全業(yè)務接入系統(tǒng)PON的關鍵技術和

1、1全業(yè)務接入系統(tǒng)全業(yè)務接入系統(tǒng)PON的關鍵的關鍵技術與測試技術與測試中國移動福建公司發(fā)展計劃部中國移動福建公司發(fā)展計劃部二零零八年九月二零零八年九月2匯報提綱匯報提綱PON系統(tǒng)的關鍵技術介紹PON系統(tǒng)的測試EPON和GPON比較3PON系統(tǒng)參考結構系統(tǒng)參考結構4PON關鍵技術雙工方式關鍵技術雙工方式PONPON系統(tǒng)實現(xiàn)單纖雙向傳輸（強制）。系統(tǒng)實現(xiàn)單纖雙向傳輸（強制）。波長分配方案普遍遵循波長分配方案普遍遵循ITU-T G.983.3ITU-T G.983.3標準：三個工作波長標準：三個工作波長1310nm/1490nm/1550nm1310nm/1490nm/1550nm1490nm1310

2、nm1550nmDataDataCATV5廣播方式PON的下行數(shù)據(jù)的下行數(shù)據(jù)n 在在ONU注冊成動后分配一個唯一的識別碼；注冊成動后分配一個唯一的識別碼；n ONU接收數(shù)據(jù)時，僅接收符合自己的識別碼的幀或者廣播幀。接收數(shù)據(jù)時，僅接收符合自己的識別碼的幀或者廣播幀。6PON的上行數(shù)據(jù)的上行數(shù)據(jù)TDMA方式方式n 原則：任一時刻只能有一個原則：任一時刻只能有一個ONU發(fā)送上行信號，使用一種簡單可行的基于輪詢帶寬分配發(fā)送上行信號，使用一種簡單可行的基于輪詢帶寬分配算法不同的算法不同的ONU分配不同的時間片，輪流發(fā)送上行數(shù)據(jù)；每個分配不同的時間片，輪流發(fā)送上行數(shù)據(jù)；每個ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時間發(fā)送上行

3、數(shù)據(jù)的時間片可以是動態(tài)的，時間片的大小和多少在宏觀上表現(xiàn)為帶寬的大小片可以是動態(tài)的，時間片的大小和多少在宏觀上表現(xiàn)為帶寬的大小n 由于由于ONU與與OLT之間光鏈路長度各不相同，使得信號時延也各不相同，可能會造成之間光鏈路長度各不相同，使得信號時延也各不相同，可能會造成ONU的上行數(shù)據(jù)幀發(fā)生碰撞，因此必須采用測距技術加以補償，保證各的上行數(shù)據(jù)幀發(fā)生碰撞，因此必須采用測距技術加以補償，保證各ONU到到OLT的邏輯距的邏輯距離是相同的。這個邏輯距離時間就是均衡環(huán)路時延，它是一個常數(shù)。離是相同的。這個邏輯距離時間就是均衡環(huán)路時延，它是一個常數(shù)。 7匯報提綱匯報提綱PON系統(tǒng)的關鍵技術介紹PON系統(tǒng)的

4、測試EPON和GPON比較8主流主流PON技術技術EPON基于吉比特以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡技術，繼承了以太網(wǎng)的低成本和易用性以及基于吉比特以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡技術，繼承了以太網(wǎng)的低成本和易用性以及光網(wǎng)絡的高帶寬，它是當前實現(xiàn)光接入網(wǎng)眾多技術中性價比相對較高的一種光網(wǎng)絡的高帶寬，它是當前實現(xiàn)光接入網(wǎng)眾多技術中性價比相對較高的一種國際標準：國際標準：IEEE802.3ahIEEE802.3ah，該標準規(guī)定了，該標準規(guī)定了EPONEPON的物理層、的物理層、MPCP(MPCP(多點控制協(xié)多點控制協(xié)議議) )、OAM(OAM(運行管理維護運行管理維護) )等相關內(nèi)容。等相關內(nèi)容。國家標準：國家標準：YD/T

