中國移動高級培訓(xùn)之GPON-ONU注冊流程和原理介紹

1、中國移動高級培訓(xùn)之GPON ONU注冊流程和原理介紹接入網(wǎng)產(chǎn)品維護部Page 2GPON光接入技術(shù)在國內(nèi)使用已經(jīng)七年多，隨著應(yīng)用日趨成熟，覆蓋越來越廣，對我們的日常維護工作也提出了更高的要求。在大家新增ONU開局、處理ONU維護問題時，會遇到很多有關(guān)GPON ONU無法上線、狀態(tài)異常等問題。而對這些問題現(xiàn)象的分析是基于OLT和ONU之間標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議交互流程的，本課程將帶大家一起了解和學(xué)習(xí)GPON ONU上線的交互流程。前 言Page 3學(xué)習(xí)指南學(xué)習(xí)本課程需要關(guān)注GPON ONU的上線交互流程、遵循的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、采用的什么消息，注意每個消息在整個流程中的作用。為后續(xù)的故障處理課程做一個鋪墊和基礎(chǔ)準(zhǔn)備

2、。Page 4學(xué)習(xí)完此課程，您將會：掌握GPON ONU注冊流程。掌握GPON PLOAM消息交互。掌握GPON 當(dāng)前幾種認(rèn)證方式。掌握GPON OMCI的作用。目 標(biāo)Page 5第1章 GPON協(xié)議棧簡介第2章 GPON注冊流程第3章 GPON 認(rèn)證方式目錄GPON參考的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議Page 6國際標(biāo)準(zhǔn)ITU-T G.984.XITU-T G.984.1GPON技術(shù)基本特性主要的保護方式建議的接口類型和業(yè)務(wù)類型ITU-T G.984.4OMCI消息結(jié)構(gòu)OMCI設(shè)備管理框架OMCI實現(xiàn)原理ITU-T G.984.2GPON的PMD物理層規(guī)格要求，開銷分配光模塊發(fā)送光功率、接收靈敏度、過載光功率等定

3、義不同等級的光功率預(yù)算，如目前最常用的Class B+、 Class C+ITU-T G.984.3GPON TC層協(xié)議GTC復(fù)用結(jié)構(gòu)及協(xié)議棧GTC幀結(jié)構(gòu)、GTC消息ONU注冊激活流程、PLOAMDBA規(guī)格要求加密和FEC告警和性能GPON系統(tǒng)協(xié)議棧Page 7GPON系統(tǒng)協(xié)議棧主要由物理媒質(zhì)相關(guān)層（PMD）和GPON傳輸匯聚層（GTC）組成Page 10第1章 GPON協(xié)議棧簡介第2章 GPON注冊流程第3章 GPON 認(rèn)證方式目錄Page 11第2章 GPON注冊流程2.1 GPON ONU注冊交互流程2.2 GPON解決上行沖突的辦法目錄GPON ONU注冊交互流程OLTONUUpstr

4、eam-overhead消息序列碼獲取階段SN request 消息SN response 消息Assign OUN_ID消息測距階段Ranging Request消息Ranging response消息Ranging_time消息運行狀態(tài)PWD request 消息PWD response 消息逐個ONU PWD獲取，每個ONU已經(jīng)分配默認(rèn)OMCI帶寬Ext-Burst消息下行廣播開窗下行廣播，對每一個獲取到的SN分配ONUID逐個ONU上行開窗認(rèn)證階段序列碼狀態(tài)Serial-Number-state（O3）：ONU在此狀態(tài)上報序列碼，OLT自動發(fā)現(xiàn)ONU的SN碼 。（ONU通過隨機延時的方

5、法上報各自SN碼）OLT分配ONU-ID給ONU測距狀態(tài)Ranging-state（O4）：ONU在此階段再回一次SN，以便OLT完成測距OLT測量該ONU的RTD操作狀態(tài)Operation-state（O5）：ONU的正常工作狀態(tài)ONU記錄EqD，根據(jù)EqD值及BW Map計算上行數(shù)據(jù)發(fā)送窗口OLT向該ONU通知均衡時延（EqD）整個過程通過PLOAM消息交互來實現(xiàn)。待命狀態(tài)Standby-state（O2）：ONU已收到下行光，等待接收參數(shù)。OLT發(fā)送Upstream_Overhead消息給ONU POPUP-state（O6）：當(dāng)處于運行態(tài)ONU檢測到LOS或LOF就進入到該狀態(tài)，ONU

