初級-gpon原理介紹膠片

BO000000GPON原理介紹ISSUE1.1Page2考慮到未來許多的寬帶應(yīng)用，越來越多的國家認(rèn)識到必須盡早突破接入“瓶頸”，而光纖是今為止最好的傳輸媒介。本文主要分析GPON技術(shù)的產(chǎn)生背景、應(yīng)用、基本概念和特點(diǎn)，以及GPON系統(tǒng)的管理模式和終端的業(yè)務(wù)發(fā)放模式。

前言Page3參考資料知識中心/接入網(wǎng)/光接入/光接入公共/GPONQoS專題介紹知識中心/接入網(wǎng)/光接入/光接入公共/FTTx網(wǎng)絡(luò)配置方案Page4學(xué)習(xí)完此課程，您將會：掌握GPON的概念及發(fā)展背景理解光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)掌握GPON的主要協(xié)議掌握GPON的關(guān)鍵技術(shù)了解GPON提供的基本業(yè)務(wù)了解GPON系統(tǒng)的管理模式和終端的業(yè)務(wù)發(fā)放模式目標(biāo)Page5第1章光接入網(wǎng)概述第2章PON基本概念第3章GPON協(xié)議分析第4章GPON關(guān)鍵技術(shù)第5章GPON承載的基本業(yè)務(wù)第6章GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式第7章GPONPKEPON內(nèi)容介紹Page6接入網(wǎng)的現(xiàn)狀全球電信運(yùn)營商處在轉(zhuǎn)型過程中：

1、業(yè)務(wù)競爭力的提升：提供更多業(yè)務(wù)。

2、增加ARPU值：多種業(yè)務(wù)捆綁，降維護(hù)成本。

3、提升用戶忠誠度：提高用戶對網(wǎng)絡(luò)感受滿意度，降低用戶離網(wǎng)率。要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型目標(biāo)，寬帶提速是前提。Page7ServiceAccessCoreX.25ADSLEthernetPSTNIPATMFRGSM/GPRSCDMACablePDHSDHWirelessVoiceWirelessDataHighSpeedInternetVoiceStreamingDial-upVoIPMessageFTTHGPONDSLWirelessEth/IP/MPLSAggregationNetworkLocation&PresenceMessageOnlineGamingVoiceDataVideoStorageDirectory接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢－AlloverIPPage8如何解決“距離與帶寬”的矛盾ISDNHDSLADSLADSL2+VDSL2xDSL技術(shù)……???xDSL技術(shù)很難解決距離與帶寬的矛盾問：怎么辦？答：“光進(jìn)銅退”！采用光纖接入網(wǎng)是不錯的方案！Page9光纖接入網(wǎng)的接入方案(a)點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)

(b)路邊交換網(wǎng)絡(luò)

(c)無源光網(wǎng)絡(luò)即:PON

CurbswitchCOCOCONsubscribersL

kmL

kmL

kmPassiveopticalsplitterNsubscribersPage10ADSL2+PONADSL2+VDSL2CentreofficeHomeVDSL2ONTADSL2+10/100Base-T1km2kmIPDSLAMGECurbBuildingGESplitter1xNFTTCFTTBFTTBFTTHADSL2+VDSL2GEFTTBDSLBestSuitableistheBestChoiceFTTX場景分析Page11第1章光接入網(wǎng)概述第2章PON基本概念第3章GPON協(xié)議分析第4章GPON關(guān)鍵技術(shù)第5章GPON承載的基本業(yè)務(wù)第6章GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式內(nèi)容介紹Page12PassiveOpticalNetwork

無源光網(wǎng)絡(luò)OLTONUOpticalLineTerminal光線路終端OpticalNetworkUnit光網(wǎng)絡(luò)單元PassiveOpticalSplitter

無源分光器PSTNInternetCATVONUONUPON是一種點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）結(jié)構(gòu)的無源光網(wǎng)絡(luò)；

PON由光線路終端OLT（OpticalLineTerminal）、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU（OpticalNetworkUnit）和光分配網(wǎng)絡(luò)ODN（OpticalDistributionNetwork）組成；PassiveOpticalSplitter

無源分光器什么是PON?Page13WDMONU/ONTNEWDMOLTNEServicenode分光器T參考點(diǎn)V參考點(diǎn)R/SS/RODNUNISNIIFponIFponONUOpticalNetworkUnit光網(wǎng)絡(luò)單元ONTOpticalNetworkTerminal光網(wǎng)絡(luò)終端ODNOpticalDistributionNetwork光分配網(wǎng)絡(luò)OLTOpticalLineTerminal光線路終端WDMWavelengthDivisionMultiplexModule波分復(fù)用模塊NENetworkElement網(wǎng)絡(luò)單元SNIServiceNodeInterface業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)UNIUserNetworkInterface用戶網(wǎng)絡(luò)接口GPON網(wǎng)絡(luò)參考模型Page14APON:ATMPassiveOpticalNetworksEPON:EthernetPassiveOpticalNetworksGE-PON:Giga-bitEthernetPassiveOpticalNetworksGPON:Gigabit-capablePassiveOpticalNetworksEPONGEPONGPONATMAPONBPONEthernetEPONGPON幾種PON標(biāo)準(zhǔn)Page15GPON（Gigabit-capablePassiveOpticalNetworks）三大優(yōu)勢：

