無源光網(wǎng)絡PON概述

1、無源光網(wǎng)絡PON概述中興通訊學院 方案規(guī)劃部提 綱nPON無源光網(wǎng)絡概述無源光網(wǎng)絡概述nEPON原理nEPON在光進銅退中的應用模式點到點光接入（MC）方式點到多點光接入方式 點到點以太接入APON FTTH的主要技術的主要技術EPON GPON 小區(qū)交換機接入技術比較（PON vs MC）nMC技術的兩種使用方式：l點到點以太接入nN根光纖，2N個光收發(fā)器n管理獨立l小區(qū)交換機接入n只需鋪設1或2根光纖到小區(qū)n2N+2個光收發(fā)器n設備占用局端機房空間小n在傳輸過程中需要有源設備n設備分級管理nPON的接入方式：l只需鋪設1或2根光纖到小區(qū)l需N+1個光收發(fā)器l設備占用局端機房空間最小l傳輸中

2、不需有源設備l設備集中管理局端用戶局端用戶小區(qū)交換機以32個結點為例32/64根光纖64個收發(fā)器P2PP2P1/2根光纖66個收發(fā)器局端用戶分光器P2MP1根光纖33個收發(fā)器PON的定義和組成nPON（Passive Optical Network）無源光網(wǎng)絡的定義l PON是一種應用于接入網(wǎng)，局端設備（OLT）與多個用戶端設備（ONU/ONT）之間通過無源的光纜、光分/合路器等組成的光分配網(wǎng)（ODN）連接的網(wǎng)絡。l在OLT(光線路終端)和ONU(光網(wǎng)絡單元)之間的ODN (光分配網(wǎng)絡)沒有任何有源電子設備的光接入網(wǎng)。 n無源光網(wǎng)絡的構成lOLT（Optical Line Terminal）光

3、線路終端lONU（Optical Network Unit）光網(wǎng)絡單元lONT（ Optical Network Terminal）光網(wǎng)絡終端lODN（Optical Distribution Network）光分配網(wǎng)PON的定義和組成（續(xù)）PON單纖雙向傳輸機制nPON系統(tǒng)采用WDM技術，實現(xiàn)單纖雙向傳輸。n為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，采用以下兩種復用技術：l下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術；l上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術。1490nm1310nmPON技術的優(yōu)勢n相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。PON結構在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設，基本不用維護，長期運營

4、成本和管理成本的節(jié)省很大n無源光網(wǎng)絡是純介質網(wǎng)絡，徹底避免了電磁干擾和雷電影響，極適合在自然條件惡劣的地區(qū)使用。 nPON系統(tǒng)對局端資源占用很少，系統(tǒng)初期投入低，擴展容易，投資回報率高n提供非常高的帶寬。EPON目前可以提供上下行對稱的1.25Gb/s的帶寬，并且隨著以太技術的發(fā)展可以升級到10Gb/s。GPON則是高達2.5Gb/s的帶寬。n服務范圍大。PON作為一種點到多點網(wǎng)絡，以一種扇出的結構來節(jié)省CO的資源，服務大量用戶。用戶共享局端設備和光纖的方式更是節(jié)省了用戶投資。n帶寬分配靈活，服務有保證。G/EPON系統(tǒng)對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系?？梢詫崿F(xiàn)用戶級的SLA。PON技術概

5、述相同的拓撲相同的拓撲P2MP光纖光纖APONEPONGPON封裝協(xié)議不同封裝協(xié)議不同lFSAN提出，ITU-T標準化；lATM封裝；l目前標準化最完善；l沒有得到市場認可。lIEEE EFM工作組標準化，編號802.3ah；l以太網(wǎng)封裝；l國內標準已經制定完成；l產品開始在市場上迅速應用。lFSAN提出，ITU-T標準化 G.984.x；lATM、GEM封裝；l標準已經完成；l支持廠家極少。APON技術nAPON技術的核心部分采用ATM技術。n利用ATM的集中和統(tǒng)計復用特性，提供從窄帶到寬帶等各種業(yè)務，不僅支持可變速率業(yè)務，也支持時延要求較小的業(yè)務，具有支持多業(yè)務多比特率的能力。n對稱速率(