5、 1475-2006YD/T 1475-2006接入網(wǎng)技術要求接入網(wǎng)技術要求基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡（絡（EPONEPON） YD/T 1531-2006YD/T 1531-2006接入網(wǎng)設備測試方法接入網(wǎng)設備測試方法基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡（基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡（EPONEPON）GPON考慮到對傳統(tǒng)考慮到對傳統(tǒng)TDMTDM業(yè)務的承載問題，沿用了業(yè)務的承載問題，沿用了125ms125ms固定幀結構，以保持固定幀結構，以保持8k8k定定時基準；而為了支持時基準；而為了支持ATMATM等業(yè)務，等業(yè)務，GPONGPON定義了一種全新的封裝結構定義了一種全新的封裝結

6、構GEMGEM，可，可以把以把ATMATM和其它協(xié)議的數(shù)據(jù)混合封裝成幀和其它協(xié)議的數(shù)據(jù)混合封裝成幀 ITU-T G.984ITU-T G.984系列標準中規(guī)定了系列標準中規(guī)定了GPONGPON的物理層、的物理層、TCTC層和層和OAMOAM相關功能相關功能9EPON和和GPON比較比較帶寬和效率帶寬和效率EPONEPONGPONGPON上行上行1250Mbps1250Mbps1244MBps1244MBps或或2488Mbps2488Mbps下行下行1250Mbps1250Mbps155Mbps155Mbps、622Mbps622Mbps、1244Mbps1244Mbps或或2488Mbps2

7、488Mbps上行開銷上行開銷 * *用于突發(fā)接收的物理層用于突發(fā)接收的物理層開銷開銷: :約約3.5%;3.5%;* *以太網(wǎng)幀的封裝開銷以太網(wǎng)幀的封裝開銷: :約約7.4%;7.4%;* *MPCP(MPCP(多點控制協(xié)議多點控制協(xié)議) )和和OAM(OAM(運行管理維護運行管理維護) )協(xié)議開銷協(xié)議開銷: :約約2.9%;2.9%;* *DBADBA算法造成的剩余算法造成的剩余時隙時隙( (即不足以傳輸一即不足以傳輸一個完整以太網(wǎng)幀的時隙個完整以太網(wǎng)幀的時隙) )浪費浪費: :約約0.6%;0.6%; * *用于突發(fā)接收的物理層開銷用于突發(fā)接收的物理層開銷: :約約2.0%;2.0%;*

8、 *GEM(GPONGEM(GPON封裝方法封裝方法) )幀幀和以太網(wǎng)幀的封裝開銷和以太網(wǎng)幀的封裝開銷: :約約5.8%;5.8%;* *PLOAM(PLOAM(物理層運行管理物理層運行管理維護維護) )協(xié)議開銷協(xié)議開銷: :約約2.1%;2.1%;* *DBADBA算法剩余時隙引入額算法剩余時隙引入額外的封裝開銷外的封裝開銷: :約約0.8%;0.8%;上行帶寬上行帶寬利用率利用率開銷約為開銷約為144Mbit/s144Mbit/s，可用，可用帶寬約為帶寬約為856Mbit/s856Mbit/s，利用率利用率68.568.5開銷約為開銷約為133Mbit/s133Mbit/s，可用帶寬，可用

9、帶寬約為約為1111Mbit/s1111Mbit/s，利用率，利用率89.3%89.3%10 EPON 在1:32分光比下理論最大傳輸距離20Km 主流廠商可做到1:64分光，但未商用。 GPON 在1:64分光比下理論最大傳輸距離20Km 主流廠商可做到1:128分光，但未商用。EPON和和GPON比較比較傳輸距離和最大分光比傳輸距離和最大分光比11 EPON CESoP（分組網(wǎng)絡電路仿真業(yè)務）。在分組交換網(wǎng)上建立一個通道，實現(xiàn)端到端的TDM業(yè)務傳送，兩端的TDM設備不必關心其間的網(wǎng)絡。EPON和和GPON比較比較TDM業(yè)務支持業(yè)務支持12 GPON G.984中定義的GPON封裝方法(GE

