gpon技術及系統(tǒng)培訓realease

GPON

技術及系統(tǒng)介紹主講：李明生日期：2021年6月19日GPON標準體系-G.984系列G.984.1——概述業(yè)務方案、參考配置、基本技術要求、保護方式G.984.2——PMD層基本要求、和TC層的相互作用G.984.3——TC層層次模型、復用機制、TC幀結構、激活方式、OAM功能、安全性、FECG.

984.4——OMCI管理信息庫MIB、ONT管理控制通道、ONT管理控制協(xié)議GPON

技術篇GPON相關的標準組織FSAN由運營商和設備商組成，運營商為主導GPON技術及運營模式的主要起草組織組織GPON的互通測試，其影響力大于ITU的互通測試ZTE

在2006年11月份加入了該組織，推薦運營商包括：AT&T,

BT,

and

SingTelZTE計劃參見2007年5月份在法國lannion（FT研究中心）的互通測試。ITUSG15

WP1

Q2工作組，是GPON對應工作組GPON

標準的制定、發(fā)布、維護組織，其標準內(nèi)容來自于FSAN討論后的文稿組織GPON

互通測試電信展覽，ZTE參加了2006年12月香港電信展覽的GPON互通測試ADSL

論壇對應標準WT155研究GPON業(yè)務層的體系架構，處于前期階段。CES相關標準組織IETFMEFITUGPON的拓撲結構-----點對多點GPON系統(tǒng)構成及特征網(wǎng)絡位置：接入層，最后一公里傳輸媒質(zhì)光纖，同銅線相比：帶寬大距離遠帶寬不受距離影響拓撲結構點對多點拓撲元件：光纖和光分路器GPON系統(tǒng)構成及特征GPON

系統(tǒng)構成OLT（Optical

Line

Terminal）光線路終端通常放置在中心機房（CO）ONU（Optical

Network

Unit）光網(wǎng)絡終端通常放置在用戶側POS（Passive

Optical

Splitter）無源光分路器是連接OLT和ONU的無源設備GPON

系統(tǒng)構成OLT系統(tǒng)組成以太網(wǎng)交換核GPON

line

cardGPON

line

cardUp

link

cardUp

link

cardGE/10GEE1/STM-1GPON

系統(tǒng)構成ONU系統(tǒng)組成OpticalmoduleGPONMacETH

switch

or

muxUNI

circuitUNI

circuitGPON的上下行速度0.15552

Gbit/s

up,

1.24416

Gbit/s

down0.62208

Gbit/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

downGPON系統(tǒng)波長低成本單纖雙波長傳送結構下行中心波長1490nm上行中心波長1310nmGPON

傳輸距離和分路比CLASS

B+光指標ODN：

Class

A:

5-20

；Class

B:

10-25；Class

C:

15-30GPON的體系結構G-PON

Physical

Media

Dependent

(GPM)

layerGTC

framing

sub-layerATM

TCadapterGEM

TC

adapterOMCI

adapterPLOAMGEMclientOMCIATM

clientTC

adaptationsub-layerG-PON

Transmission

Convergence

(GTC)

layerDBA

controlGPON系統(tǒng)工作原理GPON系統(tǒng)的復用原理：Identified

byONU-IDIdentified

byAlloc-IDIdentified

byPort-IDPONT-CONTPortPortPortPortPortPortPortONUONUPortT-CONTPortT-CONTONU

T-CONTGPON的幀結構GTC幀固定幀長125US，即8K，可為TDM業(yè)務提供幀頭信息PCBdnSlot0Slot1SlotRGTC幀DownstreamUpstreamPCBdn+1SlotRSlot0US

VirtualFrame

TX

Interval2^n

byteTP-Frame

=

125

uSPayload

nSlot1Payloadn+1GPON的下行幀Payload

nTP-Frame

=125

祍PCBdn

+

1PCBdn

+

2Payload

n

+

1PCBdnTDM

&

data

fragmentsover

GEM

sectionN

*

53

bytes"Pure"

ATM

cellssectionGPON的上行幀PayloadDBRu1

byteCRC1

byteMessage10

bytesONUMsgID

ID1

bytePreamblea

bytesDBAbytesCRC1,

2,

4

1

byteDelimiter

BIPb

bytes

1

bytePLOuPLSuStartTime

indicatesthis

byte

boundaryONU-ID

Ind1

byte

1

bytePLOAMuGPON的鏈路層幀結構—GEM幀GEM幀結構：PayloadLengthIndicatorPLI12

bitsPort

ID12

bitsPTI3bitsHEC13

bitsFragment

payloadL

BytesPayloadTypeIndicatorPTI

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

frame011User

data

fragment,

Congestion

Has

occurred,

End

of

a

frame100GEM

OAM101Reserved110Reserved111ReservedGPON業(yè)務轉發(fā)原理單播/廣播業(yè)務（下行）OLTid=1payloadHECPTIPort-PLIFCSpayloadT/LSADAFCSpayloadT/LSADAONU2Portid=2ONU3Portid=3ONU2Portid=1根據(jù)PORT-ID進行過濾GEM1GEM2GEM3GEM1PCB125usGPON業(yè)務轉發(fā)原理單播業(yè)務（上行）OLTFCSpayloadT/LSADAONU2Portid=2ONU3Portid=3ONU2Portid=1125usid=1payloadHECPTIPort-PLIFCSpayloadT/LSADAGEM1ploGEM3ploGEM2ploplo

