09全國(guó)NOC技能競(jìng)賽學(xué)習(xí)課件-GPON技術(shù)原理

1、GPON技術(shù)2013年中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)職工技能競(jìng)賽辦公室目錄第一章 GPON系統(tǒng)構(gòu)成第二章 GPON幀結(jié)構(gòu)第三章 GPON工作原理第四章 GPON體系結(jié)構(gòu)及特性第五章 GPON的加密1.1 GPON標(biāo)準(zhǔn)體系-G.984系列G.984.1概述業(yè)務(wù)方案、參考配置、基本技術(shù)要求、保護(hù)方式G.984.2PMD層 基本要求、和TC層的相互作用G. 984.3TC層 層次模型、復(fù)用機(jī)制、TC幀結(jié)構(gòu)、 激活方式、OAM功能、安全性、FECG. 984.4OMCI管理信息庫(kù)MIB、ONT管理控制通道、 ONT管理控制協(xié)議1.2 GPON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)-點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)1.3 GPON的系統(tǒng)構(gòu)成（1/4）OLT（Opt

2、ical Line Terminal） 光線路終端 通常放置在中心機(jī)房（CO）ONU（Optical Network Unit） 光網(wǎng)絡(luò)終端 通常放置在用戶側(cè)POS（Passive Optical Splitter） 無源光分路器 是連接OLT和ONU的無源設(shè)備 1.3 GPON的系統(tǒng)構(gòu)成（2/4）低成本單纖雙波長(zhǎng)傳送結(jié)構(gòu)下行中心波長(zhǎng)1490nm上行中心波長(zhǎng)1310nm1.3 GPON的系統(tǒng)構(gòu)成（3/4）OLT系統(tǒng)功能框圖1.3 GPON的系統(tǒng)構(gòu)成（4/4）ONU系統(tǒng)框圖1.4 GPON的上下行速度 0.15552 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down0.62208 G

3、bit/s up, 1.24416 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down0.15552 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down2.48832 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 目錄第一章 GPON系統(tǒng)構(gòu)成第二章 GPON幀結(jié)構(gòu)第三章 GPON工作原理第四章 GPON體系結(jié)構(gòu)及特性第五章 GPON的加密2.1 GPON的幀結(jié)構(gòu)GTC幀G

4、TC幀固定幀長(zhǎng) 125US，即8K，可為TDM業(yè)務(wù)提供幀頭信息2.2 GPON的下行幀2.3 GPON的上行幀2.4 GPON的鏈路層幀結(jié)構(gòu)GEM幀GEM幀結(jié)構(gòu)：PTI codeMeaning000User data fragment, Congestion has Not occurred, Not the end of a frame001User data fragment, Congestion has Not occurred, End of a frame010User data fragment, Congestion Has occurred, Not the end of a

5、 frame011User data fragment, Congestion Has occurred, End of a frame100GEM OAM 101Reserved110Reserved111Reserved目錄第一章 GPON系統(tǒng)構(gòu)成第二章 GPON幀結(jié)構(gòu)第三章 GPON工作原理第四章 GPON體系結(jié)構(gòu)及特性第五章 GPON的加密3.1 GPON的工作原理（1/5）單播/廣播業(yè)務(wù) （下行） OLTpayloadHECPTIPort-id=1PLIFCSpayloadT/LSADAGEM1GEM2GEM3GEM1PCBFCSpayloadT/LSADAONU2Portid=2O

6、NU3Portid=3ONU2Portid=1根據(jù)PORT-ID進(jìn)行過濾125us3.1 GPON的工作原理（2/5）單播業(yè)務(wù)（上行）OLTFCSpayloadT/LSADAONU2Portid=2ONU3Portid=3ONU2Portid=1125uspayloadHECPTIPort-id=1PLIFCSpayloadT/LSADAGEM1ploGEM3ploGEM2ploGEM1ploGEM2ploGEM3plo上行數(shù)據(jù)用PORTID進(jìn)行隔離和復(fù)用3.1 GPON的工作原理（3/5）組播業(yè)務(wù)采用廣播PORID域和L2組播過濾表配合實(shí)現(xiàn)125usOLTpayloadHECPTIPort-

7、id=XPLIFCSpayloadT/LSADA=YGEMXGEM2GEM3GEM1PCBFCSpayloadT/LSADA=YONU2Portid=2Portid=xMA=YONU3Portid=3Portid=xMAYONU2Portid=1Portid=xMA=YPortid=x 構(gòu)成廣播域MA=組播地址表項(xiàng)Y是組播地址3.1 GPON的工作原理（4/5）廣播業(yè)務(wù)（下行）125usOLTpayloadHECPTIPort-id=ZPLIFCSpayloadT/LSADA=ffffffGEMZGEM2GEM3GEM1PCBFCSpayloadT/LSADA=ffffffONU2Portid

8、=2Portid=ZONU3Portid=3Portid=ZONU2Portid=1Portid=ZPortid=Z 構(gòu)成廣播域DA=ffffff 廣播地址3.1 GPON 的工作原理（5/5）廣播業(yè)務(wù)（上行）125usOLTpayloadHECPTIPort-id=ZPLIFCSpayloadT/LSA=mac3DA=ffffffGEMZGEM2GEM3GEM1PCBFCSpayloadT/LSA=mac3DA=ffffffONU2Portid=2Portid=Zsamac3ONU3Portid=3Portid=ZSa=mac3ONU2Portid=1Portid=Zsamac3Portid