1、更遠(yuǎn)的傳輸距離：采用光纖傳輸，接入層的覆蓋半徑20KM；

2、更高的帶寬：對每用戶下行2.5G/上行1.25G（物理層）；

3、分光特性：局端單根光纖經(jīng)分光后引出多路到戶光纖，節(jié)省光纖資源。GPON支持Triple－play業(yè)務(wù)，可提供全業(yè)務(wù)競爭方案可以有效解決雙絞線接入的帶寬瓶頸，滿足用戶對高帶寬業(yè)務(wù)的需求，如高清電視、實(shí)況轉(zhuǎn)播等，GPON是三網(wǎng)合一的上佳方案。GPON標(biāo)準(zhǔn)完善，綜合業(yè)務(wù)支持好，技術(shù)要求高全球大運(yùn)營商的選擇<1Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+CopperBasedVDSL/ADSL2+CopperBasedPONFiberBased2002200320062010時間帶寬互聯(lián)網(wǎng)視頻會議遠(yuǎn)程控制接入技術(shù)業(yè)務(wù)需求VoD標(biāo)清電視視頻會議Game實(shí)況TVVoDHDTV<3km<2km<1km~20km覆蓋半徑為什么選擇GPON?Page16上行下行Mbps15010025201050510202510015015Dial-upADSL2+CableModemVDSL2GPON/P2PNextHostedApplications&StorageHDTVVODLargeFileSharingTelemedicinePremisesWebHostingMulti-PlayerGaming,InteractiveDistanceLearningRealTimeSDTV,NetworkPVRFileSharing,HomeVideoSharing/StreamingSDTVVOD,mutingVideoConferencing,PremisesSurveillanceWebSurfing接入業(yè)務(wù)帶寬的需求增長Page17PONTPONAPON/BPONGPONEPONWDMPON國際標(biāo)準(zhǔn)ITU-TG.983.xITU-TG.984.xIEEE802.3ah國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)尚無標(biāo)準(zhǔn)ITU-TG.982國家標(biāo)準(zhǔn)Q1/1998國家標(biāo)準(zhǔn)Q3/2000國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)尚無標(biāo)準(zhǔn)Q4/2004Q3/2004PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展Page18P2MPGPONEPON標(biāo)準(zhǔn)ITU.TIEEE速率2.488G/1.244G1.25G/1.25G分光比1:64~1:1281:16~1:32承載ATM,Ethernet,TDMEthernet帶寬效率92%72%QOSVerygood，includingEthernet,TDM,ATMGood,onlyethernet光預(yù)算ClassA/B/CPx10/Px20測距EqD邏輯等距RTTDBA標(biāo)準(zhǔn)格式廠家自定義TDM支持TDMoverEthernet

(PWE3,CESoEthernet)ornativeTDM)TDMoverEthernet(PWE3,CESoEthernet)ONT管理OMCI無OAMITU-TG.984(強(qiáng))EthernetOAM（弱，廠家擴(kuò)展）運(yùn)營成本低中GPON與EPON的比較Page19GPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸（強(qiáng)制）。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(fù)用技術(shù)：下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。1490nm1310nmGPON原理數(shù)據(jù)復(fù)用Page20

GPON提供以下幾種異步傳輸速率：0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown 0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown

1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（目前的主流支持速率） 2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown

支持最大邏輯距離為：60km

支持最大物理距離為：20km

支持最大距離差為：20km

分光比為1：64，可升級為1：128GPON網(wǎng)絡(luò)基本性能參數(shù)

