路由器重温——PON接口配置管理

PON（Passive Optical Network，无源光网络）是点到多点的光纤接入技术，是一种纯介质网络，PON接口包括EPON接口和GPON接口。

PON网络不包含任何有源电子器件，全部由无源光器件组成。成为下一代接入网的主流承载技术。

PON系统组成

PON系统由三部分组成，分别是OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、ODN（Optical Distribution Network，无源光分路器）和ONU（Optical Network Unit，光网络单元）。

OLT是放置在局端的终结PON协议的汇聚设备；ODN是一个连接OLT和ONU的无源设备，它的功能是分发下行数据，并集中上行数据；ONU是位于客户侧的给用户提供各种接口的用户侧终端。

ONU (Optical Network Unit)光节点。
一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光节点。
ONU功能
1、选择接收OLT发送的广播数据；
2、响应OLT发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整；
3、对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。
ONU（光网络单元）是G/EPON（千兆无源光网络）系统的用户侧设备，通过PON（无源光纤网络）用于终结从OLT（光线路终端）传送来的业务。与OLT配合，ONU可向相连的用户提供各种带宽服务。

上下行原理

在PON系统中，OLT到ONU的数据传输方向称之为下行方向，反之为上行方向。AR G3系列路由器上的PON接口称为PON上行接口。上下行方向数据传输原理是不同的。

-- 下行方向：OLT采用广播方式，将IP数据、语音、视频等多种业务，通过1：N无源光配线网络（ODN）又称无源光分路器分配到所有ONU单元。当数据信号到达ONU时，ONU根据OLT分配的逻辑标识，在物理层上做判断，接收给它自己的数据帧，丢弃那些给其他ONU的数据帧。

-- 上行方向：来自各个ONU的多种业务信息，采用TDMA（Time Division multiple Access，时分多址接入）技术，分时隙互不干扰的通过1：N无源光配线网络（ODN）耦合到同一根光纤，最终送到OLT。

EPON和GPON

PON技术主要有EPON和GPON两种，它们的技术标准分别由IEEE802.3ah工作组和ITU/FSAN制定。

EPON是基于以太网的无源光网络，将以太网技术与PON技术结合，提供上下行对称的1.25Gbit/s线路传输速率，实现一点到多点结构的吉比特以太网光纤接入系统。

GPON技术特色是在二层采用ITU-T定义的GFP（Generic Framing Procedure，通用成帧规程）对以太网、TDM、ATM等多种业务进行封装映射，提供1.25Gbit/s和2.5Gbit/s两种下行速率以及155Mbit/s、622Mbit/s、1.25Gbit/s、2.5Gbit/s几种上行速率，并具有较强的OAM（操作、管理和维护）功能。在高速率和支持多业务方面，GPON有优势，但技术复杂成本高。

配置EPON接口

EPON上下行工作原理，下行采用纯广播的方式：

•OLT 为已注册的 ONU 分配标示号；
•由各个 ONU 监测到达帧的标示号，以决定是否接收该帧；
•如果该帧所含的标示号和自己的标示号相同，则接收该帧；反之则丢弃。

上行工作原理，上行采用时分多址接入（TDMA）技术：

•OLT 接收数据前比较标示号注册列表；
•每个 ONU 在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧；
•分配的时隙补偿了各个 ONU 距离的差距，避免了各个 ONU 之间的碰撞。

通过配置EPON接口可使路由器与上行OLT设备完成对接。

EPON接口的配置任务主要包括以下三个方面：

1）配置工作模式

为实现设备与支持EPON模式的OLT的顺利对接，用户可以选择设备工作在自适应模式下，也可通过port mode epon PON接口命令手工配置设备的PON接口使其工作在EPON模式下。推荐使用自适应模式，但自适应模式下只能自适应成功一次。例如，设备的PON接口已经成功自适应为EPON模式，当再次接入到OLT的PON接口下时，如果OLT的PON接口工作在GPON模式下，只有重启PON单板才能自适应成功。

