全業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)PON的關(guān)鍵技術(shù)和

1、1全業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)全業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)PON的關(guān)鍵的關(guān)鍵技術(shù)與測(cè)試技術(shù)與測(cè)試中國(guó)移動(dòng)福建公司發(fā)展計(jì)劃部中國(guó)移動(dòng)福建公司發(fā)展計(jì)劃部二零零八年九月二零零八年九月2匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱PON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)介紹PON系統(tǒng)的測(cè)試EPON和GPON比較3PON系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)4PON關(guān)鍵技術(shù)雙工方式關(guān)鍵技術(shù)雙工方式PONPON系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸（強(qiáng)制）。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸（強(qiáng)制）。波長(zhǎng)分配方案普遍遵循波長(zhǎng)分配方案普遍遵循ITU-T G.983.3ITU-T G.983.3標(biāo)準(zhǔn)：三個(gè)工作波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)：三個(gè)工作波長(zhǎng)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(cè)成動(dòng)后分配一個(gè)唯一的識(shí)別碼；注冊(cè)成動(dòng)后分配一個(gè)唯一的識(shí)別碼；n ONU接收數(shù)據(jù)時(shí)，僅接收符合自己的識(shí)別碼的幀或者廣播幀。接收數(shù)據(jù)時(shí)，僅接收符合自己的識(shí)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(shí)刻只能有一個(gè)原則：任一時(shí)刻只能有一個(gè)ONU發(fā)送上行信號(hào)，使用一種簡(jiǎn)單可行的基于輪詢帶寬分配發(fā)送上行信號(hào)，使用一種簡(jiǎn)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(shí)間片，輪流發(fā)送上行數(shù)據(jù)；每個(gè)分配不同的時(shí)間片，輪流發(fā)送上行數(shù)據(jù)；每個(gè)ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時(shí)間發(fā)送上行

3、數(shù)據(jù)的時(shí)間片可以是動(dòng)態(tài)的，時(shí)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(dòng)態(tài)的，時(shí)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(zhǎng)度各不相同，使得信號(hào)時(shí)延也各不相同，可能會(huì)造成之間光鏈路長(zhǎng)度各不相同，使得信號(hào)時(shí)延也各不相同，可能會(huì)造成ONU的上行數(shù)據(jù)幀發(fā)生碰撞，因此必須采用測(cè)距技術(shù)加以補(bǔ)償，保證各的上行數(shù)據(jù)幀發(fā)生碰撞，因此必須采用測(cè)距技術(shù)加以補(bǔ)償，保證各ONU到到OLT的邏輯距的邏輯距離是相同的。這個(gè)邏輯距離時(shí)間就是均衡環(huán)路時(shí)延，它是一個(gè)常數(shù)。離是相同的。這個(gè)邏輯距離時(shí)間就是均衡環(huán)路時(shí)延，它是一個(gè)常數(shù)。 7匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱PON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)介紹PON系統(tǒng)的

4、測(cè)試EPON和GPON比較8主流主流PON技術(shù)技術(shù)EPON基于吉比特以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，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(luò)技術(shù)，繼承了以太網(wǎng)的低成本和易用性以及光網(wǎng)絡(luò)的高帶寬，它是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)光接入網(wǎng)眾多技術(shù)中性價(jià)比相對(duì)較高的一種光網(wǎng)絡(luò)的高帶寬，它是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)光接入網(wǎng)眾多技術(shù)中性價(jià)比相對(duì)較高的一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3ahIEEE802.3ah，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了EPONEPON的物理層、的物理層、MPCP(MPCP(多點(diǎn)控制協(xié)多點(diǎn)控制協(xié)議議) )、OAM(OAM(運(yùn)行管理維護(hù)運(yùn)行管理維護(hù)) )等相關(guān)內(nèi)容。等相關(guān)內(nèi)容。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：YD/T

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

6、構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了系列標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了GPONGPON的物理層、的物理層、TCTC層和層和OAMOAM相關(guān)功能相關(guān)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(diǎn)控制協(xié)議多點(diǎn)控制協(xié)議) )和和OAM(OAM(運(yùn)行管理維護(hù)運(yùn)行管理維護(hù)) )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(shí)隙時(shí)隙( (即不足以傳輸一即不足以傳輸一個(gè)完整以太網(wǎng)幀的時(shí)隙個(gè)完整以太網(wǎng)幀的時(shí)隙) )浪費(fèi)浪費(fèi): :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(yùn)行管理物理層運(yùn)行管理維護(hù)維護(hù)) )協(xié)議開銷協(xié)議開銷: :約約2.1%;2.1%;* *DBADBA算法剩余時(shí)隙引入額算法剩余時(shí)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(luò)電路仿真業(yè)務(wù)）。在分組交換網(wǎng)上建立一個(gè)通道，實(shí)現(xiàn)端到端的TDM業(yè)務(wù)傳送，兩端的TDM設(shè)備不必關(guān)心其間的網(wǎng)絡(luò)。EPON和和GPON比較比較TDM業(yè)務(wù)支持業(yè)務(wù)支持12 GPON G.984中定義的GPON封裝方法(GE