ONU

OLT

ONU

距離差:20km

邏輯距離:60km

邏輯分光比:128

UNI

SNI

Page21第1章光接入網(wǎng)概述第2章PON基本概念第3章GPON協(xié)議分析第4章GPON關(guān)鍵技術(shù)第5章GPON承載的基本業(yè)務(wù)第6章GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式第7章GPONPKEPON內(nèi)容介紹Page22ITU-TG.984.3GPONTC層規(guī)格要求GTC復(fù)用結(jié)構(gòu)及協(xié)議棧介紹GTC幀結(jié)構(gòu)介紹ONU注冊激活流程DBA規(guī)格要求告警和性能ITU-TG-984.1/2/3/4產(chǎn)品開發(fā)簡單產(chǎn)品兼容性強(qiáng)ITU-TG.984.1GPON網(wǎng)絡(luò)參數(shù)說明保護(hù)倒換組網(wǎng)要求ITU-TG.984.4OMCI消息結(jié)構(gòu)介紹OMCI設(shè)備管理框架OMCI實(shí)現(xiàn)原理簡述ITU-TG.984.2PMD層規(guī)格要求2.488Gbps下行光接口參數(shù)規(guī)格要求1.244Gbps上行光接口參數(shù)規(guī)格要求物理層開銷分配GPON標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議Page23廣播方式：GPON的下行幀長為固定的125us，下行為廣播方式，所有的ONU都能收到相同的數(shù)據(jù)，但是通過GEMPORTID來區(qū)分不同的業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，ONU通過過濾來接收屬于自己的數(shù)據(jù)。GPON原理下行數(shù)據(jù)Page24TDMA方式：GPON的上行是通過TDMA（時分復(fù)用）的方式傳輸數(shù)據(jù)，上行鏈路被分成不同的時隙，根據(jù)下行幀的upstreambandwidthmap字段來給每個ONU分配上行時隙，這樣所有的ONU就可以按照一定的秩序發(fā)送自己的數(shù)據(jù)了，不會產(chǎn)生為了爭奪時隙而沖突。每幀共有9120個時隙。GPON原理上行數(shù)據(jù)Page25GPON協(xié)議棧Page26IFponONUONUONUT-CONTPortT-CONTPortPortT-CONTT-CONTPortPortPortPortPort不同的ONU用ONU-ID標(biāo)識不同的T-CONT用Alloc-ID標(biāo)識不同的GEM-PORT用Port-ID標(biāo)識GPON復(fù)用示意圖(ATM&GEM)IFponONUONUONUT-CONTPVCT-CONTPVCPVCT-CONTT-CONTPVCPVCPVCPVCPVC不同的ONU用ONU-ID標(biāo)識不同的T-CONT用Alloc-ID標(biāo)識不同的PVC用VPI/VCI標(biāo)識(ATM業(yè)務(wù))(GEM業(yè)務(wù))Page27一個OLT與多個ONTONUONUONUT-CONTGEMPortT-CONTGEMPortGEMPortT-CONTT-CONTGEMPortGEMPortGEMPortGEMPortGEMPort不同的ONU用ONU-ID標(biāo)識不同的T-CONT用Alloc-ID標(biāo)識不同的GEM-PORT用Port-ID標(biāo)識PON光口每個GPON端口，支持1：64分光比，即可提供64路ONT接入。每個ONU上可以有多個T-CONT,每個TCONT可以綁多個GEMPORT.T-CONT就相當(dāng)于一個物理的緩存，只有綁定了DBA模板才能限速。