6、立即停止發(fā)送信號；緊急停止?fàn)顟B(tài)Emergency-Stop-state（O7）：當(dāng)ONU收到Disable_Serial_Number消息帶有“Disable”選項時，進入該狀態(tài)并關(guān)閉激光器 。PON燈閃爍PON燈長亮Page 12初始狀態(tài)Initial-state（O1）：ONU剛上電Page 13第2章 GPON注冊流程2.1 GPON ONU注冊交互流程2.2 GPON解決上行沖突的辦法目錄ONU的隨機延時法（序列碼獲取階段解決沖突的技術(shù)）由于OLT會向所有處于功率設(shè)置狀態(tài)和序列碼狀態(tài)的ONU發(fā)送序列碼請求，那么就可能產(chǎn)生多個ONU的響應(yīng)。如果多個序列碼同時到達OLT就會出現(xiàn)沖突問題。隨

7、機延時方案用于解決這個問題。隨機延時方案，由每個ONU產(chǎn)生隨機延時時間將序列碼延時傳輸。內(nèi)部定義了一個基本的延時單位，隨機延時必須是延時單位的整數(shù)倍。ONU每響應(yīng)一次序列碼請求都會產(chǎn)生一個新的隨機延時數(shù)，這樣沖突就可以在一定概率內(nèi)避免了。如果發(fā)生沖突，將等待下次收到Serial_Number Request消息后回應(yīng)Serial_Number Response消息，當(dāng)然也是按照ONU新產(chǎn)生一個隨機延時進行上報。Page 14對OLT而言，各個不同的ONU到OLT的邏輯距離不相等，光信號在光纖上的傳輸時間不同，到達各ONU的時刻不同。同時，OLT與ONU的環(huán)路時延（RTD：Round Trip

8、Delay）也會隨著時間和環(huán)境的變化而變化。因此在ONU以時分復(fù)用方式發(fā)送上行信元時，可能會出現(xiàn)碰撞沖突。為了保證每一個ONU的上行數(shù)據(jù)在光纖匯合后，插入指定的時隙，彼此間不發(fā)生碰撞，且不要間隙太大，OLT必須對每一個ONU與OLT之間的距離進行精確測定，以便控制每個ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時刻。如下是一個無測距的信元傳輸示意圖。GPON為什么要測距Page 15OLT在ONU第一次注冊時就會啟動測距功能，獲取ONU的往返延遲RTD（Round Trip Delay），計算出每個ONU的物理距離。再根據(jù)ONU的物理距離指定合適的均衡延時參數(shù)（EqD：Equalization Delay），保證每個

9、ONU發(fā)送數(shù)據(jù)時不會在分光器上產(chǎn)生沖突。 Ranging的過程需要開窗，即Quiet Zone，暫停其他ONU的上行發(fā)送通道。OLT開窗通過將BWmap設(shè)置為空，不對任何ONU授權(quán)時隙來實現(xiàn)。GPON測距（Ranging）Page 16Page 17第1章 GPON協(xié)議棧簡介第2章 GPON注冊流程第3章 GPON 認(rèn)證方式目錄Page 18GPON ONU的認(rèn)證方式 GPON分為SN認(rèn)證、Password認(rèn)證、SNpassword認(rèn)證、LOID、LOID+Checkcode五種。SN：即serial number，由廠商出廠時設(shè)置，每個ONT唯一，可唯一標(biāo)識一個ONT，共12個字符，前4個字

