吉比特无源光网络（GPON）终端高层业务的研究与实现

论文摘要

随着社会信息化建设的迅猛发展,数据业务急剧增长,人们迫切需要一种经济,简单,易升级,能够综合传输语音、数字和视频业务的新的接入网络技术,基于无源光网络（PON）的接入技术就是在这种情况下诞生的。在现有PON系统中吉比特的无源光网络（GPON）可达到的总效率最高,等效系统成本最低,并具有全业务支持能力,因此GPON的前景被普遍看好并成为了目前研究的热点。本文主要对GPON技术进行分析,对光网络终端（ONT）相关技术和高层的设计方案进行探讨,论文的主要内容如下:论文首先研究了PON网络技术的发展现状,将GPON与其他各种PON技术相比较,分析GPON的优势所在。密切结合国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）的G.984系列协议标准,对GPON系统的特性工作原理以及关键技术进行了分析,并结合ONT网络分层结构给出了ONT总体设计。其次,分析了ONT支持的业务类型,给出了GPON系统中实现时分复用（TDM）业务和以太网业务的接入方案。在分析了高层功能要求的基础上,重点研究了基于建立通用硬件平台的高层设计方案和硬件电路的设计,根据设计要求探讨了核心处理器及高层业务的选择和具体技术实现途径,提出了设计方案。最后,对GPON高层业务实现关键技术进行了研究。在研究已有时钟恢复方法基础上,给出了适用于GPON系统的时钟恢复方法。对GPON高层业务的管理控制和带宽的分配方法进行了研究,并给出了相应的方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.2 课题的背景和目的
• 1.2.1 光接入网
• 1.2.2 PON技术的介绍与比较
• 1.2.3 课题研究目的及意义
• 1.3 本论文的主要研究内容及完成工作
• 2 GPON系统总体介绍
• 2.1 GPON相关协议
• 2.2 GPON系统结构和工作原理
• 2.2.1 GPON系统结构
• 2.2.2 GPON上下行数据的传输
• 2.3 GPON核心技术
• 2.3.1 GPON协议分层模型
• 2.3.2 GPON的协议栈
• 2.3.3 GPON的GEM封装
• 2.3.4 GPON帧结构
• 2.4 ONT总体方案的设计与实现
• 2.4.1 GPON网络的分层结构
• 2.4.2 ONT的分层设计
• 2.4.3 GPON ONT各层功能
• 2.4.4 GPON ONT总体设计方案
• 2.4.5 GPON ONT的片上可编程系统（SoPC）设计
• 2.5 本章小结
• 3 GPON高层业务实现
• 3.1 GPON的高层业务介绍
• 3.1.1 GPON ONT的接口
• 3.1.2 高层业务接口考虑
• 3.1.3 GPON系统的业务类型
• 3.2 TDM接入业务的实现
• 3.2.1 TDM业务到GEM帧的映射
• 3.2.2 对TDM数据的传输质量保证（QoS）
• 3.2.3 GPON系统中TDM接入的实现方案概述
• 3.2.4 ONU端上行TDM数据的处理
• 3.2.5 ONU端下行GTC帧的处理
• 3.3 以太网接入业务的实现
• 3.4 本章小结
• 4 GPON ONT高层设计
• 4.1 高层功能
• 4.1.1 高层功能分析
• 4.1.2 用户平面的高层功能
• 4.1.3 控制平面的高层功能
• 4.2 GPON ONT高层总体设计
• 4.2.1 ONT高层总体设计思想
• 4.2.2 核心处理器的选择
• 4.2.3 高层应用业务的选择和实现方案
• 4.2.4 共享缓存模块选择
• 4.2.5 GPON高层总体实现方案
• 4.3 GPON ONT高层硬件电路设计
• 4.3.1 核心处理器功能模块硬件设计
• 4.3.2 业务模块与核心处理器模块接口硬件设计
• 4.3.3 总线仲裁器设计
• 4.4 本章小结
• 5 GPON的高层业务实现关键技术研究
• 5.1 TDM接入技术中的时钟恢复方法研究
• 5.1.1 时钟恢复方法介绍
• 5.1.2 同步剩余时标法
• 5.2 GPON高层业务的管理控制
• 5.2.1 GPON的网络管理
• 5.2.2 GTC的媒体接入控制
• 5.3 GPON业务带宽分配
• 5.3.1 GPON的业务带宽类型
• 5.3.2 传输容器T-CONT
• 5.3.3 OLT和ONU之间的带宽分配实现
• 5.4 ONT系统业务的汇聚
• 5.4.1 ONT上行方向业务汇聚
• 5.4.2 ONT下行方向业务的分离
• 5.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献