1、GPON 和 XG(S)-PON 技术白皮书 Copyright 2025 新华三技术有限公司 版权所有，保留一切权利。非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。除新华三技术有限公司的商标外，本手册中出现的其他公司的商标、产品标识及商品名称，由各自权利人拥有。本文中的内容为通用性技术信息，某些信息可能不适用于您所购买的产品。i 目 录 1 概述 1 1.1 GPON 和 XG(S)-PON 简介 1 1.2 GPON 和 XG(S)-PON 网络架构 1 1.3 GPON 和 XG(S)-PON 的发展历程 2 1.3.1 PON 网络的

2、起源 2 1.3.2 GPON 技术标准简介 5 1.3.3 GPON 技术标准的演进 6 2 GPON 的技术原理 7 2.1 GPON 的基本概念 7 2.1.1 GEM 帧 7 2.1.2 GEM Port 8 2.1.3 T-CONT 9 2.2 GPON 下行业务处理流程 11 2.2.1 下行数据流广播流程 11 2.2.2 Downstream GTC 帧介绍 12 2.3 GPON 上行业务处理流程 14 2.3.1 上行数据流的处理流程 14 2.3.2 Upstream GTC 帧介绍 15 2.4 GPON ONU 的激活和认证流程 16 3 XG(S)-PON 的技术原

3、理 20 3.1 XG(S)-PON 概述 20 3.2 XGEM 帧结构简介 21 3.3 XG(S)-PON 的帧简介 22 3.3.1 Downstream PHY 帧结构 24 3.3.2 Upstream PHY 帧结构 25 3.4 XG(S)-PON ONU 激活和认证流程 26 3.5 从 GPON 向 XG(S)-PON 的平滑演进 30 4 PON 网络中的 ONU 管理 30 4.1 OMCC 通道建立过程 31 4.1.1 GPON 建立 OMCC 的过程 31 4.1.2 XG(S)-PON 建立 OMCC 的过程 32 4.2 OMCI 协议消息简介 32 ii 4

4、.3 OMCI 通用服务简介 33 5 GPON 和 XG(S)-PON 关键技术 36 5.1 DBA 36 5.2 测距 37 5.3 加密 37 5.4 FEC 39 5.5 GPON 和 XG(S)-PON 的保护技术 40 6 GPON 和 XG(S)-PON 的光功率预算 42 6.1 ODN 网络中的光功率损耗 43 6.2 光模块的光功率预算 44 7 GPON 和 XG(S)-PON 的应用场景 44 7.1 家庭用户和企业专线的宽带接入 44 7.2 数字园区无源网络覆盖 45 7.3 固定网络和移动网络的融合 46 8 参考文献 47 1 1 概述概述 1.1 GPON和

5、XG(S)-PON简介 GPON（Gigabit Passive Optical Network，千兆比特无源光网络）是由国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）制定的一种高速无源光网络技术。GPON 网络采用点对多点（P2MP）的网络结构来接入大量终端设备，利用无源光器件降低信号传输过程中的能耗。其中，Gigabit 表明单个接口提供速率可达千兆级别。XG(S)-PON 是在 GPON 标准基础上演进的新一代技术标准，其中，“X”代表 10 Gigabit-capable，表示单个接口可提供万兆级别传输速率，“S”代表 Symmetric，表示上下行速率相同。XG(S)-PON包含了上下行速

6、率非对称的 XG-PON 和上下行速率对称的 XGS-PON 两种标准。如图 1 所示，GPON 最初应用于网络运营商的固定宽带接入网（Fixed Broadband，固网宽带）场景中，为家庭、企业等用户提供高速的数据、语音和视频等接入服务。它解决了铜线接入技术带宽和传输距离不足等问题。从技术标准发布到商用部署的近二十年间，GPON 和 XG(S)-PON 逐渐成为固定宽带接入网中应用最广泛的技术。图1 GPON 网络的示意图 1.2 GPON和XG(S)-PON网络架构 GPON 和 XG(S)-PON 网络架构完全相同，以图 2 所示的 GPON 网络为例，其网络架构由以下三部分组成：位于