GEM1GEM2ploGEM3plo上行數(shù)據(jù)用PORTID進行隔離和復用GPON業(yè)務轉發(fā)原理組播業(yè)務采用廣播PORID

域和L2組播過濾表配合實現(xiàn)OLTid=XpayloadHECPTIPort-PLIFCSpayloadT/LSADA=YGEMXGEM2GEM3GEM1PCB125usFCSpayloadT/LSADA=YONU2Portid=2Portid=xMA=YONU3Portid=3Portid=xMA≠YONU2Portid=1Portid=xMA=YPortid=x

構成廣播域MA=組播地址表項Y是組播地址GPON的體系結構G-PON

Physical

Media

Dependent

(GPM)

layerGTC

framing

sub-layerATM

TC

adapterGEMTC

adapterOMCI

adapterGEM

clientOMCIATM

clientTC

adaptationsub-layerPLOAMG-PON

Transmission

Convergence

(GTC)

layerDBA

controlGPON系統(tǒng)的多業(yè)務性GPON的多業(yè)務性GPON的多業(yè)務性GEM是通用封裝格式，支持數(shù)據(jù)包的封裝和NATIVE

TDM的封裝ONU同步于OLT，OLT的時鐘通過光口傳送到ONUGPON系統(tǒng)在內(nèi)時鐘時是4級鐘，鎖外時鐘時可達一級鐘；GPON支持對上層數(shù)據(jù)包的拆包和包的重組；可以做到無幀定界開銷，效率高GPON的多業(yè)務特性

GPON支持高優(yōu)先級業(yè)務中斷低優(yōu)先級業(yè)務，獲得優(yōu)先服務，保證TDM業(yè)務良好性能PLOuPayloadPLOuPayloadGEM

Urgentheader

frameGEMheaderData

frame(1

of

2)Frame

frag(2

of

2)GEMheaderFrame

iFrame

i

+

1GEMUrgentheader

framePTI000

?

StartPTI001

?FullPTI001

?FullPTI001

?

endGPON系統(tǒng)ONU的發(fā)現(xiàn)過程SN獲取流程GPON系統(tǒng)ONU的測距流程RTD測量流程GPON系統(tǒng)的加密GPON系統(tǒng)的加密方式：

1）加密方式采用AES-128加密單位PORT-ID，可軟件打開或關閉加密方向-------下行數(shù)據(jù)流密碼來源--------ONU密碼更新觸發(fā)源-------OLTGPON系統(tǒng)的加密加密流程GPON

系統(tǒng)的FECDBA作用對象：T-CONTT-CONT類型：配置在DBA算法里，駐留在OLT上，不在ONU上T-CONT類型：GPON系統(tǒng)中的DBAT-CONT的類型和業(yè)務關系DBA算法作用對象：T-CONT駐留位置：OLTDBA種類：NSR-DBA；SR-DBANSR-DBAOLT和ONU間無交互，OLT根據(jù)T-CONT分配的帶寬的利用率來仲裁T-CONT間帶寬的分配DBA算法SR-DBAGPON

系統(tǒng)篇ZXPON

系統(tǒng)C220支持12個通用線卡槽位（含上聯(lián)板槽位）每個GPON線卡，支持2個GPON光口；系統(tǒng)配置兩塊上聯(lián)板時，最大支持10*2=20個PON

口，最多攜帶20*64=1280個ONT；交換板主備雙電源輸入支持8*GE或2*10GE上聯(lián)；支持N*STM-1上聯(lián)；支持N*32E1/T1上聯(lián)；支持L2/L3功能C220系統(tǒng)容量系統(tǒng)交換容量GCSA計劃開發(fā)背板容量功耗重量雙向68G雙向160G800G550W45公斤C220系統(tǒng)的單板組成EIGM

4*10/100/1000M或2GE（光）+2*10/100/1000MEIG 4*GE（光）EIT1F 1*10GE

（光）GPTBB 2*GPON

（CLASS

B+）GCSA

核心交換板CL1A 1*STM-1（CES）CE1B 32*E1

（75歐）CE1BB

32*E1（120歐）EPFA 4*EPON接口GPON終端¤

GPON

ONT1.