6、155.52Mbit/s)和非對稱速率(下行622.08Mbit/s，上行155.52Mbit/s)。n傳輸距離最大20KM。支持的光分路比在32-64之間。nAPON技術具備綜合業(yè)務接入、QoS服務質量保證等獨有的特點；由于標準化時間較早，已有成熟商用化產品等等優(yōu)點。n當然APON技術也存在利用ATM信元造成的傳輸效率較低；帶寬受限；系統(tǒng)相對復雜、價格較貴；需要進行協(xié)議之間的轉換等缺點。 EPON/GEPON技術nEPON和GEPON的基本差別就是標準化，前者往往指非標設備，后者指符合IEEE802.3ah規(guī)范的設備技術的核心部分采用以太網(wǎng)技術。n在EPON/GEPON中，根據(jù)IEEE802

7、.3以太網(wǎng)協(xié)議，傳送的是可變長度的數(shù)據(jù)包。由于以太網(wǎng)適合攜帶IP業(yè)務，與APON相比，極大地減少了傳輸開銷。nEPON/GEPON能夠提供高達1Gbit/s的上下行帶寬。n傳輸距離最大10-20KM。支持的光分路比大于16。EPON/GEPON技術nEPON/GEPON融合了PON和以太網(wǎng)的優(yōu)點，系統(tǒng)結構更簡化，標準寬松，成本更低；1Gbit/s的高速寬帶，且易于升級；與現(xiàn)有的以太網(wǎng)兼容，無需協(xié)議轉換；具有同時傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力等優(yōu)點。隨著多協(xié)議標簽交換（MPLS）等新的IP服務質量(QoS)技術的采用，也可提供一定的QoS保證。nEPON/GEPON技術目前仍難以支持實時業(yè)

8、務的服務質量；在安全性、可靠性等方面與電信級的服務相比仍有差距。GPON技術nGPON技術針對1Gbit/s以上的PON標準，除了對更高速率的支持外，還是一種更佳、支持全業(yè)務、效率更高的解決方案。n引入通用成幀協(xié)議(GFP) ，能將任何類型和任何速率的業(yè)務進行原有格式封裝后經由PON傳輸，而且GFP幀頭包含幀長度指示字節(jié)，可用于可變長度數(shù)據(jù)包的傳遞，大大提高了傳輸效率。因此能更簡單、通用、高效地支持全業(yè)務。nGPON提供1.244和2.488Gbit/s的下行速率和所有標準的上行速率。n傳輸距離可達20KM(邏輯60KM)。支持的光分路比在64-128之間。GPON技術n與EPON力求簡單的原

9、則相比，GPON更注重多業(yè)務和QoS保證；能夠簡單、通用、高效的透明傳送各種業(yè)務；具有前所未有的高比特率、高帶寬；非對稱特性更能適應未來的FTTH寬帶市場；傳輸距離更遠、覆蓋范圍更廣。n但是GPON標準復雜且開發(fā)較晚，技術尚不成熟，其成本相對EPON仍顯較高，目前未到達商品化階段。 PON技術基本比較PON發(fā)展趨勢nAPON最成熟，但業(yè)務提供能力有限、性價比低，無法滿足長遠的發(fā)展，不建議大力發(fā)展，僅滿足某些特定區(qū)域的接入需求。nEPON/GEPON簡單、高速、成本低、用戶面廣，技術、產品相對GPON成熟，是中近期可以大力發(fā)展的無源技術。nGPON透明傳輸、高速高效、電信級服務，是發(fā)展的趨勢，但

10、成本相對高，商業(yè)化程度低，是中遠期大力發(fā)展的無源技術。nGPON的市場定位與EPON不同，兩者相互補充的。 提 綱nPON無源光網(wǎng)絡概述nEPON原理原理nEPON在光進銅退中的應用模式EPON工作原理-幀結構n基于802.3幀格式n新增 LLID ：用于在OLT上標識ONULLID定義定義廣播與單播實現(xiàn) a.廣播： MODE=1 或者 LLID=0 x7FFF b.單播： MODE=0 且 LLID!=0 x7FFFEPON工作原理下行 在ONU注冊成動后分配一個唯一的LLID； 在每一個分組開始之前添加一個LLID，替代以太網(wǎng)前導符的最后兩個字節(jié)； OLT接收數(shù)據(jù)時比較LLID注冊列表，O

11、NU接收數(shù)據(jù)時，僅接收符合自己的LLID的幀或者廣播幀。廣播方式廣播方式EPON工作原理上行 OLT接收數(shù)據(jù)前比較LLID注冊列表； 每個ONU在由局方設備統(tǒng)一分配的時隙中發(fā)送數(shù)據(jù)幀； 分配的時隙補償了各個ONU距離的差距，避免了各個ONU之間的碰撞。TDMATDMA方式方式提 綱nPON無源光網(wǎng)絡概述nEPON原理nEPON在光進銅退中的應用模式在光進銅退中的應用模式xPON幾種典型的應用模式FTTB光纖到樓宇光纖到樓宇FTTN/C光纖到交接箱光纖到交接箱FTTV光纖到鄉(xiāng)村光纖到鄉(xiāng)村FTTH光纖到戶光纖到戶最主要的應用模式，新建的住宅樓、商用樓宇建議采用此模最主要的應用模式，新建的住宅樓、商

