GPON 技術(shù)原理

1、GPON原理Page1前 言l考慮到未來(lái)許多的寬帶應(yīng)用，越來(lái)越多的國(guó)家認(rèn)識(shí)到必須盡早突破接入“瓶頸”，而光纖是迄今為止最好的傳輸媒介。本文主要分析 GPON技術(shù)的產(chǎn)生背景、基本概念、特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景，以及GPON系統(tǒng)的管理模式和終端的業(yè)務(wù)發(fā)放模式。Page2參考資料lITU-T984.1lITU-T984.2lITU-T984.3lITU-T984.4Page3培訓(xùn)目標(biāo)l學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：p描述GPON的概念p描述光接入網(wǎng)架構(gòu)p列出GPON的主要協(xié)議p列出GPON的關(guān)鍵技術(shù)p描述GPON系統(tǒng)的管理模式和終端的業(yè)務(wù)發(fā)放模式Page4目 錄1. 接入網(wǎng)概述2. GPON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)3. GPON協(xié)

2、議分析4. GPON關(guān)鍵技術(shù)5. GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式Page5目 錄1. 接入網(wǎng)概述接入網(wǎng)概述2. GPON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 3. GPON協(xié)議分析4. GPON關(guān)鍵技術(shù)5. GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式Page6接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置用戶終端用戶終端用戶終端用戶終端接入網(wǎng)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)用戶終端用戶終端承載網(wǎng)承載網(wǎng)Page7什么是接入網(wǎng)lITU-T的定義如下：p接入網(wǎng)（AN）是業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口 （SNI）與相關(guān)用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）之間的一系列傳送實(shí)體（例如線路設(shè)施和傳輸設(shè)施）組成，為供給電信業(yè)務(wù)而提供所需承載能力的實(shí)施系統(tǒng)。nAN:Access NetworknSNI:Servic

3、e Node InterfacenUNI:User Network Interfacel按傳輸方式p有線方式n雙絞線銅纜接入、同軸電纜、光纖接入p無(wú)線n固定無(wú)線接入、移動(dòng)無(wú)線接入Page8銅線接入網(wǎng)絡(luò)E1有線電視臺(tái)GE/FE雙絞線模擬電話機(jī)數(shù)據(jù)終端電視機(jī)同軸電纜E1租用線路由器V.35/V.24 IP電腦PBX雙絞線FE/GE接入網(wǎng)SNISNIUNIUNI同軸電纜業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)用戶終端PSTNDSLAM/MSANPage9銅線接入網(wǎng)絡(luò)xDSL技術(shù)局限性 xDSL技術(shù)：距離與帶寬的矛盾0.138M1.1M2.2MF(Hz)25K3.4K30MUPADSLADSL2+POTS VDSL2VDSL ADS

4、L2+ DSADSL DSVDSLVDSL212MPage10接入網(wǎng)趨勢(shì)光進(jìn)銅退l光纖接入多場(chǎng)景，全業(yè)務(wù)解決方案Page11(a)(a)點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò) P2PP2P(b) (b) 路邊交換網(wǎng)絡(luò)路邊交換網(wǎng)絡(luò)(c) (c) 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò) PONPONCurb switchCOCOCON Twisted pairL kmL kmL kmPassiveopticalsplitterN fibreFibreFibreFibre光纖接入網(wǎng)的接入方案Page12PON的優(yōu)勢(shì)帶寬大：帶寬大：光纖接入帶寬大，滿足用戶現(xiàn)在及未來(lái)帶寬靈活需求。GPON 上行1.25G/下行2.5G；節(jié)省光纖資源：

5、節(jié)省光纖資源：點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（P2MP）接入，局端光纖經(jīng)分光后引出多路到戶光纖，。覆蓋范圍廣：覆蓋范圍廣：接入層的覆蓋半徑20KM；滿足“大容量，少局所” 建網(wǎng)需求。運(yùn)維成本低：運(yùn)維成本低：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON），線路上沒(méi)有有源器件，免維護(hù)和電耗。Page13問(wèn) 題l接入網(wǎng)按照接入方式有哪些類型？l銅接入的XDSL技術(shù)的主要矛盾是什么？Page14目 錄1. 接入網(wǎng)概述2. GPON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 3. GPON協(xié)議分析4. GPON關(guān)鍵技術(shù)5. GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式Page15PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)lPON是一種點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）結(jié)構(gòu)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)；lPON網(wǎng)絡(luò)的組成：p光線路終端 OLT （