10、M)對TDM業(yè)務提供支持，沿用了125ms固定幀結構，以保持8k定時基準，也稱為本原TDM支持（Native TDM） 也可以使用CESoP 方式提供TDM承載EPON和和GPON比較比較TDM業(yè)務支持業(yè)務支持13 GPON提供的提供的NativeTDM承載只是局限在承載只是局限在OLT到到ONU這這 一段，如果存在一個全程的一段，如果存在一個全程的TDM網(wǎng)絡，網(wǎng)絡，OLT上行通過上行通過TDM 接口與接口與TDM網(wǎng)絡相連，這種情況下，顯然網(wǎng)絡相連，這種情況下，顯然GPON這種高質(zhì)這種高質(zhì) 量的量的TDM業(yè)務承載能力具有優(yōu)勢。業(yè)務承載能力具有優(yōu)勢。 為順應業(yè)務為順應業(yè)務IP化、高帶寬化的趨勢，

11、城域網(wǎng)絡正向化、高帶寬化的趨勢，城域網(wǎng)絡正向IP/MPLS方方向遷移。包括接入層、匯聚和骨干網(wǎng)絡在內(nèi)的網(wǎng)絡融合是網(wǎng)絡向遷移。包括接入層、匯聚和骨干網(wǎng)絡在內(nèi)的網(wǎng)絡融合是網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢，許多主流運營商正在嘗試在發(fā)展的趨勢，許多主流運營商正在嘗試在IP網(wǎng)絡上承載網(wǎng)絡上承載TDM業(yè)務，不再保留一個獨立的、全程的業(yè)務，不再保留一個獨立的、全程的TDM網(wǎng)絡。網(wǎng)絡。 在這種情況下，在這種情況下，GPON的的TDM業(yè)務需要在業(yè)務需要在OLT側適配到側適配到IP 上來承載，這與上來承載，這與EPON直接在直接在ONU上將上將TDM轉換到轉換到 IP/Ethernet上比較，從端到端的上比較，從端到端的QoS上看

12、，沒有本質(zhì)區(qū)別。上看，沒有本質(zhì)區(qū)別。EPON和和GPON比較比較TDM業(yè)務支持業(yè)務支持14EPON和和GPON比較比較QoS和和OAM QoS EPON EPON 帶寬調(diào)度參數(shù)帶寬調(diào)度參數(shù)LLIDLLID，調(diào)度是以，調(diào)度是以ONUONU為單位為單位 GPON GPON 帶寬調(diào)度參數(shù)帶寬調(diào)度參數(shù)T-contT-cont，一個，一個ONUONU可包含多個可包含多個T-contT-cont，調(diào)度更為靈活、，調(diào)度更為靈活、精細精細 OAM 標準方面，標準方面，GPONGPON定義的定義的OAMOAM信息比信息比EPONEPON標準定義的更豐富。標準定義的更豐富。 實際中，實際中，IEEE 802.3a

13、hIEEE 802.3ah中提供了中提供了organization specificorganization specific（組織特定）功能（組織特定）功能以便于相關機構進行以便于相關機構進行oamoam功能擴展；經(jīng)過廠家擴展功能后的設備，功能擴展；經(jīng)過廠家擴展功能后的設備，E/GPONE/GPON的的OAMOAM功能是相當?shù)墓δ苁窍喈數(shù)?5 EPON 技術復雜度低，進入門檻低技術復雜度低，進入門檻低 芯片、器件的供應商多，產(chǎn)品成熟度高芯片、器件的供應商多，產(chǎn)品成熟度高 成本較低成本較低 GPON 技術復雜度高技術復雜度高 芯片、器件供應商少芯片、器件供應商少 目前成本相對目前成本相對EPO

14、N高。隨著產(chǎn)量規(guī)模的擴大，遠期成本將和高。隨著產(chǎn)量規(guī)模的擴大，遠期成本將和EPON 相當，甚至當用戶需求帶寬達到一定程度，相當，甚至當用戶需求帶寬達到一定程度，GPON成本優(yōu)勢突出成本優(yōu)勢突出 EPON和和GPON比較比較成本成本16 EPON和和GPON都適用于目前常見的各類接入場景：家庭用都適用于目前常見的各類接入場景：家庭用戶、個體商戶等個人用戶，企業(yè)、政府、學校等集團用戶戶、個體商戶等個人用戶，企業(yè)、政府、學校等集團用戶；寬帶上網(wǎng)業(yè)務、窄帶語音業(yè)務等；寬帶上網(wǎng)業(yè)務、窄帶語音業(yè)務等 GPON在對于傳送在對于傳送TDM業(yè)務（提供給基站、業(yè)務（提供給基站、PBX等等E1接入接入）和）和158