10、符為廠商ID，華為公司是HWTC。Password：密碼認(rèn)證又稱為key認(rèn)證，GPON支持110個字符、16進制HEX時支持120個字符。SNpassword：通過序列號加密碼雙重認(rèn)證Password認(rèn)證分為always on和once on兩種模式。always on：第一次認(rèn)證使用密碼認(rèn)證，認(rèn)證通過后，不會自動匹配序列號，后續(xù)每一次認(rèn)證也都使用密碼認(rèn)證。ONT的序列號修改后，仍然可以上線。優(yōu)點：有利于后續(xù)的維護，更換ONT不需要修改配置，輸入正確的密碼即可。缺點：安全性不高，如果其它用戶知道密碼，就能非法享有業(yè)務(wù)權(quán)限。once on：第一次認(rèn)證使用密碼認(rèn)證，認(rèn)證通過后，自動匹配序列號，后續(xù)

11、每一次認(rèn)證使用序列號方式或序列號+密碼方式，在采用序列號方式時，只有ONT的密碼匹配時才能上線；在采用序列號+密碼方式時，只有ONT的序列號和密碼都匹配時才能上線。這個可以通過命令設(shè)置，默認(rèn)為序列號+密碼方式。優(yōu)點：安全性較高。缺點：在需要更換ONT或密碼修改時，需要重新進行配置，增加了后續(xù)維護的工作量。LOID：由運營商提出的一種認(rèn)證方式，LOID由各省內(nèi)部統(tǒng)一規(guī)劃，124個字符，和Password實現(xiàn)類似，區(qū)別是Password還是采用PLOAM消息交互，而LOID在O5狀態(tài)時采用OMCI消息交互。LOID+Checkcode：是由中國電信定義的一種方式，在此不做介紹。SN認(rèn)證OLT收到O

12、NU的序列碼回應(yīng)消息后，判斷OLT上是否有相同SN的ONU在線。如果有相同SN的ONU在線，則向主機命令行和網(wǎng)管上報SN沖突告警；否則，直接給ONU分配指定的ONUID。 ONU進入操作狀態(tài)后，對于SN認(rèn)證方式的ONU，OLT不進行Password請求，主機命令行或者網(wǎng)管直接上報ONU上線告警。Page 19SNPassword認(rèn)證OLT收到ONU的序列碼回應(yīng)消息后，判斷OLT上是否有相同SN的ONU在線。如果有相同SN的ONU在線，則向主機命令行和網(wǎng)管上報SN沖突告警；否則，直接分配用戶指定的ONUID給該ONU。 ONU進入操作狀態(tài)后，OLT會向ONU進行Password請求，并將ONU回

13、應(yīng)的Password與本地配置的Password進行比較，如果Password與本地配置相同，則直接讓ONU上線，并向主機命令行或者網(wǎng)管上報ONU上線告警；如果Password與本地配置不同，則向主機命令行或者網(wǎng)管上報Password錯誤告警。Page 20Password認(rèn)證Once-on模式Once-on模式的應(yīng)用場景為：運營商為ONU分配Password后，要求ONU在規(guī)定時間上線，并且上線后就不允許再更換ONU，如有更換ONU的需求，需通知運營商進行處理。選擇Once-on模式時，可以設(shè)置aging-time。設(shè)置了aging-time后，ONU必須在設(shè)定的時間范圍內(nèi)注冊上線，否則一旦

14、ONU的實際注冊上線時間超過了設(shè)置的時間，就不允許該ONU注冊上線。另外，ONU認(rèn)證成功后，是不允許再修改SN的。ONU首次認(rèn)證是基于Password認(rèn)證的。ONU非首次認(rèn)證時，可以根據(jù)命令行配置選擇SN認(rèn)證或者SNPassword認(rèn)證，認(rèn)證過程如之前兩張膠片描述。Page 21Password認(rèn)證Always-on模式Always-on模式的應(yīng)用場景為：運營商為ONU分配Password后，可更換使用相同Password不同SN的ONU，在更換ONU后不需要通知運營商。Always-on模式下，對ONU接入上線時間無限制，即無論什么時候接入ONU，只要ONU的Password正確，ONU都可以上線。ONU首次上線時使用Password認(rèn)證，認(rèn)證上線成功后，OLT根據(jù)ONU的SN和Password，生成SNPassword綁定表項。ONU非首次上線時，如果ONU的SN和Password與首次上線成功ONU的SN及Password相同，則使用SNPassword認(rèn)證；如果使用相同Pa