6、 Optical Line Terminal）p光分配網(wǎng)絡(luò) ODN （ Optical Distribution Network） 由分光器和光線組成p光網(wǎng)絡(luò)單元/終端 ONU/ONT（ Optical Network Unit/ Optical Network Terminal） OLTONUPSTNInternetCATVONTONTPassive Optical Network 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)POS無(wú)源分光器無(wú)源分光器POS無(wú)源分光器無(wú)源分光器OLTOLTONUONUODNODNPage16lSFU （Single Family Unit）單家庭單元lSBU （Single Business

7、 Unit）單商業(yè)單元lMDU（Multi Dwelling Unit）多住戶單元 lMTU（Multi Tenant Unit）商用多租戶單元 lCBU （Cell Base Unit）基站單元分光器OLT合波器CATVSFUSBUMDUMTUFEPOTSRFDS-1FEPOTSRFFEPOTSRFxDSLFExDSLDS-1CBUFEE1GPON FTTx功能實(shí)體Page17Optical Networks TerminationOptical Networks Unit中心機(jī)房中心機(jī)房路邊路邊用戶側(cè)用戶側(cè)BAFTTCFTTBOLTOLTDSLAM250-700m3.5-5kmxDSL 2

8、20MbpsOLTFTTHODNONTONUOptical Line Termination2.5Gbps Down /1.25Gbps Up2.5Gbps Down /1.25Gbps Up2.5Gbps Down /1.25Gbps UpGPON接入網(wǎng)架構(gòu)MDUMulti-Dwelling UnitPage18GPON網(wǎng)絡(luò)基本性能參數(shù)上行速率(Gbps)下行速率(Gbps)0.155521.244160.622081.244161.244161.244160.155522.488320.622082.488321.244162.488322.488322.48832上行1.24416 Gb

9、it/s ，下行 2.48832 Gbit/s 是目前支持的主要速率，可升級(jí)到10G GPON最大邏輯距離60 km最大物理傳輸距離20 km最大差分距離20 km分離器比1：64或1：128Page19lGPON實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，系統(tǒng)采用WDM技術(shù)l為了分離同一根光纖上多個(gè)用戶的信號(hào)，采用以下兩種復(fù)用技術(shù)：p下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)；p上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。GPON數(shù)據(jù)復(fù)用方式OLTONU/ONT1490nm1310nmODNPage20GPON下行數(shù)據(jù)l廣播方式：GPON的下行幀長(zhǎng)為固定的125us，下行為廣播方式，所有的ONU都能收到相同的數(shù)據(jù)，但是通過(guò)ONUID來(lái)區(qū)分不同的ONU的

10、數(shù)據(jù)，ONU 通過(guò)過(guò)濾來(lái)接收屬于自己的數(shù)據(jù)。發(fā)給各個(gè)ONU的數(shù)據(jù)解析出屬于該ONU的數(shù)據(jù)Page21GPON上行數(shù)據(jù)lTDMA方式：GPON的上行是通過(guò)TDMA（時(shí)分復(fù)用）的方式傳輸數(shù)據(jù)，上行鏈路被分成不同的時(shí)隙，根據(jù)下行幀的upstream bandwidth map字段來(lái)給每個(gè)ONU分配上行時(shí)隙。各個(gè)ONU數(shù)據(jù)復(fù)用從用戶發(fā)出的數(shù)據(jù)Page22問(wèn) 題lGPON的全稱是什么？lPON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包含幾部分，功能分別是什么？Page23目 錄1. 接入網(wǎng)概述2. GPON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 3. GPON協(xié)議分析協(xié)議分析4. GPON關(guān)鍵技術(shù)5. GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式Page24ITU-T G.9

11、84.3GPON TC層規(guī)格要求GTC復(fù)用結(jié)構(gòu)及協(xié)議棧介紹GTC幀結(jié)構(gòu)介紹ONU注冊(cè)激活流程DBA規(guī)格要求告警和性能ITU-T G-984.1/2/3/4產(chǎn)品開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單產(chǎn)品開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單產(chǎn)品兼容性強(qiáng)產(chǎn)品兼容性強(qiáng)ITU-T G.984.1GPON網(wǎng)絡(luò)參數(shù)說(shuō)明保護(hù)倒換組網(wǎng)要求ITU-T G.984.4OMCI消息結(jié)構(gòu)介紹OMCI設(shè)備管理框架OMCI實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)述ITU-T G.984.2PMD層規(guī)格要求2.488Gbps下行光接口參數(shù)規(guī)格要求1.244Gbps上行光接口參數(shù)規(guī)格要求物理層開(kāi)銷分配GPON標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議Page25GPON 業(yè)務(wù)承載模型Page26GPON復(fù)用結(jié)構(gòu)lIF pon：GPON接口接口pO