10、M)對(duì)TDM業(yè)務(wù)提供支持，沿用了125ms固定幀結(jié)構(gòu)，以保持8k定時(shí)基準(zhǔn)，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(wù)支持業(yè)務(wù)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(gè)全程的一段，如果存在一個(gè)全程的TDM網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)，OLT上行通過上行通過TDM 接口與接口與TDM網(wǎng)絡(luò)相連，這種情況下，顯然網(wǎng)絡(luò)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(wù)承載能力具有優(yōu)勢(shì)。業(yè)務(wù)承載能力具有優(yōu)勢(shì)。 為順應(yīng)業(yè)務(wù)為順應(yīng)業(yè)務(wù)IP化、高帶寬化的趨勢(shì)，

11、城域網(wǎng)絡(luò)正向化、高帶寬化的趨勢(shì)，城域網(wǎng)絡(luò)正向IP/MPLS方方向遷移。包括接入層、匯聚和骨干網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)融合是網(wǎng)絡(luò)向遷移。包括接入層、匯聚和骨干網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)融合是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)，許多主流運(yùn)營(yíng)商正在嘗試在發(fā)展的趨勢(shì)，許多主流運(yùn)營(yíng)商正在嘗試在IP網(wǎng)絡(luò)上承載網(wǎng)絡(luò)上承載TDM業(yè)務(wù)，不再保留一個(gè)獨(dú)立的、全程的業(yè)務(wù)，不再保留一個(gè)獨(dú)立的、全程的TDM網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。 在這種情況下，在這種情況下，GPON的的TDM業(yè)務(wù)需要在業(yè)務(wù)需要在OLT側(cè)適配到側(cè)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(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)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(wù)支持業(yè)務(wù)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O(shè)NUONU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(gè)，一個(gè)ONONU U可包含多個(gè)可包含多個(gè)T-contT-cont，調(diào)度更為靈活、，調(diào)度更為靈活、精細(xì)精細(xì) OAM 標(biāo)準(zhǔn)方面，標(biāo)準(zhǔn)方面，GPONGPON定義的定義的OAMOAM信息比信息比EPONEPON標(biāo)準(zhǔn)定義的更豐富。標(biāo)準(zhǔn)定義的更豐富。 實(shí)際中，實(shí)際中，IEEE 802.3

13、ahIEEE 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(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行以便于相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行oamoam功能擴(kuò)展；經(jīng)過廠家擴(kuò)展功能后的設(shè)備，功能擴(kuò)展；經(jīng)過廠家擴(kuò)展功能后的設(shè)備，E/GPONE/GPON的的OAMOAM功能是相當(dāng)?shù)墓δ苁窍喈?dāng)?shù)?5 EPON 技術(shù)復(fù)雜度低，進(jìn)入門檻低技術(shù)復(fù)雜度低，進(jìn)入門檻低 芯片、器件的供應(yīng)商多，產(chǎn)品成熟度高芯片、器件的供應(yīng)商多，產(chǎn)品成熟度高 成本較低成本較低 GPON 技術(shù)復(fù)雜度高技術(shù)復(fù)雜度高 芯片、器件供應(yīng)商少芯片、器件供應(yīng)商少 目前成本相對(duì)目前成本相對(duì)EP

14、ON高。隨著產(chǎn)量規(guī)模的擴(kuò)大，遠(yuǎn)期成本將和高。隨著產(chǎn)量規(guī)模的擴(kuò)大，遠(yuǎn)期成本將和EPON 相當(dāng)，甚至當(dāng)用戶需求帶寬達(dá)到一定程度，相當(dāng)，甚至當(dāng)用戶需求帶寬達(dá)到一定程度，GPON成本優(yōu)勢(shì)突出成本優(yōu)勢(shì)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(chǎng)景：家庭用都適用于目前常見的各類接入場(chǎng)景：家庭用戶、個(gè)體商戶等個(gè)人用戶，企業(yè)、政府、學(xué)校等集團(tuán)用戶戶、個(gè)體商戶等個(gè)人用戶，企業(yè)、政府、學(xué)校等集團(tuán)用戶；寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)、窄帶語音業(yè)務(wù)等；寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)、窄帶語音業(yè)務(wù)等 GPON在對(duì)于傳送在對(duì)于傳送TDM業(yè)務(wù)（提供給基站、業(yè)務(wù)（提供給基站、PBX等等E1接入接入）和）和15

