GEPON技術(shù)基礎(chǔ)ppt課件

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHuawei Confidential Security Level: 10G EPON10G EPON技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 目錄EPON技術(shù)回顧技術(shù)回顧10G EPON標準和進展標準和進展10G EPON技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)10G EPON演進演進1234HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential EPON參考結(jié)構(gòu)及基本指標l點到多點的光纖傳輸；l在單模光纖上，以1000Mbps速率，分路比為1:

2、32，傳輸距離達到10km；l在單模光纖上，以1000Mbps速率，分路比為1:16，傳輸距離達到20km；l符合ITU-T G.652要求的單模光纖；l上行應(yīng)使用1260nm1360nm波長；l下行應(yīng)使用1480nm1500nm波長；l使用1540nm1560nm波長實現(xiàn)CATV業(yè)務(wù)可選）；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential EPON協(xié)議棧協(xié)議棧lOAMOAM層：使用層：使用OAMOAM協(xié)議數(shù)據(jù)單元，管理、協(xié)議數(shù)據(jù)單元，管理、測試和診斷已激活測試和診斷已激活OAMOAM功能的鏈路；定功能的鏈路；定義了義了EPONEPON各種告警事

3、件和控制處理各種告警事件和控制處理l多點多點MACMAC控制：使用控制：使用MPCPMPCP多點控制協(xié)多點控制協(xié)議），實現(xiàn)點對多點的議），實現(xiàn)點對多點的MACMAC控制；實現(xiàn)控制；實現(xiàn)在不同的在不同的ONUONU中分配上行資源、在網(wǎng)絡(luò)中分配上行資源、在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)和注冊中發(fā)現(xiàn)和注冊O(shè)NUONU、允許、允許DBADBA調(diào)度調(diào)度lMACMAC：實現(xiàn)對：實現(xiàn)對MediaMedia的控制；的控制；lRSRS：調(diào)和子層，為：調(diào)和子層，為EPONEPON擴展了字節(jié)定擴展了字節(jié)定義，調(diào)和多種數(shù)據(jù)鏈路層能夠使用統(tǒng)義，調(diào)和多種數(shù)據(jù)鏈路層能夠使用統(tǒng)一的物理層接口；一的物理層接口；lPCSPCS：物理編碼子層，支持在

4、點對多點：物理編碼子層，支持在點對多點物理介質(zhì)中的突發(fā)模式物理介質(zhì)中的突發(fā)模式 支持支持FECFEC算算法；法；lFECFEC：使用二進制運算例如：使用二進制運算例如GaloisGalois算算法），附加一定的糾錯碼用于在接收法），附加一定的糾錯碼用于在接收端進行數(shù)據(jù)校驗和糾錯；端進行數(shù)據(jù)校驗和糾錯；lPMAPMA：物理媒質(zhì)附加子層，支持：物理媒質(zhì)附加子層，支持P2MPP2MP功功能，實現(xiàn)能，實現(xiàn)PMDPMD的擴展；的擴展；lPMDPMD：物理媒質(zhì)相關(guān)子層使用：物理媒質(zhì)相關(guān)子層使用1000BASE-PX 1000BASE-PX 接口接口PMDPMD子層定義了子層定義了EPONEPON兼容器件的

5、指標，實現(xiàn)兼容器件的指標，實現(xiàn)PMDPMD服務(wù)接服務(wù)接口和口和MDIMDI接口之間的數(shù)據(jù)收發(fā)功能。接口之間的數(shù)據(jù)收發(fā)功能。在以太網(wǎng)架構(gòu)中實現(xiàn)在以太網(wǎng)架構(gòu)中實現(xiàn)P2MP拓撲結(jié)構(gòu)的機制和控制協(xié)議拓撲結(jié)構(gòu)的機制和控制協(xié)議HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential EPON幀結(jié)構(gòu)0 x550 x550 xD5(SLD)0 x550 x55LLIDCRC80 x550 x550 x550 x550 x550 x550 x550 xD5(SFD)IPG(12bytes)前導符前導符 (8Bytes)Preamble+SFDEthernet FrameD

6、A, SA, , FCSEthernet:EPON:(Extension)15140modeLLID (Logic Link ID)(MSB)(LSB)mode: 0 - emulate a Unicast channel （LLID單播） 1 - emulate a SCB or Multicast channel （LLID廣播）LLID: 15h7FFF - Broadcast value for OLT MAC or unregistered ONU MAC any others - Unicast value to/for Registered ONU MACHUAWEI TECHN