12、LT一個(gè)PON接口下由多個(gè)ONU接入p不同的ONU用ONU-ID標(biāo)識(shí)，在一個(gè)PON口下唯一，不同PON口之間獨(dú)立使用ONU1IFponONU2IFponIFponOLTlT-CONT: Transmission Containersp是一種承載業(yè)務(wù)的緩存。主要ONU用來(lái)傳輸上行數(shù)據(jù)的單元，是為了解決上行帶寬動(dòng)態(tài)分配。p每個(gè)ONU根據(jù)實(shí)際硬件不同，TCONT的數(shù)量不同p每個(gè)ONU用T-CONT ID來(lái)識(shí)別不同的緩存pOLT用ALLOCATE ID 來(lái)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)該P(yáng)ON口下的所有ONT的T-CONTlGEM Port：業(yè)務(wù)的最小承載單位：業(yè)務(wù)的最小承載單位pONU和OLT之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，不同的業(yè)

13、務(wù)可以通過(guò)一個(gè)GEM port，也可以通過(guò)多業(yè)GEM port 傳輸p不同的GEM-PORT用Port-ID標(biāo)識(shí)GEM PortGEM PortGEM PortGEM PortGEM PortGEM PortGEM PortT-CONTT-CONTT-CONTPage27GPON復(fù)用關(guān)系lGEM port 和TCONT關(guān)系：p首先，業(yè)務(wù)根據(jù)映射規(guī)則先映射到對(duì)應(yīng)的GEM Port中，然后GEM port 再映射到對(duì)應(yīng)的T-CONT中進(jìn)行上行傳輸。pGEM port可以靈活的映射到T-CONT中：一個(gè)GEM Port可以映射到一個(gè)T-CONT中去，多個(gè)GEM Port也可以映射到同一個(gè)T-CONT

14、中。OLTONUT-CONTT-CONTGEM PortGEM PortPage28Physical Control Block Downstream (PCBd)PayloadAllocIDStartEndAllocIDStartEnd1100200 x300500T-CONT1T-CONT1(ONT 1)(ONT 1)T-CONT xT-CONT x(ONT 2)(ONT 2)Slot 100Slot 200Slot 300Slot 500PLOuPLOAMuPLSuDBRu xPayload xDBRu YPayload yUpstream Bandwidth Map125usDowns

15、tream FramingUpstream FramingOLT ONU 1ONU 64AllocIDStartEndy501650 ONU 21 1x xy yT-CONT yT-CONT y(ONT 2)(ONT 2)Slot 650Slot 501T-CONT x xT-CONT yGPON幀結(jié)構(gòu)Page29GEM PayloadHEC 13bitsPTI 3bitsPort ID 12bitsPLI 12bitsGEM FrameEthernet PacketDASFDPreambleInter packet gapSALengthTypeMAC client dataFECEOF5

16、bytes以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在GPON中的映射方式lGPON系統(tǒng)對(duì)以太網(wǎng)幀進(jìn)行解析，將數(shù)據(jù)部分直接映射到GEM Payload中去進(jìn)行傳輸。 lGEM幀會(huì)自動(dòng)封裝頭信息。l映射的格式清晰，設(shè)備很好實(shí)現(xiàn)，兼容性好。Page30TDMTDM dataPayloadTDM fragmentHECPTIPort IDPLIGEM FrameIngress bufferTDM BufferTDM業(yè)務(wù)在GPON中的映射方式lTDM業(yè)務(wù)先導(dǎo)入緩存中進(jìn)行排隊(duì)，并且按照固定的字節(jié)數(shù)復(fù)用到GEM幀中進(jìn)行傳輸。 l這種方式不對(duì)具體的TDM業(yè)務(wù)進(jìn)行感知，只進(jìn)行透?jìng)魈幚?。lGEM幀具有定長(zhǎng)的特點(diǎn)，對(duì)TDM業(yè)務(wù)傳輸非常有利。Pa