15、88V2時(shí)鐘信號(hào)更具優(yōu)勢(shì)時(shí)鐘信號(hào)更具優(yōu)勢(shì) 說明：說明： IEEE1588V2是一種精確時(shí)間同步協(xié)議，簡(jiǎn)稱是一種精確時(shí)間同步協(xié)議，簡(jiǎn)稱PTP協(xié)議。通過主從設(shè)備間消息傳遞，協(xié)議。通過主從設(shè)備間消息傳遞，計(jì)算時(shí)間和頻率偏移，達(dá)到主從頻率和時(shí)間同步計(jì)算時(shí)間和頻率偏移，達(dá)到主從頻率和時(shí)間同步EPON和和GPON比較比較應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景17EPON和和GPON技術(shù)比較表技術(shù)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、622Mbps622

16、Mbps、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(wù)支持方式業(yè)務(wù)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(bào)提綱匯報(bào)提綱PON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)介紹P

17、ON系統(tǒng)的測(cè)試EPON和GPON比較19PON技術(shù)的試驗(yàn)網(wǎng)測(cè)試技術(shù)的試驗(yàn)網(wǎng)測(cè)試 光接口指標(biāo)測(cè)試 PON的基本功能測(cè)試 多點(diǎn)控制協(xié)議功能測(cè)試 動(dòng)態(tài)帶寬分配功能測(cè)試 傳輸能力測(cè)試 TDM業(yè)務(wù)支持能力測(cè)試 組播功能測(cè)試 2層、3層功能測(cè)試 網(wǎng)管功能測(cè)試 互通性測(cè)試20PON技術(shù)的試驗(yàn)網(wǎng)測(cè)試技術(shù)的試驗(yàn)網(wǎng)測(cè)試 多極分光測(cè)試 分光器分光器OLTONU測(cè)試變量：分光比（測(cè)試變量：分光比（1:2/4/864） 傳輸距離傳輸距離(5Km,10Km20Km) 分光級(jí)數(shù)分光級(jí)數(shù)(1,2,3)ONU能否成功注冊(cè)？能否成功注冊(cè)？OLT、ONU PON口收光功率是否達(dá)標(biāo)？口收光功率是否達(dá)標(biāo)？分光器分光器分光器分光器21n

18、安裝施工階段測(cè)試： 測(cè)量光纖、接頭、連接器、光分路器等損耗大小 確認(rèn)施工工藝是否合格，線路是否可通過驗(yàn)收檢驗(yàn) 由施工人員測(cè)試n開通階段測(cè)試： 確認(rèn)已安裝的線路損耗是否在合格范圍內(nèi) 確認(rèn)ONU的輸出光功率是否正常 由業(yè)務(wù)開通人員測(cè)試n運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段測(cè)試： 線路故障判斷和故障定位 由維護(hù)人員測(cè)試FTTx工程、維護(hù)測(cè)試工程、維護(hù)測(cè)試22n驗(yàn)收測(cè)試內(nèi)容： 端到端鏈路損耗大小 端到端光回?fù)p(含CATV業(yè)務(wù)時(shí)需要) 鏈路長(zhǎng)度和鏈路OTDR曲線n常用測(cè)試儀表或工具： 光源和光功率計(jì) PON OTDR 回?fù)p測(cè)試儀 可視化故障定位儀安裝施工階段測(cè)試安裝施工階段測(cè)試23n測(cè)試內(nèi)容： OLT到 ONU 下行信號(hào)大小 ONU的上行信號(hào)大小n常用測(cè)試儀表： PON光功率計(jì)23業(yè)務(wù)開通階段測(cè)試業(yè)務(wù)開通階段測(cè)試24n測(cè)試內(nèi)容： 要求判斷和定位故障n常用測(cè)試儀表： 帶外PON OTDR 光纖信號(hào)識(shí)別器 光纖端面檢測(cè)器維護(hù)階段測(cè)試維護(hù)階段測(cè)試25PON系統(tǒng)測(cè)試新的要求系統(tǒng)測(cè)試