2）配置ONU认证参数

OLT需要对ONU的有效性和合法性进行认证，以防止非法ONU接入。

这三种认证方式可单独使用，也可组合使用，但在ONU上配置的认证参数由OLT预先分配，用户无法任意配置。

3）（可选）配置光模块参数

主要可配置的EPON接口模块参数包括光模块的发光模式、光模块偏置电流告警低门限和高门限值、光模块发送光功率告警低门限和高门限值、光模块温度告警低门限和高门限值、光模块电压告警低门限和高门限值。

EPON接口配置步骤

system-view
interface pon iterface-number
port mode epon 配置当前PON接口工作模式为EPON模式。缺省接口为自适应模式。
epon-mac-address mac-address 配置设备进行基于物理标识认证时使用的MAC地址。
epon-loid loid 配置设备进行基于逻辑标识认证时使用的逻辑标识。
epon-checkcode checkcode 配置设备进行基于逻辑标识认证时使用的校验码。
epon password cipher password 配置设备进行密码模式认证时使用的密码。
laser {auto | off | on [time-value]} 配置当前PON接口光模块的发光模式。auto为正常发光模式，off为关闭模式，on为长发光模式。
optical-module threshold bias {lower-limit lower-limit | upper-limit upper-limit} 配置光模块偏置电流告警低门限值和高门限值。
optical-module threshold rx-power {lower-limit lower-limit | upper-limit upper-limit} 配置光模块接收光功率告警低门限值和高门限值。
optical-module threshold tx-power {lower-limit lower-limit | upper-limit upper-limit} 配置光模块发送光功率告警低门限值和高门限值。
optical-module threshold temperature {lower-limit lower-limit | upper-limit upper-limit} 配置光模块温度告警低门限值和高门限值。
optical-module threshold voltage {lower-limit lower-limit | upper-limit upper-limit} 配置光模块电压告警低门限值和高门限值。

配置GPON接口

当需要与GPON网络连接时，需要配置PON接口为GPON接口。通过配置GPON接口属性可使路由器与上行OLT设备完成对接。

GPON接口的配置任务

1）配置工作模式

PON缺省是自适应模式，可以使用port mode gpon手工配置。

2）配置认证参数

在ONU上配置的认证参数由OLT预先分配，用户无法任意配置，可在PON接口视图下使用gpon-password cipher password命令配置。GPON系统对ONU进行认证有三种处理方式：仅采用SN认证，仅采用密码方式或SN和密码的组合方式。

3）（可选）配置光模块属性

同EPON接口光模块属性配置完全一样。

FTTH/O/B——H代表Home，到户；O代表Office，到公司；B代表Building，到大楼。

EPON技术：

EPON从OLT到多个ONU 下行传输数据和从多个ONU到OLT上行数据传输是不同的。所采取的不同的上行/下行技术分。当OLT启动后，它会周期性的在本端口上广播允许接入的时隙等信息。ONU上电后，根据OLT广播的允许接入信息，发起注册请求，OLT通过对ONU的认证（本过程可选），允许ONU接入，并给请求注册的ONU分配一个本OLT端口唯一的一个逻辑链路标识( LLID)。

数据从OLT到多个ONU以广播式下行，根据IEEE802.3ah协议，每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的、特定ONU的逻辑链路标识(LLID)，该标识表明本数据帧是给ONU(ONU1、ONU2、ONU3...ONUN)中的唯一一个。另外，部分数据帧可以是给所有的ONU（广播式）或者特殊的一组 ONU（组播），在光分路器处，流量分成独立的三组信号，每组载有所有指定ONU的信号。当数据信号到达ONU时，ONU根据LLID，在物理层上做判断，接收给它的包，摒弃那些给其它ONU的包。

对于上行，采用时分复用技术(TDM)分时隙给ONU传输上行流量。当ONU在注册时，OLT会根据系统的配置，给ONU分配特定的带宽，带宽对于PON层来说，就是有多少可以传输数据的基本时隙。在一个OLT端口下面，所有的ONU、OLT端口之间时间是严格同步的，每个ONU只能够在OLT给他分配的时刻上面开始，用分配给它的时隙长度传输数据。多个ONU的数据信号耦合到一根光纤时，各个ONU的上行包不会互相干扰。