17、ge31問(wèn) 題lGPON實(shí)現(xiàn)了WDM技術(shù)，上下行波長(zhǎng)各是多少，上下行各采用了什么復(fù)用技術(shù)？lGPON上下行主要速率是多少？lGPON網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的最小單元是什么？Page32目 錄1. 接入網(wǎng)概述2. GPON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 3. GPON協(xié)議分析4. GPON關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)5. GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式Page33GPON關(guān)鍵技術(shù)GPON保護(hù)保護(hù)光模塊光模塊突發(fā)控制突發(fā)控制測(cè)距測(cè)距上行上行動(dòng)態(tài)帶動(dòng)態(tài)帶寬分配寬分配下行下行AES加密加密GPON技術(shù)技術(shù)Page34為什么要測(cè)距？l各個(gè)ONU和OLT的距離都不一樣，光信號(hào)在光纖上的傳輸時(shí)間不一樣，到達(dá)各ONU的時(shí)刻不一樣。lOLT給每個(gè)ON

18、U分配不同的時(shí)隙來(lái)發(fā)送上行的數(shù)據(jù)，如何保證各ONU能夠精確定位時(shí)隙？l多個(gè)ONU的上行數(shù)據(jù)如何不沖突，實(shí)現(xiàn)幀同步？ONTOLT20 km3km12 kmOLTONU1ONU2ONU3ONU4Page35測(cè)距原理l測(cè)距的過(guò)程：pOLT通過(guò)Ranging測(cè)距過(guò)程獲取ONU的往返延遲RTD（Round Trip Delay），計(jì)算出每個(gè)ONU的物理距離p然后指定合適的均衡延時(shí)參數(shù)EqD（Equalization Delay）pRanging的過(guò)程需要開(kāi)窗，即Quiet Zone，暫停其他ONU的上行發(fā)送通道。OLT開(kāi)窗通過(guò)將BWmap設(shè)置為空，不授權(quán)任何時(shí)隙來(lái)實(shí)現(xiàn)。 Page36如何測(cè)物理距離？lO

19、LT通過(guò)Ranging獲取ONU的往返延遲RTD（Round Trip Delay），計(jì)算出每個(gè)ONU的物理距離RTD1=10us，計(jì)算距離1kmRTD2=20us，計(jì)算距離2kmRTD3=30us，計(jì)算距離3kmONU1ONU2ONU3Page37測(cè)距的結(jié)果l通過(guò)RTD和EqD，使得各個(gè)ONU發(fā)送的數(shù)據(jù)幀同步，保證每個(gè)ONU發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)在分光器上產(chǎn)生沖突l相當(dāng)所有ONU都在同一邏輯距離上，在對(duì)應(yīng)的時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)即可。RTD1EqD1RTD2 EqD2RTD3 EqD3ONU1ONU2ONU3123沖突沖突123Page38ONU的激活進(jìn)程l激活進(jìn)程在OLT控制下工作，ONU應(yīng)答OLT啟動(dòng)的消

20、息。l激活進(jìn)程的大致步驟為：pOLT開(kāi)窗廣播給所有ONUpONU上報(bào)序列碼給OLTpOLT分配ONU ID給ONUpOLT和ONU進(jìn)行測(cè)距（計(jì)算出TRD和EqD）pOLT創(chuàng)建OMCI管理通道pOLT請(qǐng)求密碼（可選)pONU上報(bào)密碼（可選)p注冊(cè)成功ONU上報(bào)上報(bào)SN分配分配 ONU_ID 測(cè)距請(qǐng)求測(cè)距請(qǐng)求 OLT配置配置GEM port上報(bào)密碼上報(bào)密碼請(qǐng)求密碼請(qǐng)求密碼 創(chuàng)建創(chuàng)建OMCI通道通道分配分配EqD測(cè)距確認(rèn)測(cè)距確認(rèn)請(qǐng)求請(qǐng)求SNPage39GPON關(guān)鍵技術(shù)GPON保護(hù)保護(hù)光模塊光模塊突發(fā)控制突發(fā)控制測(cè)距測(cè)距上行上行動(dòng)態(tài)帶動(dòng)態(tài)帶寬分配寬分配下行下行AES加密加密GPON技術(shù)技術(shù)Page40

