號STS-1OC-151.84-STS-3OC-3155.52STM-1STS-12OC-12622.08STM-4STS-48OC-482488.32STM-16STS-192OC-1929953.28STM-64STS-768OC-76839813.12STM-256SDH和SONET的復用方式對于SDH信號：低速SDH信號是以字節間插方式復用進高速SDH信號的幀結構中的，因此，低速SDH信號在高速SDH信號的幀中的位置是固定的、有規律性的，也即可預見的。這樣就能從高速SDH信號中直接分/插出低速SDH信號，簡化了信號的復接和分接，使SDH體制特別適合于高速大容量的光纖通信系統。SDH的同步復用字節間插復用方式：

SDH技術有一系列標準接口速率，并具有前向和后向兼容性，即允許接入各種不同速率的PDH、Ethernet和ATM信號。由于各種支路信號間存在一定的差異，為了實現同步復用，在形成STM-1速率時，需要進行適配(映射)；另外通過指針可以完成從STM-N幀中任意上下一個支路信號。SDH靈活的映射方法

用來裝載各種速率業務信號的信息結構。針對PDH速率系列規范了

C-11、C-12、C-2、C-3、C-4

五種標準容器。基幀結構9×3-1-1/49×4-1-1

9×12-1-19×849×260容器C-11C-12C-2C-3C-4調整幀頻(kHz)2222472調整幀結構4(9×3-1)-14(9×4-2)

4(9×12-1)-1(9×84)/3(9×260)/9速率(kbit/s)16482176683248348149760調整幀非信息2864236584146基幀幀長(bit)206272848604818720調整幀幀長(bit)8241088339220162080調整幀信息(bit)7721024315614321934基幀頻率(Hz)80008000800080008000容器–

幀

用來支持SDH通道層連接的信息結構。由信息凈荷和通道開銷組成：VC-n=C-n+VC-nPOHVC-nPOH：對相應通道的監控、管理和維護。

提供高階通道層和復用段層之間適配的信息結構。由高階虛容器和管理單元指針組成：AU-n=VC-n+AU-nPTRAU-nPTR：指示VC-n凈荷起點相對于復用段幀起點間偏移.

提供低階通道層和高階通道層之間適配的信息結構。由低階虛容器和支路單元指針組成：TU-n=VC-n+TU-nPTRTU-nPTR：指示VC-n凈荷起點相對于高階VC幀起點間偏移.虛容器–

幀支路單元和支路單元組管理單元和管理單元組SDH的映射、定位和復用過程

C-11C-12C-2C-3C-4C-4-4CC-4-16CC-4-64CC-4-256CVC-12VC-11VC-2VC-3TU-11TU-12TU-2TU-3TUG-2TUG-3VC-3VC-4VC-4-4CVC-4-16CVC-4-64CVC-4-256CAU-3AU-4AU-4-4CAU-4-16CAU-4-64CAU-4-256CAUG-1AUG-4AUG-16AUG-64AUG-256STM-0STM-1STM-4STM-16STM-64STM-25611111111111444343771134指針處理復用multiplexing定位aligning映射mapping采用級聯技術支持數據業務G.707新的SDH復用路徑圖中國的SDH基本復用映射結構140M的復用步驟140M的復用步驟34M/45M的復用步驟34M/45M的復用步驟2M的復用步驟2M的復用步驟TM設備---終端復用器

ADM設備---分插復用器

DXC設備---數字交叉連接設備

REG設備---再生器。SDH的典型傳輸設備終端復用器–TM作用：完成低速支路到STM-N信號復接功能。分插復用器–ADMADM具有支路-群路（上/下支路）和群路-群路（直通）的連接能力，是SDH網絡中最具特色和應用最廣的設備。再生中繼器–REG（電）數字交叉連接設備–DXC

可以在任何端口信號速率（及其子速率）間進行可控連接和再連接的設備。由TM和ADM構成的線形網TM1TM163x2Mbit/s63x2Mbit/sADM121x2Mbit/sSTM-1STM-1SDH設備的組網–

線形網由ADM構成的環型網ADM1ADM1ADM1ADM1SDH設備的組網–

環型網由ADM和SDXC構成的環型交叉網絡SDH的DXC（稱為SDXC）21x2Mbit/sADM121x2Mbit/sADM121x2Mbit/sADM121x2Mbit/sADM1DualADM1(SDXC4/1)126x2Mbit/sSDH設備的組網–