对于安全性：

● 所有的ONU接入的时候，系统可以对ONU进行认证，认证信息，可以是ONU的一个唯一标识，只有通过认证的ONU，系统才允许其接入。
● 对于给特定ONU的数据帧，其它的ONU在物理层上，也会收到数据，在收到数据帧后，首先会比较LLID（处于数据帧的头部）是不是自己的，如果小是，就直接丢弃，数据不会上二层，这是在芯片层实现的功能，对于处于ONU的上层用户，如果想窃听到其它ONU的信息，除非自己去修改芯片的实现。
● 对于每对ONU与OLT之之间，可以启用128位的AES加密（也可以采用其它的加密算法）。
● VLAN隔离。通过VLAN方式，将不同的用户群、或者不同的业务限制在不同的VLAN，保障相互之间的信息隔离。

EPON的帧结构见前面的图

IPG：Inter Packet Gap，分组信息间隙
Preamble：以太网中的前导码，是7个连续的10101010加上一个SFD（帧开始定界符）为10101011，共8个字节。
在EPON帧中，对应Preamble的是SLD（有一说法是SPD）、LLID和CRC。

EPON设备接收到以太帧后，实质上不能说是封装，只是把以太帧中某些字段重新修改后再传输。如前所述，以太帧包括8byte的前导码和实际MAC帧，EPON设备就是修改前导码来重新构建以太帧的。修改后的前导码：
|55（1byte）|55（1byte）|SPD（1byte）|55（1byte）|55（1byte）|LLID（2bytes）|CRC（1byte）|
后面的MAC帧结构保持不变。定界符SPD取0xd5，提前到第3个字节，第6、7个字节为逻辑连接标识号（LLID），CRC为校验码。其中LLID共16bit，前15bit位是ONU在初始化注册成功时OLT分配的LLID号，以区别不同的ONU，最后1bit表示模式（mode）。当mode取1或LLID取0x7FFF，此帧为广播帧；当mode取0且LLID不为0x7FFF，此帧为指定LLID的单播帧。以太帧经过此番重建后，再由光纤传输。EPON系统通常实现的是光缆部分的双向传输，一般在ONU后面还需要建造电缆网，常见的是五类线的LAN或者是广电的同轴电缆网。

EPON封装是把终端电脑上的以太网帧经过内部某种方式传输，最后在局端系统都是把以太网帧传到外网去，也就是以太帧的透明传输，只不过在数据链路层的封装方式和物理层的传输方式不同而已。

对于用户来说，只看到以太网帧从终端进去，从局端出来，或者从局端进去，从终端出来。

MPCP是整个EPON系统正常工作的核心。协调数据的有效发送和接收；ONU自动注册；DBA；测距和定时。

EPON系统通过一条共享光纤将多个DTE连接起来，其拓扑结构为不对称的基于无源光分路器的树形分支结构。MPCP就是使这种拓扑结构适用于以太网的一种控制机制。
EPON作为EFM讨论标准的一部分，建立在MPCP（Muti-Point Control Protocol多点控制协议）基础上，该协议是MAC control子层的一项功能。MPCP使用消息，状态机，定时器来控制访问P2MP（点到多点）的拓扑结构。在P2MP拓扑中的每个ONU都包含一个MPCP的实体，用以和OLT中的MPCP的一个实体相互通信。作为EPON/MPCP的基础，EPON实现了一个P2P仿真子层，该子层使得P2MP网络拓扑对于高层来说就是多个点对点链路的集合。该子层是通过在每个数据报的前面加上一个LLID（Logical Link ldentification）逻辑链路标识来实现的。该LLID将替换前导码中的两个字节。PON将拓扑结构中的根结点认为是主设备，即OLT;将位于边缘部分的多个节点认为是从设备，即ONU。MPCP在点对多点的主从设备之间规定了一种控制机制以协调数据有效的发送和接收。系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个ONU发送，位于OLT的高层负责处理发送的定时、不同ONU的拥塞报告、以便优化PON系统内部的带宽分配。EPON系统通过MPC PDU来实现OLT与ONU之间的带宽请求、带宽授权、测距等。
MPCP涉及的内容包括ONU发送时隙的分配，ONU的自动发现和加入，向高层报告拥塞情况以便动态分配带宽。MPCP多点控制协议位于MAC Control子层。MAC Control向MAC子层的操作提供实时的控制和处理。