7、OLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 目錄EPON技術(shù)回顧技術(shù)回顧10G EPON標準和進展標準和進展10G EPON技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)10G EPON演進演進1234HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 710G EPON標準n10G EPON10G EPON標準小組在標準小組在20192019年年9 9月成立，代碼為月成立，代碼為IEEE 802.3avIEEE 802.3av。 定義了兩定義了兩種種10G EPON10G EPON技術(shù)：技術(shù)：n1 1、非對稱：、非對稱：n下行傳輸速率為

8、下行傳輸速率為10Gbps10Gbps， 上行傳輸?shù)乃俾蕿樯闲袀鬏數(shù)乃俾蕿?1Gbps 1Gbps。n下行中心波長下行中心波長1577nm1577nm，上行中心波長，上行中心波長1310nm1310nm。n2 2、對稱：、對稱：n下行傳輸速率為下行傳輸速率為10Gbps10Gbps， 上行傳輸?shù)乃俾蕿樯闲袀鬏數(shù)乃俾蕿?10Gbps 10Gbps。n下行中心波長下行中心波長1577nm1577nm，上行中心波長，上行中心波長1270nm1270nm。nIEEE 802.3avIEEE 802.3av標準的核心點標準的核心點 ：n1 1、擴大、擴大802.3ah(EPON)802.3ah(EPON

9、)標準的上下行帶寬，達到標準的上下行帶寬，達到10G10G速率；速率；n2 2、10G EPON10G EPON的兼容性，即的兼容性，即10G EPON10G EPON的的ONUONU可以與可以與1G EPON1G EPON的的ONUONU共存在一個共存在一個 ODN ODN下。下。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 8Page 8為什么要為什么要10G EPON？模式一模式一10G EPON10G EPONMDUMDU模式二模式二10G EPON + Wireless BSS10G EPON + Wireless BSS

10、u競爭需要：為了扭轉(zhuǎn)劣勢或者保住優(yōu)勢，都需要新技術(shù)，新賣點。u 運營商的競爭： u 標準組織；EPON VS GPONu 設(shè)備廠商的競爭：u 芯片廠商的競爭u帶寬需求：人類的需求是無止境的，u 802.3av定義10GEPON兩種主要應(yīng)用場景：u10G EPON作為MDU backhaulu10G EPON作為無線基站backhaulHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 910G EPON標準進展國際標準已經(jīng)定稿國際標準已經(jīng)定稿2019年年9月成立小組月成立小組2019年底，標準組織發(fā)布年底，標準組織發(fā)布IEEE802.3a

11、v draft 1.0 2019年年11月定稿，月定稿， 不再進行技術(shù)修改不再進行技術(shù)修改2009年初發(fā)布年初發(fā)布draft 3.02009年年9月正式標準化月正式標準化國際標準國際標準三重攪動加密算法已經(jīng)定稿，三重攪動加密算法已經(jīng)定稿，CTC10G EPONCTC10G EPON基本完善?；就晟?。CTC3.0增補增補10G EPONCCSA的行標已經(jīng)立項的行標已經(jīng)立項CTC3.0增補增補10G EPON內(nèi)內(nèi)容容IEEE 802.av三重攪動加密算法三重攪動加密算法OAM增補增補國內(nèi)標準國內(nèi)標準HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential

12、Page 1010G EPON芯片進展l主流廠家：主流廠家： Teknovus、 PMC、 Cortina、普然、普然l互通測試：中國電信已經(jīng)完成兩輪芯片級互通測試。非對稱基本已互通測試：中國電信已經(jīng)完成兩輪芯片級互通測試。非對稱基本已實現(xiàn)芯片互通；對稱仍有問題尚待解決：終端不穩(wěn)定、業(yè)務(wù)互通困實現(xiàn)芯片互通；對稱仍有問題尚待解決：終端不穩(wěn)定、業(yè)務(wù)互通困難、上行難、上行FEC不支持等。不支持等。對稱對稱對稱對稱/ /非對稱廠家情況非對稱廠家情況非對稱非對稱Teknovus、 、 PMC、 、 Cortina、 、普然普然Teknovus、 、 PMC、普然、普然芯片進展路標芯片進展路標202120

13、192019廠家：TK/PMC/OP/CortinaFPGA:OLT/ONUASIC:OLT/ONU廠家：廠家：TK/PMCHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 1110G EPON光模塊進展l廠家：海信、廠家：海信、Zenko、飛博創(chuàng)、飛通。、飛博創(chuàng)、飛通。l進展：進展： 1、電信兩次互通測試，只有海信一家可提供。、電信兩次互通測試，只有海信一家可提供。2019年推出對稱年推出對稱/非對稱兼容光模塊。非對稱兼容光模塊。l 2、Zenko ：可提供非對稱樣品，暫無對稱計劃。：可提供非對稱樣品，暫無對稱計劃。l 3、飛博創(chuàng)、飛