交叉網絡由TM和ADM構成的T形網TM1TM163x2Mbit/s63x2Mbit/sADM121x2Mbit/sSTM-1STM-1LITM163x2Mbit/sSTM-1分支模塊STM-1SDH設備的組網–T型網SDH：一種數據接入方案。光接入網

–OpticalAssessNetwork（OAN）

接入網是指骨干網絡到用戶終端之間的所有設備。其長度一般為幾百米到幾公里，因而被形象地稱為“最后一公里”。由于骨干網一般采用光纖結構，傳輸速度快，因此，接入網便成為了整個網絡系統的瓶頸。接入網概念

傳統的接入網主要以銅纜的形式為用戶提供一般的語音業務和少量的數據業務。隨著社會經濟的發展，人們對各種新業務特別是寬帶綜合業務的需求日益增加，一系列接入網新技術應運而生，其中包括應用較廣泛的以現有雙絞線為基礎的銅纜新技術、混合光纖/同軸(FHC)、網技術和混合光纖/無線接入技術、無線本地環路技術(WLL/DWLL)及FTTx(光纖到Anywhere的統稱)+ETTH(EthernettotheHome)。接入網分類網絡分層網絡分層網絡分層ADSLCATV目前的接入網業務帶寬需求數據下載2MbpsVoIP,videotelephonyandvideoconference1MbpsMusicondemand,multimediacontents2MbpsOn-lineGaming1MbpsSDDigitalTV（標清電視）3MbpsHDDigitalTV（高清電視）AdditionalTVchannels(i.e.2HDDTV)10Mbps20Mbps高帶寬、全業務—

未來接入網趨勢帶寬需求的推動寬帶光接入PSTN/ISDNADSLCATV三網融合的推動解決雙絞線接入的帶寬瓶頸，滿足用戶對高帶寬業務的需求，如高清電視、實況轉播等解決雙絞線接入長距離覆蓋的問題，減少網絡節點<1Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+CopperBasedVDSL/ADSL2+CopperBasedPONFiberBased2002200320062010時間帶寬互聯網視頻會議遠程控制接入技術業務需求VoD標清電視視頻會議Game實況TVVoDHDTV<3km<2km<1km~5km覆蓋半徑光進銅退—

接入網發展趨勢

光接入網是指在接入網中采用光纖作為主要傳輸媒質的接入技術，相比較其他的如銅線接入技術和無線接入技術等而言，光接入網具有傳輸容量大、傳輸距離長、對業務透明性好等優點，是固定接入領域內最佳的解決方案。光接入網網絡拓撲結構：總線型、環型、樹型和星型，以及派生出的各種復合型。按照室外設施是否含有有源設備：無源光網絡（PON)和有源光網絡(AON)承載的業務帶寬：窄帶OAN和寬帶OAN按照ONU的位置分為：FTTC(curb路邊),FTTB,FTTZ(zone小區),FTTH，FTTO光接入網的結構OLT：OpticalLineTerminalONU：OpticalNetworkUnit根據遠端節點的電特性分為：active(AON)passive(PON)寬帶光接入網的分類PassiveOpticalNetworkOLTONUOpticalLineTerminalOpticalNetworkUnitPassiveOpticalSplitter

PSTNInternetCATVONUONU

PON是以點到多點為特征的單纖雙向無源光網絡；

PON包括三個組件：

OLT,ONU

andOpticalDistributionNetwork（ODN）；

ODN中的無源光分路器可以是一個或多個光分路器的級聯。PassiveOpticalSplitter

什么是無源光網絡PON？下行上行時分復用無源光網絡TDM-PON下行信號：OLT連續廣播發送，ONU選擇性接收上行信號：分時突發發送，采用測距技術保證上行數據不發生沖突波分復用無源光網絡WDM-PONATM-PON（APON）

APON繼承了ATM支持多種業務和QOS的優勢，標準化程度高，但業務適配復雜，業務提供能力有限，數據傳送速率和效率不高，幾年來成本居高不下。EPON

以以太網代替ATM作為鏈路層協議，消除了ATM和SDH層，降低了初始成本和運行成本，簡化了硬件設備，改進了電路的靈活指配、業務的提供和重配置能力，成為當前PON的主流應用形式。