12、用樓宇建議采用此模式；式；ONU放置于樓宇內部，一般無需專用設備間。放置于樓宇內部，一般無需專用設備間。在不具備在不具備FTTB應用條件的情況下，可選擇此種應用模式；應用條件的情況下，可選擇此種應用模式；一般情況下，用于光進銅不退的寬帶提速場合。一般情況下，用于光進銅不退的寬帶提速場合。農村地區(qū)應用，根據(jù)農村的光纖光纜資源情況，分為光纖到農村地區(qū)應用，根據(jù)農村的光纖光纜資源情況，分為光纖到行政村和光纖到自然村兩種；行政村和光纖到自然村兩種；該類模式一步到位實現(xiàn)數(shù)據(jù)和話音綜合接入。該類模式一步到位實現(xiàn)數(shù)據(jù)和話音綜合接入。高端住宅區(qū)可考慮該種模式；高端住宅區(qū)可考慮該種模式；投資成本較高，僅適用于投

13、資收益比高的地區(qū)。投資成本較高，僅適用于投資收益比高的地區(qū)。業(yè)務帶寬規(guī)劃n單EPON接口覆蓋用戶測算以上只是參考模型，實際PON口可覆蓋的用戶數(shù)需根據(jù)當?shù)氐膸捯蠛蛯拵B透率而定。n假設一個PON接口覆蓋寬帶用戶數(shù)為n，組播+點播寬帶上網(wǎng)語音1G1002.5108 + n(83)30%）+（n450%） +n0.21000計算結果：n 121，單PON口可覆蓋120左右的寬帶用戶；l城市地區(qū)如按50%的寬帶滲透率計算,單PON端口可覆蓋約250用戶；l農村地區(qū)如按20%的寬帶滲透率計算，一個PON端口可覆蓋約600用戶。業(yè)務類型業(yè)務類型提供節(jié)目提供節(jié)目所需帶寬所需帶寬并發(fā)并發(fā)/在線在線比比標

14、清電視100套1002.5M100%組播高清電視10套108M100%組播標清點播多個節(jié)目源3M/路30%高清點播多個節(jié)目源8M/路30%寬帶上網(wǎng)4M50%IP語音2路200K100%！26FTTB關鍵問題OLT覆蓋范圍nEPON采用1000BASE-PX20時，上、下行R-S允許的最大衰耗都是25dBn光纖衰耗系數(shù)(含熔接損耗)：0.4dB/km(上行)，0.3dB/km(下行) n光纜線路富余度l傳輸距離=5km，取2dBl傳輸距離10km，取3dBn活動連接頭損耗：0.5dB/個nOLT的覆蓋范圍l城市（典型情況7個活接頭) n1:32分光：5km l農村（典型情況5個活接頭）n1:32

15、分光時：6.5km n1:16分光時：13.75kmn1:8分光時：20km 1x2 1x2 3.61x4 1x4 7.31x8 1x8 10.71x11x16 6 141x31x32 2 17.5分光器插損光纖損耗系數(shù)傳輸距離光分路器插損活動連接頭損耗ODN光通道衰耗光纜線路富余度EPON R-S點允許的最大衰耗FTTB（xPONLAN）應用模式n主要應用于新建小區(qū)場合，該種模式滿足高帶寬業(yè)務接入要求，節(jié)省纖芯和上行數(shù)據(jù)端口資源，建網(wǎng)成本較FTTH模式低。末端采用五類網(wǎng)線，銅線接入距離在100米以內，一般ONU設備放在樓內。承載網(wǎng)SSIPTV網(wǎng)絡城域網(wǎng)光交接箱（內置splitter）PCPH

16、ONEIPTVPCPCPHONE模式一模式二ONUOLTHUBFTTB（xPONLAN）應用場景的建議（1）n組網(wǎng)分析：lOLT集中放置在CO機房；lODN組網(wǎng)一般采用一級分光方式、集中設置并盡量靠近用戶；n用戶帶寬分析：l對于中低速率用戶（16Mb/s以下的下行速率），每EPON口建議支持256個用戶數(shù)；l對于高速率用戶（20Mb/s以上的下行速率），每EPON口建議支持128個用戶數(shù)；n網(wǎng)絡拓撲建議lMTU設備盡量靠近用戶，考慮到五類線的距離限制，中小容量，銅纜長度不超過100米；建議在樓道或者低壓井進行建設；l內置IAD時，可只用一根五類線入戶，8 芯中其中4 芯用來傳數(shù)據(jù)，其余芯可以用