15、8V2時鐘信號更具優(yōu)勢時鐘信號更具優(yōu)勢 說明：說明： IEEE1588V2是一種精確時間同步協(xié)議，簡稱是一種精確時間同步協(xié)議，簡稱PTP協(xié)議。通過主從設備間消息傳遞，協(xié)議。通過主從設備間消息傳遞，計算時間和頻率偏移，達到主從頻率和時間同步計算時間和頻率偏移，達到主從頻率和時間同步EPON和和GPON比較比較應用場景應用場景17EPON和和GPON技術比較表技術比較表EPONGPON線路速率線路速率下行下行1250Mbps1250Mbps1244MBps1244MBps或或2488Mbps2488Mbps上行上行1250Mbps1250Mbps155Mbps155Mbps、622Mbps622M

16、bps、1244Mbps1244Mbps或或2488Mbps2488Mbps最大分路比最大分路比1:32/1:641:32/1:641:64/1:1281:64/1:128最大物理傳輸距離最大物理傳輸距離20Km20Km20Km20Km數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議以太網(wǎng)以太網(wǎng)GEMGEM和和/ /或或ATMATM帶寬利用率帶寬利用率68.568.589.3%89.3%TDMTDM業(yè)務支持方式業(yè)務支持方式TDM over PacketTDM over Packet直接直接TDMTDM承載承載芯片芯片 器件成熟度器件成熟度高高低低成本成本低低較低較低18匯報提綱匯報提綱PON系統(tǒng)的關鍵技術介紹PO

17、N系統(tǒng)的測試EPON和GPON比較19PON技術的試驗網(wǎng)測試技術的試驗網(wǎng)測試 光接口指標測試 PON的基本功能測試 多點控制協(xié)議功能測試 動態(tài)帶寬分配功能測試 傳輸能力測試 TDM業(yè)務支持能力測試 組播功能測試 2層、3層功能測試 網(wǎng)管功能測試 互通性測試20PON技術的試驗網(wǎng)測試技術的試驗網(wǎng)測試 多極分光測試 分光器分光器OLTONU測試變量：分光比（測試變量：分光比（1:2/4/864） 傳輸距離傳輸距離(5Km,10Km20Km) 分光級數(shù)分光級數(shù)(1,2,3)ONU能否成功注冊？能否成功注冊？OLT、ONU PON口收光功率是否達標？口收光功率是否達標？分光器分光器分光器分光器21n安

18、裝施工階段測試： 測量光纖、接頭、連接器、光分路器等損耗大小 確認施工工藝是否合格，線路是否可通過驗收檢驗 由施工人員測試n開通階段測試： 確認已安裝的線路損耗是否在合格范圍內(nèi) 確認ONU的輸出光功率是否正常 由業(yè)務開通人員測試n運營維護階段測試： 線路故障判斷和故障定位 由維護人員測試FTTx工程、維護測試工程、維護測試22n驗收測試內(nèi)容： 端到端鏈路損耗大小 端到端光回損(含CATV業(yè)務時需要) 鏈路長度和鏈路OTDR曲線n常用測試儀表或工具： 光源和光功率計 PON OTDR 回損測試儀 可視化故障定位儀安裝施工階段測試安裝施工階段測試23n測試內(nèi)容： OLT到 ONU 下行信號大小 ONU的上行信號大小n常用測試儀表： PON光功率計23業(yè)務開通階段測試業(yè)務開通階段測試24n測試內(nèi)容： 要求判斷和定位故障n常用測試儀表： 帶外PON OTDR 光纖信號識別器 光纖端面檢測器維護階段測試維護階段測試25PON系統(tǒng)測試新的要求系統(tǒng)測試