DBA123OLT我司簡化做法：AllocID=T-CONTID*256+ONUIDPage28PhysicalControlBlockDownstream(PCBd)PayloadAllocIDStartEndAllocIDStartEnd1100200x300500T-CONT1(ONT1)T-CONTx(ONT2)Slot100Slot200Slot300Slot500PLOuPLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuYPayloadyUpstreamBandwidthMap125usDownstreamFramingUpstreamFramingOLTONT1ONT64GPON幀結(jié)構(gòu)AllocIDStartEndy501650ONT21xyT-CONTy(ONT2)Slot650Slot501T-CONTxT-CONTyPage29PLOuPLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuyPayloadyPLOuDBRuzPayloadzPreambleAbytesDelimiterBbytesBIP1bytesONU-ID1bytesInd1bytesONU-ID1bytesMsgID1bytesMessage10bytesCRC1bytesDBA1,2,4bytesCRC1bytesGEMheaderFramefragmentGEMheaderFullframeGEMheaderFramefragmentPLI12bitGemPortID12bitPTI3bitHEC13bitONTAONTBUpstreamFramingDBAReportPadifneededGPON上行幀結(jié)構(gòu)T-CONTyT-CONTxT-CONTzPage30PCBdnPayloadnPCBdn+1Payloadn+1Psync4bytesIdent4bytesPLOAMd13bytesBIP1bytesPlend4bytesPlend4bytesUSBWMapN*8bytesFECInd1bitReserved1bitSuper-frameCounter30bitsBlenBWMapLength12bitsAlenATMPartitionLength12bitsCRC8bitsAccess18bytesAccess28bytes…..Accessn8bytesAllocID12bitsFlags12bitsSStart2bytesSStop2bytesCRC1byteSendPLS1bitSendPLOAMu1bitUseFEC1bitSendDBRu2bitsReserved7bits125usCoverageofthisBIPCoverageofnextBIPDownstreamFramingGPON下行幀結(jié)構(gòu)125usPage31GEMPayloadHEC13bitsPTI3bitsPortID12bitsPLI12bitsGEMFrameEthernetPacketDASFDPreambleInterpacketgapSALength\TypeMACclientdataFECEOF5bytesGPON系統(tǒng)對以太網(wǎng)幀進(jìn)行解析，將數(shù)據(jù)部分直接映射到GEMPayload中去進(jìn)行傳輸。GEM幀會自動封裝頭信息。映射的格式清晰，設(shè)備很好實(shí)現(xiàn)，兼容性好。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在GPON中的映射方式Page32TDMTDMdataPayloadTDMfragmentHECPTIPortIDPLIGEMFrameIngressbufferTDMBufferTDM業(yè)務(wù)先導(dǎo)入緩存中進(jìn)行排隊(duì)，并且按照固定的字節(jié)數(shù)復(fù)用到GEM幀中進(jìn)行傳輸。這種方式不對具體的TDM業(yè)務(wù)進(jìn)行感知，只進(jìn)行透傳處理。TDM業(yè)務(wù)在GPON中的映射方式Page33第1章光接入網(wǎng)概述第2章PON基本概念第3章GPON協(xié)議分析第4章GPON關(guān)鍵技術(shù)第5章GPON承載的基本業(yè)務(wù)第6章GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式第7章GPONPKEPON內(nèi)容介紹Page34快速開啟和關(guān)斷能力2#ONT0#ONU1#ONU2#ONT連續(xù)模塊0#ONU1#ONU突發(fā)模塊PON關(guān)鍵技術(shù)突發(fā)光電技術(shù)Page35快速AGC（光模塊）(動態(tài)范圍>20dB)快速時鐘恢復(fù)0#ONU1#ONU0#ONT有快速AGC無快速AGC閾值線恢復(fù)出來的數(shù)據(jù)到達(dá)OLT的信號及閾值建立ONT/ONU發(fā)出的信號PON關(guān)鍵技術(shù)突發(fā)光電技術(shù)2#Page36OLTONU1ONU2ONU3OLT通過Ranging測距過程獲取ONU的往返延遲RTD（RoundTripDelay），從而指定合適的均衡延時參數(shù)EqD（EqualizationDelay），保證每個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QuietZone，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，不授權(quán)任何時隙來實(shí)現(xiàn)。GPON關(guān)鍵技術(shù)測距ONTOLT(inCO)20km3km12kmPage37Ranging測距原理圖OLTONU處于距離修正狀態(tài)StartofD/SFrameReceptionofD/SFrameTransmissionofS/NResponseActualReceptionofS/NResonseDesiredStartofU/SFrame分配EqDPre-AssignedEqD零距離'EqDDesiredReceptionofSNResponseSstartU/SBWMapcontainingRangingRequestONUResponseTimePre-AssignedEqDSstartStartofU/SFrameforPre-rangedONU時間Page38ONU的注冊O(shè)NU有三種啟動激活進(jìn)程的觸發(fā)機(jī)制：1）當(dāng)知道有新的ONU連接時，網(wǎng)絡(luò)操作者啟動激活進(jìn)程；2）當(dāng)一個或多個先前工作的ONUs失去聯(lián)系時，OLT自動啟動激活進(jìn)程，看這些ONUs是否能夠返回到業(yè)務(wù)中。該輪詢周期由OpS系統(tǒng)設(shè)置。3）OLT周期性的啟動激活進(jìn)程，測試是否有新的ONUs被連接進(jìn)來。該輪詢周期由OpS系統(tǒng)設(shè)置。Page39ONU的激活進(jìn)程激活進(jìn)程在OLT控制下工作，ONU應(yīng)答OLT啟動的消息。激活進(jìn)程的大致步驟為：ONU從OLT接收US_OVERHEAD消息，并調(diào)整自身參數(shù)。OLT發(fā)現(xiàn)新連接的ONU的序列號（通過廣播+隨機(jī)時延方法）OLT分配ONU-ID給ONUOLT測量來自于ONU的上行流傳輸?shù)牡竭_(dá)相位（測量RTD）OLT通知ONU均衡時延（EqD)ONU根據(jù)通知的EqD值及BWMap計(jì)算上行數(shù)據(jù)發(fā)送窗口該過程通過上行/下行流傳送的flag和PLOAM消息實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)數(shù)據(jù)交換。Page40ONUUpstream-overheadPLOAMSerialNumberrequestSerialNumberONUAssignONU_IDRangingRequestSerialNumberONURangingtimeSyncwithDownstreamtrafficO1Pre-syncstateOLTO2IdleB/Wmap–quietzoneO3IdleB/Wmap–quietzoneO4O5O6ConfigurePortIDIdleB/Wmap–quietzonePasswordPasswordRequestOMCIcreatedONU注冊流程消息名稱功能Upstream_Overhead在激活進(jìn)程開始時發(fā)送，指示ONU上行發(fā)送的前導(dǎo)碼字節(jié)數(shù)和預(yù)先分配的均衡時延值。Serial_number_mask給ONU提供序列號，同時屏蔽掉該序列號的一部分。Assign_ONU-IDOLT發(fā)現(xiàn)該ONU的序列號后，分配ONU_ID與該序列號綁定。Ranging_Time指示ONU需要插入的均衡時延值。Request_passwordONU測距后，OLT向ONU請求密碼，以證實(shí)該ONU。（可選）ConfigurePort-ID該消息連接OMCI通道的內(nèi)部進(jìn)程，綁定GEM的Port_ID，通過尋址機(jī)制路由GEM信道上的OMCI。Serial_number_ONU測距進(jìn)程中，用于傳送ONU的序列號信息。Password應(yīng)答OLT的Request_password消息，通過密碼證實(shí)該ONU。