17、于承載電話； l考慮到用戶帶寬、MDU容量、ONU分布情況， 建議每個PON口攜帶MTU不超過16個；l當ODN網(wǎng)沿道路鋪設時，利用現(xiàn)有管線，在個別情況下可能會采用鏈型組網(wǎng)形式，為了減少工程配置的復雜性，建議使用統(tǒng)一規(guī)劃的相同規(guī)格的非等分Splitter 。FTTB（xPONLAN）應用場景的建議（2）nMDU基本要求：lMDU提供多線卡槽位，寬帶、語音的板卡混插，可靈活調整；l純寬帶：824線FE；l窄帶： 832線POTS；n容量建議（內置IAD/AG）l可根據(jù)寬窄帶板卡的靈活配置，提供8FE+8POTS、8FE+16POTS、16FE+16POTS等滿足寬窄帶1：1、1：2的應用需求；F

18、TTB（xPONDSL）應用模式n主要應用以下兩種場合：（1）老城區(qū)改造， “光進銅不退”，保留銅纜，寬帶下移，解決寬帶提速問題，語音提供方式不變。（2）新建區(qū)域：“光進銅退”，接入節(jié)點下移到樓內或者小區(qū)，家庭網(wǎng)關HGW提供基于VoIP的語音，無需再鋪設主干電纜，此種情況適用于“我的E家”覆蓋地區(qū)。SSIPTV網(wǎng)絡城域網(wǎng)匯聚設備匯聚設備DSLAMmodemPCPhoneONU(內置內置DSL)PSTNAG/接入網(wǎng)接入網(wǎng)/交換機交換機OLT光交接箱（內置Splitter）FTTB（xPONDSL）應用場景的建議（1）n組網(wǎng)分析：lOLT集中放置在CO機房；lODN組網(wǎng)一般采用一級分光方式、集中設

19、置并盡量靠近用戶；n用戶帶寬分析：l對于中低速率用戶（16Mb/s以下的下行速率），每EPON口建議支持256個用戶數(shù)，采用ADSL2+方式；l對于高速率用戶（20Mb/s以上的下行速率），每EPON口建議支持128個用戶數(shù)，采用VDSL2方式；n網(wǎng)絡拓撲建議lMDU設備盡量靠近用戶。并結合已建的銅纜分配點的位置及供電情況，MDU容量較為靈活，建議在樓道或者低壓井進行建設，銅纜長度100米到數(shù)百米； l考慮到用戶帶寬、ONU容量、ONU拓撲分布等情況，建議每個PON口攜帶MDU不超過8個；l當ODN網(wǎng)沿道路鋪設時，利用現(xiàn)有管線，在個別情況下可能會采用鏈型組網(wǎng)形式，為了減少工程配置的復雜性，建議

20、使用統(tǒng)一規(guī)劃的相同規(guī)格的非等分Splitter 。FTTB（xPONDSL）應用場景的建議（2）nMDU基本要求lMDU提供多線卡槽位，寬帶、語音的板卡混插，最大容量不宜過小，要求可靈活調整；l純寬帶：2496線ADSL2+或者1664線VDSL2；l窄帶： 2496線POTS；n容量建議（內置IAD/AG）lADSL2+模式下： 2448線ADSL2+，2496線POTS，滿足寬窄帶1：1、1：2的應用需求； lVDSL2模式下：1632線VDSL2，2448線POTS；FTTV應用模式n應用場景：農村新建或改造場合。例如：農村信息化，長距離接入，有效防止銅纜被盜。n業(yè)務類型：高速上網(wǎng)、語音FEPOTSPOTSOLTSSIPTV網(wǎng)絡城域網(wǎng)PSTNxDSLmodem（不推薦）（推薦）FTTV應用場景的建議（1）n組網(wǎng)分析：lOLT集中放置在鎮(zhèn)、縣級CO機房；lODN組網(wǎng)一般采用多級分光方式、鏈型組網(wǎng)，有條件時也可采用雙纖迂回路由；l光纜覆蓋鎮(zhèn)區(qū)和集鎮(zhèn)，有條件時可以覆蓋到行政村；n用戶帶寬分析：l用戶