上图中类型码应该错误，实际是8808，

MPCP定义了5种消息，称之为MPCP DATA UNITs，

GATE、REPORT、REGISTER_RQ、REGISTER、REGISTER_ACK，他们用于OLT和ONU之间的信息交换。所有的MPCPDU为64字节的MAC控制帧，包括以下域：

1、 DA（目的地址），6个字节域，所有的MPCPDU都使用一个共同的多播MAC目的地址，其值为：01-80-C2-00-00-01，但是REGISTER报文除外，其使用ONU的实际MAC地址。

2、 SA（源地址），在OLT中，对应一个GMII接口有多个MAC实例，因此不同的MAC发出的数据都必须携带其对应的SA。

3、类型域值为8808

4、 Opcode区分MAC控制帧类型。0001为PAUSE帧，0002为GATE帧，0003为REPORT帧，0004为REGISTER_REQ帧，0005为REGISTER帧，0006为REGISTER_ACK帧。

5、 TIMESTAMP，时标；用于同步OLT与ONU的MPCP CLOCK，其参考点为DA的首字节。

6、 Opcode-specific field：用于传输特定的MPCP功能，不用的时候置0；

7、 FCS，CRC32

REPORT帧

REPORT帧是ONU用来向OLT上报本地队列状态的。

Queue #n report

这个域的内容表示的不是实际的队列字节长度，其为传送这些字节需要的时间，这个时间还要考虑上前导码、帧间隔、FEC检验域等时间。

Report bitmap

Queue有效指示，相应位为1则表示此QUEUE域值有效，否则无效。总共对应8个队列。

Number of Queue Sets

由于OLT分配给ONU的时隙不会正好等于ONU中的数据队列的发送时间，因此在时隙边界有可能会浪费部分的带宽（不能传送被切断的以太网帧），所以802.3ah工作组进入了多个queue sets，每个queue set都表示从队列开始的队列指示，但是分别指示了不同的长度，如果OLT分配的时隙中无法发送整个队列的话，则可以选择其中一种queue set来作为给ONU分配时隙的依据。简单而言，就是ONU提供了本地队列长度的多个门限截至位置，这些位置可以给OLT以更加灵活有效的带宽分配依据。

GATE帧

Number of Grants/flags

Number ofGrants/Flag域中的低3比特（比特2～比特0）表示此GATE中携带的窗口授权个数，最多不能超过4个，其值从0变化到4，当为0时表示不进行窗口授权，仅表示一种链接机制，为1时表示携带1个窗口授权参数，为4表示携带4个窗口授权参数。一个常规GATE帧的发送对象为固定的，由LLID指定，最多可分配4个时隙（窗口）。

比特3表示此GATE消息是discovery GATE 还是 normal GATE，为0表示normal GATE。

比特7～比特4表示在对应的授权窗口内需要ONU回告REPORT消息（强制回告）。比特4对应第1个授权窗口，比特7对应第4个授权窗口。一般来讲，如果OLT强制要求ONU回告REPORT消息的话，必须分配一个比原有授权窗口略大的一个窗口参数以适合REPORT消息的传送，如果OLT还是按照原来的参数进行分配的话，ONU的REPORT消息将会抢占正常数据的发送位置，由此可能导致带宽存在浪费的现象。当然，ONU也可自主发出REPORT消息，此时的REPORT消息应该是计算在队列长度中的。

Grant #n start time

StartTime是以TQ为单位的，32位的计数器，ONU将在此StartTime指定的时刻开启激光器。不过在discovery GATE中指定的startTime仅仅是可以打开激光器的参数值，因为ONU将会在此值上延时一个随机时间后才能打开激光器。

Grant #n Length\

在Discovery GATE中的Grant Length用来给ONU计算随机时间范围，在ONU中是根据grantLength减去REGISTER_REQ的传送时间作为随机时间范围的。