PLOAM消息

:Page41什么是DBA?DBA,DynamicallyBandwidthAssignment(動態(tài)帶寬分配)DBA是一種能在微秒或毫秒級的時間間隔內(nèi)完成對上行帶寬的動態(tài)分配的機(jī)制為什么需要DBA？

可以提高PON端口的上行線路帶寬利用率

可以在PON口上增加更多的用戶

用戶可以享受到更高帶寬的服務(wù)，特別是那些對帶寬突變比較大的業(yè)務(wù)DBA概念Page42提高最大帶寬利用率無DBA,利用率40%有DBA,利用率達(dá)到80%減小平均時延無DBA:100ms有DBA:<10msDBA在利用率和延遲指標(biāo)上帶來的優(yōu)勢Page43GPON系統(tǒng)采用SBA+DBA的方式來實(shí)現(xiàn)帶寬的有效利用，TDM業(yè)務(wù)通過SBA指配帶寬以保證其高QoS，其他一些業(yè)務(wù)可以通過DBA來動態(tài)分配帶寬。DBA的實(shí)現(xiàn)與QoS的保障機(jī)制有密切關(guān)系。GPON系統(tǒng)通過狀態(tài)的上報(bào)以及OLT業(yè)務(wù)監(jiān)視（非狀態(tài)上報(bào)）支持動態(tài)帶寬分配。DBA的功能Page44GPON的狀態(tài)上報(bào)DBA存在3種機(jī)制：PLOu-StateIndDBA;（狀態(tài)指示）DBRu-Piggy-backDBA;（我司采用此機(jī)制）Mode0:1個字節(jié),邏輯緩沖區(qū)中與該Alloc-ID關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)量Mode1:2個字節(jié),第一個字節(jié)為緩沖區(qū)與該Alloc-ID關(guān)聯(lián)的”黃色”標(biāo)記的數(shù)據(jù)量,第二個字節(jié)為緩沖區(qū)與該Alloc-ID關(guān)聯(lián)的”綠色”標(biāo)記的數(shù)據(jù)量PayloadDBA;（完整ONU上報(bào))DBA報(bào)告類型Page45DBA功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)制主要包括以下幾個部分：OLT或ONU進(jìn)行擁塞檢測;向OLT報(bào)告擁塞狀態(tài);按照指定參數(shù)更新OLT分配帶寬;OLT按照新分配的帶寬和T-CONT類型發(fā)送授權(quán);DBA操作的管理。DBA功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)制Page46OLT內(nèi)部DBA模塊不斷收集DBA報(bào)告信息，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果以BWMap的形式下發(fā)給各ONU。各ONU根據(jù)BWMap信息在各自的時隙內(nèi)發(fā)送上行突發(fā)數(shù)據(jù)，占用上行帶寬。DBA算法邏輯DBA報(bào)告BWMapTimeslotT-CONTT-CONTT-CONTONU的調(diào)度器ONUOLT控制平面數(shù)據(jù)平面DBA的實(shí)現(xiàn)過程Page47SR(StatusReporting)-DBA

PayloadUSBWMapDataReportPCBdD/SDirectionU/SDirectionOLTONT①②③④OLT根據(jù)上次計(jì)算的結(jié)果在下行幀頭中下發(fā)BWMap。ONU根據(jù)帶寬分配信息在規(guī)定的時隙上發(fā)送目前T-CONT中等待發(fā)送的數(shù)據(jù)狀態(tài)報(bào)告。OLT收到ONU的狀態(tài)報(bào)告后，經(jīng)過DBA計(jì)算并更新BWMap，在下一幀進(jìn)行下發(fā)。ONU收到OLT下發(fā)的BWMap消息后，在指定的時隙上發(fā)送數(shù)據(jù)。DBA的兩種實(shí)現(xiàn)模式Page48在OLT處監(jiān)視從TM-ONU/ONT來的信元數(shù)據(jù)流的算法過程(Procedure)：Step1：在確定的間隔(interval)內(nèi)監(jiān)視OLT接收到的信元數(shù)目。Step2：通過使用在Step1中的實(shí)時監(jiān)控(realtimemonitoring)結(jié)果來計(jì)算利用速率(utilizationrate)。Step3：通過比較利用速率和極限值，來認(rèn)識(recognize)擁塞程度。