14、通、飛博創(chuàng)、飛通 ： 規(guī)劃中，暫無路標。規(guī)劃中，暫無路標。l光模塊現(xiàn)狀：光模塊現(xiàn)狀：l光功率預算：非對稱光功率預算：非對稱10G下行下行 1823dB，實測，實測20dB；1G上行上行2833dB，實測，實測29dB。對稱。對稱目前尚無實測數(shù)據(jù)。目前尚無實測數(shù)據(jù)。l預計未來預計未來23年內(nèi)，年內(nèi)，10G EPON光模塊的光功率最大能力支持光模塊的光功率最大能力支持1：32/10km24dB功率預算），功率預算），與現(xiàn)在的與現(xiàn)在的EPON PX20相當。相當。l光模塊價格光模塊價格*: （*2019年中期水平）年中期水平）3060倍倍90120倍倍OLTONUEPON10G EPONHUAWEI

15、 TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 1210G EPON10G EPON設(shè)備廠家現(xiàn)狀設(shè)備廠家現(xiàn)狀l10G EPON10G EPON處于預商用階段，光模塊和處于預商用階段，光模塊和MACMAC的商用化進程正在進行，當前支持少量試點應(yīng)用的商用化進程正在進行，當前支持少量試點應(yīng)用26ALMOTOEhuawei10G EPON基于C300平臺開發(fā)，當前是2口OLT單板，最新的4口板在2019年10月北展上作靜態(tài)展示。配套有MxU和ONU，系統(tǒng)形態(tài)齊全，在國內(nèi)的試驗局點最多。據(jù)悉有開發(fā)，但從未參加測試，具體情況不詳。無無基于P300平臺開發(fā)，當

16、前可用的是TDT 2端口單板，配套MxU（R307平臺）支持MA5612和MA5616。產(chǎn)品正在開發(fā)4端口單板，配套MxU基于R308平臺。目前尚不提供ONU形態(tài)。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 目錄EPON技術(shù)回顧技術(shù)回顧10G EPON標準和進展標準和進展10G EPON技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)10G EPON演進演進1234HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 1410G EPON與EPON的技術(shù)對比項項目目EPONEPON10G EPON10G EPON非非對

17、對稱稱對對稱稱速率速率1G DS/1G US1G DS/1G US10G 10G 下行下行/1G /1G 上行上行10G 10G 下行下行/10G /10G 上行上行上行上行線線路路編碼編碼8B/10B 8B/10B 8B/10B 8B/10B 64B/66B64B/66B分光比分光比1:16/321:16/321:16/321:16/321:16/321:16/32波波長長下行下行1480-1500nm /1480-1500nm /上行上行1260-1360nm 1260-1360nm 下行下行1575-1580nm /1575-1580nm /上行上行1260-1360nm1260-136

18、0nm下行下行1575-1580nm /1575-1580nm /上行上行1260-1280nm1260-1280nm最大最大傳輸傳輸距離距離20km20km20km20km20km20km光功率光功率預預算算PX 10/20PX 10/20PRX 10/20/30PRX 10/20/30PR 10/20/30PR 10/20/30技術(shù)難點技術(shù)難點1G 1G 突突發(fā)發(fā)發(fā)發(fā)送送/ /接收接收1G 1G 突突發(fā)發(fā)發(fā)發(fā)送送/ /接收接收10G 10G 突突發(fā)發(fā)發(fā)發(fā)送送/ /接收接收標準標準IEEE 802.3ahIEEE 802.3ahIEEE 802.3avIEEE 802.3avIEEE 802

19、.3avIEEE 802.3av10G EPON10G EPON不是簡單的不是簡單的EPONEPON帶寬的擴展，需要完善的標準、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈及關(guān)鍵技術(shù)的突破帶寬的擴展，需要完善的標準、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈及關(guān)鍵技術(shù)的突破*Source: IEEE 802.3avHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 15EPON/10G EPON對以太網(wǎng)報文的封裝Preamble SFD0 x55 0 x55 0 xD5DASAType/LengthData/PadFCSIPG/幀間隔(96-bit time) 8字節(jié) 5字節(jié)Ethernet： ：1

20、G/10G EPON： ：也叫也叫SLD， ，Start of LLID Delimiter， ，LLID起始定界符起始定界符（ （SFDStart of Frame Delimiter， ，SPDStart of Packet Delimiter） ）CRC8覆蓋范覆蓋范圍圍HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 1610G EPON五大關(guān)鍵技術(shù)光功率光功率預算預算波長分配波長分配FEC MPCP兼容兼容雙速率雙速率突發(fā)接收突發(fā)接收10G EPON10G EPONIEEE802.3avIEEE802.3av光器件選擇問題光器