Sync time

这个仅在discovery GATE中设置。ONU在指定的TAGC与TCDR期间发送IDLE码型。

OLT最多一次4个授权窗口，ONU如何知道此授权窗口是给自己的，通过前导码中的逻辑链路标识LLID

REGISTER_REQ帧

OLT收到REGISTER_REQ帧后有两个重要信息要处理：计算RTT与学习ONU的MAC地址。

FLAGs

Flag=1表示注册请求，Flag=3表示撤销注册请求。其他值均为保留值，OLT接收到保留值是不处理的。

Pending Grants

ONU接收到GATE消息后将把startTime等参数存贮起来等待本地MPCP时钟到点时再根据存贮起来的参数进行数据发送，ONU中会有一个缓存，此pending Grants就是指示这个缓存中剩余空间的，其目的是告诉OLT我还能缓存多少个授权窗口参数信息，如果超过则会被ONU丢弃。

REGISTER帧

REGISTER消息用来为通过注册验证的ONU分配LLID，由于此时链接尚未建立，因此REGISTER消息发送时采用了广播的LLID，但是其MAC地址却是学习到的对应ONU的MAC地址。（此时有其他用户根据广播LLID可以获取MAC数据帧的话就可以把其MAC设置为混杂模式以便监听其他ONU的下行数据了）。由于是MPCP的控制帧，所以大家都可以收到此帧，别人就可以侦听到相应LLID的对应MAC地址。

REGISTER消息还能用来撤销注册，OLT发送REGISTER消息给一个已经注册上的ONU时，表示要求其重新注册或者撤销其注册资格。此时OLT发出的REGISTER消息采用唯一的LLID以及多播MAC地址01-80-C2-00-00-01。

Assigned Port

携带唯一的LLID信息。一个PON 调度处理引擎系统中的LLID都是唯一的，也就是说同一个处理平台上的不同PON光口分配的LLID不能有冲突。但是不同的处理系统中（比如两块PON接口板）的LLID可以成各自独立分配系统。

FLAGs

有四种情况，除去这四种情况外的REGISTER报文在ONU处是不处理的。

1、对已经注册的ONU要求其重新注册；

2、撤销注册，对已经注册的ONU撤销其注册状态，撤销后ONU将加入未初始化的ONU一类；

3、注册成功响应，表示ONU注册信息验证通过；

4、注册未成功响应，表示ONU注册信息验证没有通过；

Sync Time

同REGISTER_REQ中的sync time类似，但是数值可以不同，为经过调整的数值。

Echoed pending grant

表示OLT已经知晓ONU中的缓存空间。

REGISTER_ACK帧

Flags域表示ONU是否响应注册；

Echoed assignedport为REGISTER中分配指定的port的一份拷贝。Synctime也是REGISTER的数据拷贝。

EPON的链路建立过程，可以总结如下：

ONU发送REGISTER_REQ，携带了自己的MAC，请求OLT进行注册，OLT收到请求，如果注册成功，通过REGISTER给ONU分配LLID，ONU收到REGISTER后进行响应，发送REGISTER_ACK，注册完成，ONU通过REPORT报告自己的队列，以请求时隙来发送数据，OLT通过GATE帧分配时隙。

、

GPON相关技术：

ONU：光网络单元
ODN：光分配网
OLT：光线路终端
WDM：波分复用模块（如果不使用WDM，则不需要该功能）
NE： OLT和ONU处使用不同波长的网络单元
AF：适配功能（有时候可包含在ONU中）
SNI：业务节点接口
UNI：用户网络接口
Q：接入网通过Q接口与电信管理网（TMN）相连，通过该接口对接入网进行配置和管理
S： OLT（下行）/ONU（上行）光连接点（即光连接器或熔接点）之后的光纤点
R： ONU（下行）/OLT（上行）光连接点（即光连接器或熔接点）之前的光纤点
IF ：参考点R/S和S/R处的接口，是PON特有的接口，可支持OLT和ONU之间传输所需的所有的协议单元
点A/B：如果不使用WDM，则不需要这两个参考点
(a)参考点：如果AF功能包含在ONU中，则不需要这个参考点
注：AF是否是Q接口的操作对象取决于业务。

协议栈
GPON系统的协议栈见下图，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，下图仅规范GEM模式。GEM模式的GTC层可为其客户层提供2种类型的接口：GEM客户接口和ONT管理和控制接口（OMCI）。