21、0# ONT0# ONU1# ONU0# ONT0# ONU1# ONU光模塊突發(fā)控制技術(shù)突發(fā)發(fā)射p快速開(kāi)啟和關(guān)斷能力快速開(kāi)啟和關(guān)斷能力p消光比大（消光比大（10dB）上行復(fù)用后的數(shù)據(jù)發(fā)送方式ONU在指定時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)連續(xù)發(fā)送模塊突發(fā)發(fā)送模塊Page41光模塊突發(fā)控制技術(shù)突發(fā)接受OLT恢復(fù)出來(lái)的數(shù)據(jù)到達(dá)OLT的信號(hào)及閾值建立ONT/ONU發(fā)出的信號(hào)0# ONU0# ONU1# ONU1# ONU0# ONU0# ONU有快速有快速AGCAGC無(wú)快速無(wú)快速AGCAGC閾值線閾值線連續(xù)接收模塊突發(fā)接收模塊p快速快速AGC Automatic Gain Control (動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍 20dB)p

22、 快速時(shí)鐘恢復(fù)快速時(shí)鐘恢復(fù)Page42GPON關(guān)鍵技術(shù)GPON保護(hù)保護(hù)光模塊光模塊突發(fā)控制突發(fā)控制測(cè)距測(cè)距上行上行動(dòng)態(tài)帶動(dòng)態(tài)帶寬分配寬分配下行下行AES加密加密GPON技術(shù)技術(shù)Page43DBA概念l什么是DBA?pDBA, Dynamically Bandwidth Assignment(動(dòng)態(tài)帶寬分配)pDBA是一種能在微秒或毫秒級(jí)的時(shí)間間隔內(nèi)完成對(duì)上行帶寬的動(dòng)態(tài)分配的機(jī)制l為什么需要DBA？p 可以提高PON端口的上行線路帶寬利用率p 可以在PON口上增加更多的用戶p用戶可以享受到更高帶寬的服務(wù)，特別是那些對(duì)帶寬突變比較大的業(yè)務(wù)Page44SR-DBA的實(shí)現(xiàn)過(guò)程lOLT內(nèi)部DBA模塊不斷收

23、集DBA報(bào)告信息，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果以BW Map的形式下發(fā)給各ONU。 l各ONU根據(jù)BW Map信息在各自的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送上行突發(fā)數(shù)據(jù)，占用上行帶寬。DBA算法邏輯算法邏輯DBA報(bào)告報(bào)告BW MapTime slotT-CONTT-CONTT-CONTONU的調(diào)度器的調(diào)度器ONUOLT控制平面數(shù)據(jù)平面Page45DBA實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)T-CONTl帶寬類型pFB,AB,NAB,BE。 lT-CONT的5種類型pType1,Type2,Type3,Type4,Type5。lT-CONTs (Transmission Containers)：動(dòng)態(tài)接收OLT下發(fā)的授權(quán) ，用于管理PON系統(tǒng)傳輸匯聚

24、層的上行帶寬分配，改善PON系統(tǒng)中的上行帶寬。Page46T-CONT類型和帶寬類型之間的關(guān)系l根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)對(duì)每個(gè)ONU設(shè)置SLA，對(duì)業(yè)務(wù)的帶寬進(jìn)行限制。 l最大帶寬和最小帶寬是對(duì)每個(gè)ONU的帶寬進(jìn)行極限限制，保證帶寬根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)不同而不同，一般語(yǔ)音業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)最高，視頻業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)次之，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)最低。lOLT根據(jù)業(yè)務(wù)和SLA及ONU的實(shí)際情況進(jìn)行帶寬許可，優(yōu)先級(jí)高的可以得到更高的帶寬，滿足業(yè)務(wù)需求。Page47GPON關(guān)鍵技術(shù)GPON保護(hù)保護(hù)光模塊光模塊突發(fā)控制突發(fā)控制測(cè)距測(cè)距上行上行動(dòng)態(tài)帶動(dòng)態(tài)帶寬分配寬分配下行下行AES加密加密GPON技術(shù)技術(shù)Page48為什么要加密？

25、lGPON下行采用廣播技術(shù)，同一PON口下的主干光線和分光后的數(shù)據(jù)都是一樣的，每個(gè)ONU收到的數(shù)據(jù)都是一樣的。如何保證ONU的數(shù)據(jù)不被其他ONU所獲取解析？lGPON支持下行廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行AES128加密處理pAES: Advanced Encrypt System 一種國(guó)際通用的加密算法n只對(duì)GEM幀中的Payload進(jìn)行加密處理nGPON系統(tǒng)定期的進(jìn)行AES密鑰交換和更新，提高了線路數(shù)據(jù)的可靠性。Page49ONTONTONTOLT加密加密解密解密解密解密解密解密GPON系統(tǒng)的AES加密處理p密鑰更換由OLT發(fā)起密鑰更換請(qǐng)求，ONU響應(yīng)并將生成的新的密鑰，并分兩部分發(fā)給OLT，且重復(fù)發(fā)送三次