21、件選擇問題波長共存和選擇問題波長共存和選擇問題1G/10G速率突發(fā)接收問題速率突發(fā)接收問題光功率增益提升問題光功率增益提升問題1G/10G ONU共存問題共存問題1G/10G共存和光功率提升是共存和光功率提升是10G EPON技技術(shù)術(shù)的核的核心心難難點，由此引出的波點，由此引出的波長長分配、雙速率接收、分配、雙速率接收、FEC增益等增益等問題問題是是IEEE標標準的關(guān)準的關(guān)鍵鍵部分。部分。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 17關(guān)鍵技術(shù)之波長分配EPON Rate上行下行數(shù)據(jù)速率光纖信號速率數(shù)據(jù)速率光纖信號速率 1G EP

22、ON: 1000BASE-PX1G1.25G(8B/10B編碼)1G1.25G 10G EPON: 10GBASE-PRX10G10.3125G(64B/66B編碼) 10G EPON: 10GBASE-PR10G10.3125GHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 18關(guān)鍵技術(shù)之光功率預算標準定義：標準定義：PR30PR30光模塊下行光功率預算達到光模塊下行光功率預算達到30.5dB30.5dB，上行，上行32dB(32dB(考慮光考慮光通道代價通道代價) )。綜合考慮光功率預算要求綜合考慮光功率預算要求/ /波長波長/

23、/色散色散/ /成本等因素，成本等因素， OLT OLT發(fā)送側(cè)采用發(fā)送側(cè)采用EMLEML激光器，接收側(cè)采用激光器，接收側(cè)采用APD APD ；ONUONU發(fā)送側(cè)采用發(fā)送側(cè)采用DMLDML激光器，接收側(cè)采用激光器，接收側(cè)采用APDAPD。n 華為提出了符合光功率預算的光器件選型提案，被標準組織采納。華為提出了符合光功率預算的光器件選型提案，被標準組織采納。DownstreamUpstreamPR10PR20PR30PR10PR20PR30發(fā)射器類型發(fā)射器類型 EMLEML+SOAEMLDMLDMLDML最小發(fā)送功率最小發(fā)送功率 dBm+2+5+2-1-1+4接收器類型接收器類型PINPINAPD

24、APDAPDAPD靈敏度靈敏度 dBm-20.5-20.5-28.5-24-28-28光功率預算光功率預算 dB22.525.530.5232732HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 19關(guān)鍵技術(shù)之FEC10G EPON10G EPON標準中標準中FECFEC是必選。華為提出采用是必選。華為提出采用RS(255,223)RS(255,223)算法，將糾錯位從算法，將糾錯位從1616位提升為位提升為3232位，位，糾錯能力更強。糾錯能力更強。RS(255,223)RS(255,223)能帶來能帶來6.4dB6.4dB的的FE

25、CFEC光增益，在其光增益，在其它標準中也引用過，比較成熟且簡單它標準中也引用過，比較成熟且簡單, ,已被標準已被標準組織采納。組織采納。n 華為提出采用RS(255,223)算法的FEC技術(shù)，增強糾錯功能，提升FEC增益。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 20關(guān)鍵技術(shù)之MPCP兼容n 華為提出MPCP兼容適配機制，解決了1G/10G ONU在網(wǎng)絡(luò)中共存問題。(1)發(fā)現(xiàn)窗Discovery Gate Message增加了1G和10G的標志域，區(qū)分1G和10G ONU。(2) ONU報告光模塊要求的開關(guān)時間Laser ON

26、/OFF time) 。(3) 經(jīng)OLT與ONU協(xié)商后，告知ONU光模塊的實際開關(guān)時間。（1）（2）（3） MPCPMPCP：多點控制協(xié)議，在：多點控制協(xié)議，在EPONEPON中已經(jīng)廣泛應(yīng)用。中已經(jīng)廣泛應(yīng)用。 華為提出根據(jù)不同速率華為提出根據(jù)不同速率ONUONU進行不同時間的開窗授權(quán)，被標準組織直接采納。進行不同時間的開窗授權(quán)，被標準組織直接采納。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 21DASAT/L(0 x8808)Opcode(0 x000?)TimestampData/PadFCS6bytes6424042Grant number/flag(8b0000_1001)Grant #1 start time Grant #1 lengthsync timeDiscovery InformationPad/Reserved1byte42229Discovery Gate(Opcode = 0 x0002)2assign_llidflag sync_timeecho