DtijDiDjTM(Traffic-Monitoring)-DBATM(NSR)-DBA實(shí)現(xiàn)Page49T-CONTs(TransmissionContainers)：動態(tài)接收OLT下發(fā)的授權(quán)，用于管理PON系統(tǒng)傳輸匯聚層的上行帶寬分配，改善PON系統(tǒng)中的上行帶寬。T-CONT的帶寬類型分為FB,AB,NAB,BE。

T-CONT的5種類型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。T-CONT帶寬術(shù)語Page50根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，系統(tǒng)對每個ONU設(shè)置SLA，對業(yè)務(wù)的帶寬進(jìn)行限制。最大帶寬和最小帶寬是對每個ONU的帶寬進(jìn)行極限限制，保證帶寬根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級不同而不同，一般語音業(yè)務(wù)的優(yōu)先級最高，視頻業(yè)務(wù)優(yōu)先級次之，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級最低。OLT根據(jù)業(yè)務(wù)和SLA及ONU的實(shí)際情況進(jìn)行帶寬許可，優(yōu)先級高的可以得到更高的帶寬，滿足業(yè)務(wù)需求。T-CONT類型和帶寬類型之間的關(guān)系Page51DBA1類型的分配為靜態(tài)分配，保證帶寬直接等于配置最大帶寬，優(yōu)先分配DBA2類型的分配只需要保證用戶的保證帶寬。DBA3類型為混合保證和非保證帶寬，如果可以保證申請帶寬，則直接分配，否則將不能分配的部分帶寬打上標(biāo)記和DBA5類型的TAG部分帶寬采用RR（輪巡）方式分配DBA4類型為不保證類型，只有保證帶寬分配后剩余帶寬和DBA5部分剩余帶寬申請一起RR調(diào)度；DBA5類型為混合型，首先確保固定帶寬，若不夠再判斷保證帶寬是否能夠滿足要求，如果可以，則直接分配，如果還不滿足，則將剩余部分帶寬申請打上標(biāo)記和DBA3的TAG部分帶寬RR調(diào)度分配，如果竟?fàn)幒筮€不能滿足，則剩余帶寬與DBA4競爭。ONU_IDT-CONT1TAGRRONU_IDT-CONT2ONU_IDT-CONT3ONU_IDT-CONT4ONU_IDT-CONT5RR配置最大帶寬保證帶寬競爭帶寬5-15-23-13-25-35-43-45-55-64-14-21-12-13-35-3A-BA：T-CONT類型B：分配步驟DBA調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)固定帶寬Page52GTCPON系統(tǒng)架構(gòu)是下行方向?yàn)閺V播方式，上行方向?yàn)門DMA方式，所以只對上行方向的業(yè)務(wù)流提供QoS處理。

QoS處理的最小單元是T-CONT，T-CONT可以看作是ONU業(yè)務(wù)流的承載容器，調(diào)度機(jī)制是DBA（動態(tài)帶寬分配）。

DBA的算法是GTC的QoS處理性能的關(guān)鍵。GEM

在GEM層主要是針對每個GEMPort進(jìn)行業(yè)務(wù)流分類，類似于DSLAM的單PVC多業(yè)務(wù)的處理方式。針對流分類后的業(yè)務(wù)分別進(jìn)行優(yōu)先級修改、流量監(jiān)管和轉(zhuǎn)發(fā)處理。ETH/TDMTDM業(yè)務(wù)（非電路仿真方式）為面向連接，系統(tǒng)可以通過靜態(tài)配置帶寬嚴(yán)格保證面向連接的QoS。

ETH業(yè)務(wù)（包括電路仿真方式的TDM業(yè)務(wù)）主要是基于二層VLAN、COS等標(biāo)識進(jìn)行業(yè)務(wù)的QoS處理，