26、 pOLT收到了新的密鑰后，就要開(kāi)始進(jìn)行密鑰切換，將使用新的密鑰的幀號(hào)通過(guò)相關(guān)的命令通知ONU（也是三次） ，ONU在相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀上切換校驗(yàn)密鑰。用戶用戶1用戶用戶2用戶用戶3Page50GPON關(guān)鍵技術(shù)GPON保護(hù)保護(hù)光模塊光模塊突發(fā)控制突發(fā)控制測(cè)距測(cè)距上行上行動(dòng)態(tài)帶動(dòng)態(tài)帶寬分配寬分配下行下行AES加密加密GPON技術(shù)技術(shù)Page51IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NType B OLT端口備份IFpon IFponIFponIFpon1：N分光器OLTONU#1ONU#N備用光纖Type A 光纖備份 GPON網(wǎng)絡(luò)保護(hù)Type A/Bl設(shè)備沒(méi)有任何備份措施

27、. l主干光纖故障后，由人工切換至備用光纖.l業(yè)務(wù)肯定中斷，中斷時(shí)間取決于線路恢復(fù)時(shí)間.l如果到用戶的線路故障，業(yè)務(wù)就會(huì)中斷，無(wú)法備份。lOLT設(shè)備上有兩個(gè)GPON接口. l此種保護(hù)方式僅限于主干光纖出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到備用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)骨干光纖的保護(hù)。l保護(hù)對(duì)象僅限于OLT與ODN之間的光纖故障和OLT單板硬件故障，對(duì)其他類型的故障沒(méi)有涉及，可能存在嚴(yán)重安全隱患，無(wú)法滿足客戶需求。l無(wú)法定位故障。 Page52IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NType C 全備份方式IFponIFponIFpon2：N分光器 GPON網(wǎng)絡(luò)保護(hù)Type ClOLT和O

28、NT上均有兩個(gè)GPON接口。OLT的GPON接口要工作在1:1模式下。l此種保護(hù)方式一種全保護(hù)光纖倒換方式，OLT與ONU之間有完全不同的兩條通路，可以保證各種故障都得到恢復(fù) 。l當(dāng)ONU的主用PON口或用戶線路故障時(shí)，ONU會(huì)自動(dòng)將業(yè)務(wù)倒換到備用PON口上，業(yè)務(wù)通過(guò)備用線路和OLT的備份端口上行。業(yè)務(wù)基本不會(huì)中斷。l實(shí)現(xiàn)難度較大，成本較高。l其中一個(gè)端口試種處于空閑狀態(tài)，造成系統(tǒng)帶寬利用率低。 Page53IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NType D 混和備份方式IFponIFpon2：N分光器1：2分光器1：2分光器GPON網(wǎng)絡(luò)保護(hù)Type DlOLT上

29、有兩個(gè)GPON接口。OLT的GPON接口要工作在11模式下。l此種保護(hù)方式一種全保護(hù)光纖倒換方式，OLT與ONU之間有完全不同的兩條通路，可以保證各種故障都得到恢復(fù)，包括無(wú)源分光器故障，鏈路都可以自動(dòng)恢復(fù) 。l此種網(wǎng)絡(luò)中支持ONU混合方式，可以是帶一個(gè)PON口的，也可以是帶兩個(gè)PON口的，根據(jù)用戶的實(shí)際需要選擇。l實(shí)現(xiàn)難度較大，成本較高。Page54問(wèn) 題lGPON上行使用TDMA技術(shù)，使用哪些技術(shù)保證上行數(shù)據(jù)的幀同步，避免光信號(hào)沖突？lGPON如何識(shí)別同一個(gè)PON口下的ONU？lGPON網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式中，哪一種比較適合現(xiàn)網(wǎng)使用？Page55目 錄1. 接入網(wǎng)概述2. GPON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 3. G