OLT 功能模块
GPON系统中典型的OLT功能块图见图 3。

1) PON核心功能模块
PON核心功能模块由ODN接口功能和PON TC功能两部分组成。PON TC功能包括成帧、媒质接入控制、OAM、DBA、为交叉连接功能提供PDU定界和ONU管理。
2) 交叉连接功能模块
交叉连接功能模块提供了PON核心功能模块和业务模块之间的通信通道。连接这个通道的技术取决于业务、OLT内部结构等。
3) 业务功能模块
业务功能模块提供业务接口和PON TC帧接口之间的转换。

ONU 功能模块
GPON ONU的功能模块设置和OLT的功能模块设置非常类似。因为ONU仅使用一个PON接口（或者出于保护目的最多有2个PON接口），所以交叉连接功能可以省略，用业务复用和解复用功能来处理业务流。

GPON系统的TC层应支持GEM模式。
业务承载能力
业务类型
GPON系统可以接入下列4类业务类型：
业务类型1：Ethernet/IP业务，包括Ethernet/IP数据业务和IP视频业务。
业务类型2：TDM专线业务，主要是E1业务（速率为2.048Mbit/s）。
业务类型3：语音业务，可以是POTS业务或VoIP语音业务。
业务类型4：CATV业务。
OLT设备应支持业务类型1，应支持业务类型2和类型3的一种或全部，可选支持业务类型4。
ONU设备应至少支持类型1、类型2或类型3的一种，可选支持业务类型4。
GPON 传输汇聚层
GTC 协议栈
GTC 分层
GPON系统的传输汇聚层结构：GPON传输汇聚层（GTC）层的协议栈见下图。GTC层分为两个子层：GTC成帧子层和GTC适配子层。从另一个角度来看，GTC包括C/M平面和U平面。C/M平面用于管理用户业务流、安全和OAM功能，U平面用于承载用户
业务流。如图，在GTC成帧子层中，GEM信息、嵌入式OAM和PLOAM信息根据它们在GTC帧中的位置来识别。GTC承载子层只终结直接封装在GTC帧头的嵌入式OAM信息。PLOAM信息在PLOAM模块中处理，该模块位于成帧子层的客户层。GEM SDU（业务数据单元）被转换成GEM PDU（协议数据单元），或者相反的从PDU转换到SDU。PDU还包括OMCI通道数据，这些数据在成帧子层被识别，并与OMCI实体进行交互。嵌入式OAM、PLOAM和OMCI由C/M平面处理，除OMCI外的GEM SDU由U平面处理。GTC成帧子层对所有的数据传输可见，OLT GTC成帧子层与所有的ONU GTC成帧子层直接对等。
DBA控制模块是位于GTC适配子层的一个通用功能模块。

C/M 平面协议栈
GTC系统的控制和管理平面包括3个部分：嵌入式OAM、PLOAM和OMCI。嵌入式OAM和PLOAM通道管理PMD和GTC层功能，而OMCI提供了一个用于管理上层（业务自定义）的统一系统。C/M平面的功能模块见下图。嵌入式OAM通道由GTC帧头中按域进行划分的信息提供。因为每个信息片被直接映射到GTC帧头中的特定域，所以OAM通道为时间敏感的控制信息提供了一个低延时通道。使用这个通道的功能包括：带宽分配、密钥交换和动态带宽分配指示。PLOAM通道是一个基于消息的系统，由GTC帧指定位置承载。它用于传送其他所有未通过嵌入式OAM通道发送的PMD和GTC管理信息。ONU管理控制接口（OMCI）通道用于管理GTC以上由业务自定义的高层。然而GTC必须为OMCI消息流提供基于GEM的传送接口，包括配置传送协议流标识（GEM Port-ID）。

U 平面协议栈
U平面的业务流由GEM Port-ID和净荷类型标识，其协议栈见下图。T-CONT代表一组数据流，这些数据流与同一Alloc-ID关联，并且在PON上行带宽分配时表现为同一实体。带宽分配和QoS控制基于T-CONT通过固定或动态方式实现。
GTC中的流操作归纳如下：
在下行方向，GEM帧由GTC净荷承载并送至所有ONU。ONU成帧子层提取GEM帧并由GEM TC适配器根据12bit的Port-ID进行过滤。只有携带正确Port-ID的帧才允许到达GEM客户端。
在上行方向，GEM流由一个或多个T-CONT承载。OLT接收到与T-CONT关联的流后，会将帧转发到GEM TC适配器，然后送至GEM客户端。