GPON

傳輸匯聚層采用了一個全新的標準協議——通用成幀協議（GFP）；可以提供1.244Gbit/s和2.488Gbit/s的下行速率以及所有標準的上行速率，傳輸距離達到20km，具有高速高效傳輸的特點。

PON的發展演變

目前有兩個頗為引人注目的PON標準已正式發布，其中一個是由ITU/FSAN制定的GigabitPON（GPON）標準G.984.1、G.984.2；另一個是由IEEE802.3ah工作組制定的EthernetPON（EPON）標準。FSAN：全業務接入網論壇(FullServiceAccessNetworks)EPON和GPONEPON由IEEE802.3ah提出，把Ethernet技術與PON技術結合起來，其目標是用最簡單的方式實現一個點到多點結構的吉比特以太網光纖接入系統。EPON屬于IEEE以太網標準的范圍，對于向全IP網絡過渡是一個很好的選擇。特點：消除了ATM和SDH層，降低了初始成本和運行成本；可以大量采用以太網技術成熟的芯片，實現簡單，相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。主要缺點：總體效率較低，難以支持以太網之外的業務。當遇到話音/TDM業務時，就會引起QoS問題，對于主張支持多業務能力的傳統運營商來說是一個重要缺憾。EPON(EthernetPON)點到多點的光纖傳輸；在單模光纖上，以1000Mbps速率，分路比為1:32，傳輸距離達到10km；在單模光纖上，以1000Mbps速率，分路比為1:16，傳輸距離達到20km；符合ITU-TG.652要求的單模光纖；上行應使用1260nm～1360nm波長；下行應使用1480nm～1500nm波長；使用1540nm～1560nm波長實現CATV業務（可選）；重要指標\接口類型1000BASE-PX101000BASE-PX20傳輸距離（km）1020分光比1:321:16過載光功率（dbm）4（1000BASE-PX10-D）2（1000BASE-PX10-U）4（1000BASE-PX20-D）7（1000BASE-PX20-U）接收靈敏度（dbm）-24（1000BASE-PX10-D）-24（1000BASE-PX10-U）-27（1000BASE-PX20-D）-24（1000BASE-PX20-U）EPON基本指標ITU-TFSAN在2001年1月差不多EFMA提出EPON概念的同時，也開始進行1Gb/s以上的PON標準的研究。2002年9月FSAN提出了具有前所未有的高比特速率（最高2.4Gb/s）、能以原有格式（可以說是透傳）和極高的效率（帶寬利用率可以達到90%以上）傳送多種業務（包括TDM和數據）的光接入網GPON解決方案,并于2003年1月通過有關GPON的新標準—G.984.1和G.984.2，根據這一最新標準，GPON可以提供1.244

和2.488Gb/s

的下行速率和ITU規定的多種標準上行速率，可以靈活地提供對稱和非對稱速率。傳輸距離至少達20km，系統分路比可以為1:16、1:32、1:64、乃至1:128，而且支持各種接入服務，OAM&P（Operation、Administration、Provisioning）功能以及可升級能力，特別是非常有效地支持原有格式的數據分組和TDM流。GPON(GigabitPON)GPON系統采用WDM技術，實現單纖雙向傳輸（強制）。為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，采用以下兩種復用技術：下行數據流采用廣播技術；上行數據流采用TDMA技術。1490nm1310nmGPON原理–

數據復用

GPON提供以下幾種異步傳輸速率：0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown 0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown

1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（目前的主流支持速率） 2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown

支持最大邏輯距離為：60km

支持最大物理距離為：20km

支持最大距離差為：20km

分光比為1：64，可升級為1：128GPON基本指標EPON和GPON兩種技術都有各自的特點。EPON以兼容以太網技術為目的，是802.3協議在光接入網上的延續，充分繼承了以太網價格低、協議靈活、技術成熟等優勢，具有廣泛的市場和良好的兼容性。GPON定位于電信業面向多業務、具備QoS保證的全業務接入的需求，努力尋求一種最佳的、支持全業務的、效率最高的解決方案，提出“對全部協議開放地進行完全徹底地重新考慮”。從各自技術的特點和適用領域來說，兩種技術都有自己的典型應用環境，背后都有強大的運營商、設備制造商和標準化組織的支持。最終的結果是：兩種技術共存于未來的接入網中，這符合技術發展的規律，也是各大利益集團競爭和妥協的結果。但這樣必然導致兩種技術的不兼容，給用戶設備選擇、網絡建設以及技術升級帶來不便。EPON和GPON對比P2MPGPONEPON標準ITU.TIEEE速率2.488G/1.244G1.25G/1.25G分光比1:64~1:1281:16~1:64承載ATM,Ethernet,TDMEthernet帶寬效率92%72%QOSVerygood，includingEthernet,TDM,ATMGood,onlyEthernet光預算ClassA/B/CPx10/Px20DBA標準格式廠家自定義ONT互通OMCI無OAMITU-TG.984(強)EthernetOAM（弱，廠家擴展）EPON和GPON對比