9、=Z 構(gòu)成廣播域DA=ffffff 廣播地址GEM3 SA=mac3ploGEM3 SA=mac3plo目錄第一章 GPON系統(tǒng)構(gòu)成第二章 GPON幀結(jié)構(gòu)第三章 GPON工作原理第四章 GPON體系結(jié)構(gòu)及特性第五章 GPON的加密4.1 GPON的體系結(jié)構(gòu)4.2 GPON系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)性（1/3）GPON的多業(yè)務(wù)性4.2 GPON系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)性（2/3）支持ATM 和GEM 兩種模式GEM是通用封裝格式，支持?jǐn)?shù)據(jù)包的封裝和NATIVE TDM的封裝GPON 支持精準(zhǔn)的8K定時(shí)，OLT給ONU送8K定時(shí)GPON系統(tǒng)在內(nèi)時(shí)鐘時(shí)是4級(jí)鐘，鎖外時(shí)鐘時(shí)可達(dá)一級(jí)鐘；GPON支持對(duì)上層數(shù)據(jù)包的拆包和包的重組；

10、可以做到無幀定界開銷，效率高 4.2 GPON系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)性（3/3） GPON支持高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)中斷低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，獲得優(yōu)先服務(wù)，保證TDM業(yè)務(wù)良好性能4.3 GPON系統(tǒng)的管理GPON系統(tǒng)的管理體系結(jié)構(gòu)4.4 GPON系統(tǒng)的三級(jí)管理GPON 管理幀：（1）嵌入OAM（2） PLOAM幀（3）OMCI幀GEMheader(5 bytes)Transactioncorrelationidentifier(2 bytes)Messagetype(1 byte)Deviceidentifier(1 byte)Messageidentifier(4 bytes)Messagecontents(32 by

11、tes)OMCItrailer(8 bytes)4.5 GPON系統(tǒng)ONU的發(fā)現(xiàn)和測(cè)距新ONU發(fā)現(xiàn)有兩種模式：（1） 隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)，不需要事先在OLT上配置ONU的SN號(hào)，采用SN自動(dòng)學(xué)習(xí)方式（2）序列號(hào)MASK模式，需要事先在OLT上配置ONU的SN號(hào)ONU的發(fā)現(xiàn)和測(cè)距分兩步：（1）獲取SN號(hào)，要把所有ONU的SN號(hào)獲得 或直到超時(shí)才結(jié)束該步 （2）測(cè)量新發(fā)現(xiàn)ONU的距離，給ONU配置EqD 時(shí)間 4.5.1GPON系統(tǒng)ONU的發(fā)現(xiàn)過程SN獲取流程4.5.2 GPON系統(tǒng)ONU的測(cè)距流程RTD測(cè)量流程4.6 GPON系統(tǒng)的DBA（1/10）GPON系統(tǒng)的復(fù)用原理：4.6 GPON系統(tǒng)的DBA（2

12、/10）T-CONTT-CONT 傳送ATM VP/VCC或GEM PORT并報(bào)告自己的buffer狀態(tài)給OLT用于DBA；T-CONT能動(dòng)態(tài)接收來自O(shè)LT的帶寬受權(quán)；T-CONT用ALLOC-ID來標(biāo)識(shí)別；單個(gè)T-CONT能承載各種類型業(yè)務(wù)ATM或GEM業(yè)務(wù)；單個(gè)T-CONT包含1個(gè)或多個(gè)物理隊(duì)列，這些物理隊(duì)列聚合成一個(gè)邏輯buffer,并想OLT報(bào)告邏輯BUFFER的狀態(tài)，用于OLT的DBA ；T-CONT是透明傳送實(shí)體，對(duì)傳送的信號(hào)不做任何更改；來自O(shè)LT的帶寬受權(quán)只給一個(gè)T-CONT進(jìn)行帶寬受權(quán)。4.6 GPON系統(tǒng)的DBA（3/10）T-CONT的類型和業(yè)務(wù)關(guān)系4.6 GPON系統(tǒng)的

13、DBA（4/10）T-CONT和隊(duì)列的關(guān)系Port-id=xUNIUNI業(yè)務(wù)分類Q1Qn調(diào)度器1T-CONT1調(diào)度器NT-CONT2T-CONTN業(yè)務(wù)分類QmPPTPPort-id=y4.6 GPON系統(tǒng)的DBA（5/10）帶寬需求報(bào)告（report)Plou狀態(tài)指示4.6 GPON系統(tǒng)的DBA（6/10）Bit positionFunction7 (MSB)Urgent PLOAMu waiting (1 = PLOAM waiting, 0 = no PLOAMs waiting)6FEC status (1 = FEC ON, 0 = FEC OFF)5RDI status (1 = D

14、efect, 0 = OK)4Traffic waiting in type 2 T-CONTs3Traffic waiting in type 3 T-CONTs2Traffic waiting in type 4 T-CONTs1Traffic waiting in type 5 T-CONTs0 (LSB)Reserved4.6 GPON系統(tǒng)的DBA（7/10）DBRu4.6 GPON系統(tǒng)的DBA（8/10）Mode 0: A single field reports the total amount of data in the T-CONT buffer. Mode 1: Two f

15、ields, the first reports the amount of data with PCR tokens (1 byte), the second reporting the amount of data with SCR tokens (1 byte) in the T-CONT buffer. This type of reporting is suitable for T-CONTs type 3 and 5. Mode 2: Four fields, the first contains the non-linear coding of total number of T

16、-CONT#2 (PCR) The second field contains the non-linear coding of the total number of T-CONT#3 (SCR assured BW ) The third field contains the non-linear coding of the total number of TCONT#3(PCR) The fourth field contains the non-linear coding of the total number of T-CONT#4 (PCR) (best effort BW) . This is suitable for T-CONT type 5 reporting, or for ONUs to provide summarized reporting 4.6 GPON系統(tǒng)的DBA（9/10）Report in payload