QoS主要處理機(jī)制分為流分類、監(jiān)管、隊(duì)列調(diào)度、擁塞處理、整形，它們的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度是影響QoS處理性能的關(guān)鍵GPON中的QoS處理ETH/TDMGEMGTCFlowcontrol/ClassificationGPON業(yè)務(wù)承載層GPONQoS處理機(jī)制T-CONT/DBAVLAN/COS/PQ/GTS/POLICINGPage53EndUser1EndUser3ONTEndUser233133211112ONTONT133211133211OLT加密解密解密解密1133211GPON支持下行廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行AES128加密處理。只對GEM幀中的Payload進(jìn)行加密處理。GPON系統(tǒng)定期的進(jìn)行AES密鑰交換和更新，提高了線路數(shù)據(jù)的可靠性。密鑰更換由OLT發(fā)起密鑰更換請求，ONU響應(yīng)并將生成的新的密鑰，并分兩部分發(fā)給OLT，且重復(fù)發(fā)送三次，OLT收到了新的密鑰后，就要開始進(jìn)行密鑰切換，將使用新的密鑰的幀號通過相關(guān)的命令通知ONU（也是三次），ONU在相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀上切換校驗(yàn)密鑰。AES:AdvancedEncryptSystem一種國際通用的加密算法GPON系統(tǒng)的AES加密處理Page54ForwardErrorCorrection,

FEC。一種基于Reed-Solomon的塊編碼算法，F(xiàn)EC碼字由定長數(shù)據(jù)塊和冗余位構(gòu)成。GPON在傳輸層使用FEC算法可以將線路傳輸?shù)恼`碼率降低到10E-15,可以避免數(shù)據(jù)重傳。GPON系統(tǒng)上、下行均支持FEC處理。對PCBd和Payload一起進(jìn)行FEC處理，提高了數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。FEC處理Page55分光器衰減計(jì)算分光器的插入損耗(<1dB):∑(Power_input)-∑(Power_outputofallbranch)InputOutput1:2分光器2:N分光器∵10log(0.5)=-3.01∴1:2分光器衰減為3.01dB1:16分光器衰減為12.04dB1:64分光器衰減為18.06dB光功率衰減Page56光纖衰減和長度有關(guān)光纖熔接點(diǎn)的衰減值一般小于0.2dB其他方面，如光纖彎曲等也可能造成衰減About0.35dBperkmfor1310,1490nmTableG.984.2–ClassesforopticalpathlossClassAClassBClassB＋ClassCMinimumloss5dB10dB13dB15dBMaximumloss20dB25dB28dB30dBNOTE–Therequirementsofaparticularclassmaybemorestringentforonesystemtypethanforanother,e.g.theclassCattenuationrangeisinherentlymorestringentforTCMsystemsduetotheuseofa1:2

binerateachsideoftheODN,eachhavingalossofabout3dB.Huawei’sOLTandONU28dB(ClassB+)光纖衰減和光功率預(yù)算Page57ItemsUnitSinglefibreOLT:OLT最小平均發(fā)送功率MeanlaunchedpowerMINdBm+1.5最大平均發(fā)送功率MeanlaunchedpowerMAXdBm5接收靈敏度MinimumsensitivitydBm-28過載光功率MinimumoverloaddBm-8ONU:ONU最小平均發(fā)送功率MeanlaunchedpowerMINdBm0.5最大平均發(fā)送功率MeanlaunchedpowerMAXdBm5接收靈敏度MinimumsensitivitydBm-27過載光功率MinimumoverloaddBm-8GPON接口參數(shù)指標(biāo)（ClassB+）Page58IFponIFponIFpon1：N分光器OLTONU#1ONU#N備用光纖TypeA光纖備份IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NTypeBOLT端口備份IFpon

設(shè)備沒有任何備份措施.主干光纖故障后，由人工切換至備用光纖.業(yè)務(wù)肯定中斷，中斷時間取決于線路恢復(fù)時間.如果到用戶的線路故障，業(yè)務(wù)就會中斷，無法備份。OLT設(shè)備上有兩個GPON接口.此種保護(hù)方式僅限于主干光纖出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會自動切換到備用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對骨干光纖的保護(hù)。保護(hù)對象僅限于OLT與ODN之間的光纖故障和OLT單板硬件故障，對其他類型的故障沒有涉及，可能存在嚴(yán)重安全隱患，無法滿足客戶需求。無法定位故障。

GPON網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式Page59IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NTypeC全備份方式IFponIFponIFpon2：N分光器OLT和ONT上均有兩個GPON接口。OLT的GPON接口要工作在1:1模式下。此種保護(hù)方式一種全保護(hù)光纖倒換方式，OLT與ONU之間有完全不同的兩條通路，可以保證各種故障都得到恢復(fù)。當(dāng)ONU的主用PON口或用戶線路故障時，ONU會自動將業(yè)務(wù)倒換到備用PON口上，業(yè)務(wù)通過備用線路和OLT的備份端口上行。業(yè)務(wù)基本不會中斷。實(shí)現(xiàn)難度較大，成本較高。其中一個端口試種處于空閑狀態(tài)，造成系統(tǒng)帶寬利用率低。

GPON網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式Page60IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NTypeD混和備份方式IFponIFpon2：N分光器1：2分光器1：2分光器OLT上有兩個GPON接口。OLT的GPON接口要工作在1＋1模式下。此種保護(hù)方式一種全保護(hù)光纖倒換方式，OLT與ONU之間有完全不同的兩條通路，可以保證各種故障都得到恢復(fù)，包括無源分光器故障，鏈路都可以自動恢復(fù)