下一代PON網絡系統xPON可以同時支持這兩種標準，即xPON設備可以根據用戶的不同需求提供不同形式的PON接入，解決了兩種技術不兼容性問題。同時xPON系統提供統一的網絡管理平臺可以管理各種業務需求，實現具有嚴格QoS保障的全業務（包括ATM,Ethernet,TDM）支持能力，通過WDM支持下行有線電視傳輸;同時可以自動識別EPON,GPON接入卡加入、撤銷；真正同時兼容EPON以及GPON網絡。對于網絡管理者來說所有管理、配置都是針對業務進行的，而不用考慮EPON和GPON技術上的差異。也就是說，EPON和GPON的技術實現對于網管是透明的，兩者的差異被屏蔽掉后提供給上層統一的接口。統一的網絡管理平臺是本系統最大優勢之一，真正實現了兩個不同的PON技術在網絡管理層面上的統一。xPON寬帶光接入網發展趨勢演進：TDM-PONWDM/TDM-PONWDM-PON！

寬帶光接入網的發展與演進附錄

脈沖編碼調制PCM

光纖通信系統中，光纖中傳輸的是二進制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進制電脈沖數字信號對光源進行通斷調制產生。電脈沖數字信號是通過對連續變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產生的，這個過程稱為脈沖編碼調制（pulsecodemodulation----PCM）。這種電的數字信號被稱為數字基帶信號，它由PCM電端機產生。現在的數字傳輸系統都采用PCM體制。

PCM有兩個標準：歐洲的E1標準和北美的T1標準。中國采用歐洲的E1標準。E1的基準速率是2.048Mbit/s

，T1的基準速率是1.544Mbit/s。

T1T2T3T4T5T6T7時間音頻信號:300-3400Hz抽樣率：8000Hz抽樣信號輸出

時間T1T2T3T4T5T6T7抽樣時間T1T2T3T4T5T6T7量化+V0000XXXX0001XXXX0010XXXX1000XXXX1001XXXX1010XXXX1011XXXX1100XXXX1101XXXX1110XXXX1111XXXX數字編碼-V符合CCITTA率1/2V1/4V1/8V1/16V1/32V1/64V量化級別324864809611211110010編碼8

比特/采樣點x=64kb/s8000

采樣點/秒PCM信號速率1s/125μs=8000一個時隙1秒鐘內一個時隙的速率（PCM零次群也即1路電話）次群以1.5Mbps為基礎的系列線路速率以2Mbps為基礎的系列線路速率kbit/s日本體制北美體制歐洲體制0次群（PCM）6464641次群J-11554T-11554E-12048(30PCM話路＋16kb/s開銷)2次群J-26312T-26312E-28448(120話路＋768kb/s開銷)3次群J-332064T-344736E-334368(480話路＋3648b/s開銷)4次群J-497726T-4274176E-4139264(1920話路＋16348kb/s開銷)5次群J-5397200E-5564992(7680話路＋73628kb/s開銷)世界范圍的PDH系統2048kbit/s64kbit/sx4x30x24x3x7x5x3日本美國歐洲基群速率

2次群3次群4次群5次群32064kbit/sx397728kbit/s397200kbit/sx4x434368kbit/s139264kbit/sx4564992kbit/sx48448kbit/s44736kbit/s274176kbit/sx61544kbit/s6312kbit/sx4世界范圍的PDH系統PrimaryPCMMultiplexAudio1.544Mb/sB8ZSDS16.312Mb/sB6ZSDS244.736Mb/sB3ZSDS390Mb/s180Mb/s432Mb/s565Mb/setc12414171nM1-2M2-3NorthAmerican