GTC 关键功能
媒质接入控制
GTC系统为上行业务流提供媒质接入控制功能，其基本思路是：上行GTC帧同步于下行GTC帧，下行帧指示上行流在上行GTC帧中的允许位置。媒质接入控制功能示意见图。
OLT在下行物理控制块（PCBd）的上行带宽映射（BWmap）域中发送指针，这些指针指示了每个ONU上行发送的开始时间和结束时间。这样在任意时刻只有一个ONU可以访问媒质，在正常工作状态下不会发生碰撞。指针以字节为单位，允许OLT以带宽粒度为64kbit/s对媒质进行有效的静态控制。然而，OLT可以选择更大的指针粒度来实现更好的动态带宽调度控制。图 4示例中的指针以升序发送。OLT向同一ONU发送的多个指针应按开始时间的升序排列，建议所有ONU的指针都按其开始时间的升序排列。

ONU 注册
当ONU在PON网络中激活时，ONU首先会与OLT获得同步，建立物理层OAM通道并完成测距。因为PON是一个点到多点系统，所以必须把ONU注册到某个用户上。在目前常用的商业模式下，运营商只有在ONU完成注册后才能为其提供适当的服务。
GTC 各子层功能
GTC 成帧子层概述
GTC成帧子层完成以下3个功能：
1) 复用和解复用
PLOAM和GTC净荷按特定的帧格式复用到下行GTC帧中。上行方向根据BWmap指示从上行突发中提取出PLOAM和GTC净荷。
2) 帧头生成和解码
按照格式生成下行帧的GTC帧头并解码上行突发的帧头。此外还要对嵌入式OAM进行生成和解码。
3) 基于Alloc-ID的内部路由功能
基于Alloc-ID为来自/送往GEM TC适配器的数据进行路由。
GTC 适配子层以及与上层实体接口概述
适配子层提供了2个TC适配器，即GEM TC适配器和OMCI适配器。GEM TC适配器从GTC成帧子层的GTC净荷部分定界生成GEM PDU，在另一个方向会将GEM PDU映射到GTC净荷。
GEM TC适配器经过配置后可将PDU适配到不同的上层传送接口。
此外，适配器根据特定的GEM Port-ID识别OMCI通道。OMCI适配器把来自OMCI实体的数据发送到GEM TC适配器，在另一个方向从GEM TC适配器接收数据并发送到OMCI实体。
PLOAM 概述
GTC成帧子层为PLOAM消息交互提供了接口。
动态带宽分配
在GPON系统中，动态带宽分配（DBA）是OLT根据配置的流量合同和动态的ONU活动状态指示向ONU流量承载实体重新分配上行传输机会的过程。ONU活动状态可通过显式的缓存器状态报告或者隐式的空闲GEM帧占用上行传输机会的状况来指示。
和静态带宽分配相比较，DBA机制通过动态适应ONU流量突发情况来提高GPON上行带宽的使用率。
PON DBA 概念
在GPON系统中，上行带宽分配的接收实体表现为Alloc-ID。无论每个ONU分配得到的Alloc-ID数量多少，无论每个Alloc-ID由多少个GEM Port复用而成，无论ONU的物理和逻辑队列结构如何，OLT都把关联到同一Alloc-ID的流量集合看作一个逻辑缓存。从带宽分配的角度出发，OLT把一个PON口下所有的Alloc-ID看作同一逻辑层面上独立的对等实体。

对于每个Alloc-ID逻辑缓存，OLT的DBA功能模块通过收集带内状态报告或者观察上行带宽空闲状态来了解上行带宽的占用情况，并告知负责生成BWmap信息的上行调度器。BWmap信息随着下行数据流发送给ONU。