。此種網(wǎng)絡(luò)中支持ONU混合方式，可以是帶一個PON口的，也可以是帶兩個PON口的，根據(jù)用戶的實(shí)際需要選擇。實(shí)現(xiàn)難度較大，成本較高。GPON網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式Page61第1章光接入網(wǎng)概述第2章PON基本概念第3章GPON協(xié)議分析第4章GPON關(guān)鍵技術(shù)第5章GPON承載的基本業(yè)務(wù)第6章GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式第7章GPONPKEPON內(nèi)容介紹Page62BRASAAAServerIPCoreASP/ISPCPEMSEEthernetMA5600TSoftswitchInternetIPTVServerMiddle

wareNMSTL1/CORBA

/APIBBserviceplatformCarrier’sOSSNotificationIPTVPhonePCSFU(HG8xx)CPEMDU(MA5606T)VDSL2NSPIPVoiceCBU/MTUE1FEODNSplitterBase

stationPBXPhonePCSBU(OT925)E12G/3GTriple-Play-->Multi-Play業(yè)務(wù)承載方式：多Gemport多業(yè)務(wù)單Gemport多業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)流映射：

user-vlan、802.1P、EthPHY單一或混合的業(yè)務(wù)流到Gemport映射規(guī)則GPONTriple-Play端到端解決方案Page63Native方式GPBC無扣板，普通以太方式走背板路由到另一塊上行板OLT支持Native和CESoP兩種TDM處理方式。GPON強(qiáng)大的QoS能力，可確保TDM業(yè)務(wù)的端到端延時、Jitter和誤碼率指標(biāo)。針對GPON的定長幀傳輸特點(diǎn)，TDM在GPON線路上承載具有天然優(yōu)勢。TDMoGEM的實(shí)現(xiàn)是將TDM幀直接封裝到GEM幀中進(jìn)行傳輸。在GPON線路上給封裝有TDM幀的GEM給與最高的優(yōu)先級，保證TDM的傳輸質(zhì)量。在同步方面，系統(tǒng)采用統(tǒng)一的8K時鐘進(jìn)行全網(wǎng)同步。ONTOLTCOLESplitterONTBUSINESSPBXPBXE1/T1ODNE1/T1E1/T1FEPSTNONT應(yīng)用場景：解決移動基站和商業(yè)用戶PBX語音接入的TDM業(yè)務(wù)傳輸GPON

TDM業(yè)務(wù)解決方案Page64xDSL線路改造，有利于原來的銅纜資源的利用GPON+xDSL解決方案Page65GPON

RF業(yè)務(wù)解決方案EDFA（ErbiumDopedFiberAmplifier）OpticalCouplers（WDM）OLT(OpticalLineTerminal)ONU(OpticalNetworkTerminal)CentralOfficeVideo1550nmVoice/Data&Video1490/1310nm，1550nmVoice/DataDownstream1490nmUpstream1490nmCustomerPremisesOpticalSplitterVideo（RF）IPVoiceandData@1250MbpsVoiceandData@2500MbpsVideoAnalogTVDigitalTVHD/VOD42Mhz550Mhz860MhzUpstreamDownstream1310nm1490nm1550nmPage66第1章光接入網(wǎng)概述第2章PON基本概念第3章GPON協(xié)議分析第4章GPON關(guān)鍵技術(shù)第5章GPON承載的基本業(yè)務(wù)第6章GPON系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)發(fā)放模式第7章GPONPKEPON內(nèi)容介紹Page67物理層OAM消息有三種類型：嵌入式OAM，PLOAM消息，OMCI消息。嵌入式OAM和PLOAM通道信息用于對物理層和GTC層進(jìn)行管理。嵌入式OAM通道通過GTC幀頭中域格式信息來提供(BWMap，DBRu等)。（功能包括：帶寬授權(quán)，動態(tài)帶寬分配信令等）PLOAM通道涉及ONU注冊、加密，BootOMCI等功能OMCI提供了更高層次的統(tǒng)一的管理系統(tǒng)通道，用于管理在GTC層上層定義的業(yè)務(wù)GPON管理中的基本消息類型Page68OLTBRASONTiManagerN2000BMSOMCISNMPONT即插即用零配置ONT集中管理ONT遠(yuǎn)程診斷通過OMCI對ONT進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和管理ONT自動業(yè)務(wù)發(fā)放ClientGPON系統(tǒng)管理模型Page69運(yùn)營商的噩夢應(yīng)用場景業(yè)務(wù)發(fā)放系統(tǒng)NMS2000AccessNetworkBilling1開戶2下發(fā)數(shù)據(jù)配置3訂