30、PON協(xié)議分析4. GPON關(guān)鍵技術(shù)5. GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式Page56OLTGPON 系統(tǒng)管理模型lGPON系統(tǒng)對(duì)ONU的管理通過(guò)OLT和ONU之間的OMCI管理通道實(shí)現(xiàn)：pONU 即插即用、自動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)放pONU 遠(yuǎn)程集中管理iManager N2000 BMSOMCISNMPONUPage57GPON業(yè)務(wù)發(fā)放與終端零配置lGPON支持終端零配置和終端即插即用，節(jié)省運(yùn)營(yíng)商投入終端業(yè)務(wù)開(kāi)通與初始配置的人力。業(yè)務(wù)發(fā)放系統(tǒng)業(yè)務(wù)發(fā)放系統(tǒng)NMSAccess Network計(jì)費(fèi)系統(tǒng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)1開(kāi)戶2下發(fā)數(shù)據(jù)配置3訂單管理系統(tǒng)訂單管理系統(tǒng)啟動(dòng)終端，利用序列號(hào)進(jìn)行注冊(cè)O(shè)N

31、TONTMDUSBUCRM用戶用戶給用戶發(fā)放終端12自動(dòng)完成OLT的數(shù)據(jù)配置的的STB3利用OMCI通道完成ONT的數(shù)據(jù)配置Page58問(wèn) 題lGPON系統(tǒng)中，OLT通過(guò)哪些消息管理ONU？l在業(yè)務(wù)發(fā)放系統(tǒng)中，OLT通過(guò)什么通道下發(fā)業(yè)務(wù)到ONU？Page59總 結(jié)l銅接入xDSL技術(shù)存在距離和帶寬的矛盾，接入網(wǎng)趨勢(shì)是光進(jìn)銅退，GPON成為主流接入技術(shù)。lGPON系統(tǒng)分為OLT,ODN和ONU三個(gè)組成部分。lOLT通過(guò)識(shí)別SN或者密碼來(lái)注冊(cè)激活ONU。lOLT和ONU之間通信通過(guò)GEM port傳輸數(shù)據(jù)。lOLT通過(guò)OMCI通道來(lái)管理和下發(fā)配置到ONU。Page60縮略語(yǔ)DSLAM：Digita

32、l Subscribe Line Access Multiplexer 數(shù)字用戶線接入復(fù)用器MSAN: Multi-service Access Network 綜合接入網(wǎng)GPON: Gigabit-Capable Passive Optical Network 以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)OLT：Optical Line Terminal 光線路終端ONU：Optical Network Unit 光網(wǎng)絡(luò)單元ONT：Optical Network Terminal 光網(wǎng)絡(luò)終端ODN：Optical Distribution Network 光分配網(wǎng)絡(luò)MDU：multi-dwelling unit 多住戶

33、單元SFU：single family unit 單家庭用戶單元SBU：single business unit 單商業(yè)用戶單元Page61縮略語(yǔ)FTTH：Fiber to the Home 光纖到家FTTB：Fiber to the Building 光纖到樓FTTC：Fiber to the Curb 光纖到路邊FTTN：Fiber to the Network 光纖到網(wǎng)絡(luò)TDMA ：Time Division Multiple Access 時(shí)分復(fù)用接入OMCI: Optical Network Termination Management and Control Interface光網(wǎng)

34、絡(luò)終端管理控制接口OAM: Operation, Administration and Maintenance 操作維護(hù)和管理DBA：Dynamic Bandwidth Assignment 動(dòng)態(tài)帶寬分配謝謝Page63PONTPONAPON/BPONGPONEPONWDM PON國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ITU-T G.983.xITU-T G.984.xIEEE 802.3ah國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)ITU-T G.982國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Q1/1998Q3/2000國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)Q4/2004Q3/2004附錄1：PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化情況國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Page64GPONEPON標(biāo)準(zhǔn)ITU.TIEEE速率2

35、.488G/1.244G1.25G/1.25G分光比1:641:1281:161:32承載ATM, Ethernet, TDMEthernet帶寬效率92%72%QOS非常好，包括 Ethernet, TDM, ATM好，僅 Ethernet光預(yù)算Class A/B/CPx10/Px20測(cè)距EqD 邏輯等距RTTDBA標(biāo)準(zhǔn)格式廠家自定義TDM支持TDM over Ethernet (PWE3, CESoEthernet)or native TDM)TDM over Ethernet (PWE3, CESoEthernet)ONT互通OMCI無(wú)OAMITU-T G.984 (強(qiáng))Ethernet OAM（弱，廠家擴(kuò)展）OPE