名词：

激活 activation
OLT和ONU执行的一组流程，允许非激活状态的ONU加入或重新运行在PON网络中。激活流程包括3个阶段：参数学习、序列号获取和测距。
带宽分配 bandwidth allocation
OLT指配给ONU特定流量承载实体的上行传输机会，该传输机会位于上行特定时间段内。
控制/管理平面（C/M平面） C/M-plane
GPON系统内处理控制信息和管理信息的协议套平面，OMCI数据通过这个平面进行传送。
动态带宽分配 dynamic bandwidth assignment (DBA)
OLT根据动态的ONU状态指示和配置的流量合同，在多个ONU流量承载实体之间分配上行PON带宽的过程。
嵌入式OAM embedded OAM
OLT和ONU之间的操作和管理通道，该通道利用下行GTC帧的结构化开销域和上行GTC突发进行承载，可支持带宽分配、密钥同步和DBA报告等实时性功能。.
GPON封装模式 GPON encapsulation method（GEM）
GPON系统使用的一种面向连接的数据帧传输结构，可把用户数据帧拆分为变长的数据段并进行传输。
GPON传输汇聚层 GPON transmission convergence（GTC）layer
GPON协议套中的一个协议层，位于物理媒质相关（PMD）层和GPON客户层之间。GTC层由GTC成帧子层和GTC适配子层组成。
GEM端口 GEM port
与特定客户分组业务流关联的GTC适配子层上的逻辑连接。
GTC适配子层 GTC adaptation sublayer
GPON传输汇聚层的一个子层，支持用户数据分段和重组、GEM封装、GEM帧定界和GEM Port-ID过滤等功能。
GTC成帧子层 GTC framing sublayer
GPON传输汇聚层的一个子层，支持GTC帧/突发封装与定界、嵌入式OAM处理和Alloc-ID过滤等功能。
光接入网 optical access network（OAN）
光接入传输系统支持的共享网络侧接口的一组接入链路。OAN可包括连接到同一个OLT的多个ODN。
光分配网络 optical distribution network（ODN）
ODN在PON系统中是指接入网中的树状光纤网络，由功率或波长分路器、光纤或其他无源光器件组成。
光链路终端 optical line termination（OLT）
终结ODN根节点的一种设备，支持PON协议（如G.984）并处理PON PDU报文与上联的运营商业务接口进行通信。OLT支持管理维护ODN和ONU的功能。
光网络终端 optical network termination（ONT）
终结ODN叶节点的单用户设备，支持PON协议并处理PON PDU报文和用户业务接口进行通信。ONT是ONU的一种特例。
光网络单元 optical network unit（ONU）
是对终结ODN叶节点的设备的统称，可支持PON协议并处理PON PDU报文和用户业务接口进行通信。照某些情况下，ONU也指多用户设备。
物理层OAM physical layer OAM（PLOAM）
OLT和ONU之间基于消息的操作管理通道，支持ONU激活、OMCC建立、加密配置、密钥管理和告警通知等PON TC层管理功能。
传输容器 transmission container（T-CONT）
ONU内表示一组逻辑连接的流量承载对象，通过ONU管理控制通道（OMCC）可对其进行管理。T-CONT是PON系统中上行带宽分配的唯一实体对象。
用户平面（U平面） U-plane
GPON系统内处理用户数据的协议套平面，GEM客户端之间通过该平面进行通信。

GEM帧由5字节的帧头和L字节的净荷组成。GEM帧头包括PLI，Port-ID，PTI和HEC五个部分组成。

PLI（Payload Length Indicator，净荷长度指示）由于GEM块是连续传输的，所以PLI可以视作一个指针，用来指示并找到下一个GEM帧头。 PLI有12 bit，净荷最大字节长度是4095个字节。如果数据超过这个上限，GEM将采用分片机制。
Port ID：12 bit的Port-ID可以提供4096个不同的端口，用于支持多端口复用。
PTI（Payload Type Indicator，净荷类型指示）PTI最高位指示GEM帧是否为OAM信息，次高位指示用户数据是否发生拥塞，最低位指示在分片机制中是否为帧的末尾，当为1的时候表示帧的末尾。
HEC（Head Error Check，帧头错误检验）：13 bit，提供GEM帧头的检错和纠错功能。