ZXA10F622/625/628/641[SFU]

Network

Interface1

GPON

port2.488Gbit/s

downstream

with

1490

nm

wavelength1.244Gbit/s

upstream

with

1310

nm

wavelengthThird

wavelength

with

1550

nm

for

video

applicationSubscriber

Interface2

10/100/1000Base-Tinterfaces

(F628)4

10/100Base-Tinterfaces2

POTS

ports(F622/625/628)1

RF

coaxial

connector

for

video(F625/628)IEEE

802.11b/g

wireless

interface(F628)*

Interfaces

above

are

option

for

differnt

SFU

typePhysical

specificationDimensions:

258mm(W)

×66mm(H)

×204mm(D)GPON終端ZXA10

F621[SBU]Network

Interface1

GPON

port2.488Gbit/s

downstream

with

1490

nm

wavelength1.244Gbit/s

upstream

with

1310

nm

wavelengthSubscriber

Interface2

10/100/1000Base-Tinterfaces4

10/100Base-Tinterfaces4

E1/T1

interfacesPhysical

specificationDimensions:

185

mm

(W)

×

44

mm

(H)

×

290

mm(D)GPON終端ZXA10

F720/721[Outdoor

SFU]Network

Interface1

GPON

port2.488Gbit/s

downstream

with

1490

nm

wavelength1.244Gbit/s

upstream

with

1310

nm

wavelengthThird

wavelength

with

1550

nm

for

video

applicationSubscriber

Interface1

10/100/1000Base-T

interface2

POTS

ports1

RF

coaxial

connector

for

video(F721)Physical

specificationDimensions:

250mm(W)

×320mm(H)

×95mm(D)GPON終端4.

ZXA10

F820[MTU]Network

Interface2

GPON/2

EPON ports,

support

B/C

type

protection2.488Gbit/s

downstream

with

1490

nm

wavelength1.244Gbit/s

upstream

with

1310

nm

wavelengthSubscriber

Interface24

10/100Base-T

interfaces2

10/100/1000Base-T

interfaces16

E1/T1

interfaces2

clock

interfacesPhysical

specificationDimensions:

482.6mm(W)

×44.4mm(H)

×250

mm(D)GPON終端5.

ZXMDU

926[Outdoor

MDU]Network

Interface1

GPON/2

GE

ports2.488Gbit/s

downstream

with

1490

nm

wavelength1.244Gbit/s

upstream

with

1310

nm

wavelengthThird

wavelength

with

1550

nm

for

video

applicationSubscriber

Interface24 VDSL2

interfaces1

RF

coaxial

connector

for

videoPhysical

specificationDimensions:

550mm(W)

×600mm(H)

×150mm(D)6.

ZXDSL9806H[MDU]GPON終端匯總ZTE

GPON

ONT

EquipmentsPart

NumberModuleGPONports10/100MBase-T10/100/1000MBase-TVOIPPOTSVideoRFWiFi802.11b/gE1/T1ADSL2+/VDSL2Dimensions(W*H*D)F622SFU142258*66*204mmF625SFU1421258*66*204mmF628SFU142211258*66*204mmF641SFU14258*66*204mmF621SBU1424185*44*290mmF720SFU112250*320*95mmF721SFU1121250*320*95mmF820MTU224216482.6*44.4*250mmZXMDU926MDU1210/24550*600*150mmZXDSL

9806HMDU1196/64482.6*88.9*240mmEPON終端1.

ZXA10

D400/401Network

Interface1

EPON

port1.25Gbit/s

downstream

with

1490

nm

wavelength1.25Gbit/s

upstream

with

1310

nm

wavelengthSubscriber

Interface4

10/100Base-T

interfaces(D400)1

10/100/1000Base-T

Interface(D401)Physical

specificationDimensions:

185

mm

(W)

×

60

mm

(H)

×

224

mm

(D)Network

Interface1

EPONport1.25Gbit/s

downstream

with

1490

nm

wavelength1.25Gbit/s

upstream

with

1310

nm

wavelengthSubscriber

Interface4

10/100Base-Tinterfaces2

POTS

ports(D420/422)1

FXO

emergency

interface(D420/422)IEEE

802.11b/g

wireless

interface(D421/422)Physical

specificationDimensions:

245

mm

(W)×

76

mm

(H)

×

210

mm(D)EPON終端ZXA10

D420/421/422EPON終端3.

ZXA10

F425Network

Interface1

EPONport1.25Gbit/s

downstream

with

1490

nm

wavelength1.25Gbit/s

upstream

with

1310

nm

wavelengthThird

wavelength

with

1550

nm

for

videoapplicationSubscriber

Interface4

10/100Base-Tinterfaces2

POTS

ports1

FXO emergency

interface1

RF

coaxial

connector

forvideoPhysical

specificationDimensions:

185

mm

(W)×

35

mm

(H)

×

260

mm(D)EPON終端4.

ZXA10

F429[SBU]Network

Interface1

EPONport1.25Gbit/s

downstream

with

1490

nm

wavelength1.25Gbit/s

upstream

with

1310

nm

wavelengthSubscriber

Interface2

10/100/1000Base-TInterfaces4

10/100Base-Tinterfaces4

E1

interfacesPhysical

specificationDimensions:

185

mm

(W)×

44

mm

(H)

×

290

mm(D)EPON

終端匯總ZTE

EPON

ONTEquipmentsPart

NumberModuleEPONports10/100Base-T10/100/1000Base-TVOIPPOTSVideoRFWiFi802.11b/gE1/T1ADSL2+/VDSL2Dimensions(W*H*D)D400SFU14185*224*60mmD420SFU142210*245*76mmD421SFU141210*245*76mmD422SFU1421210*245*76mmF401SFU11185*224*60mmF425SFU1421185*35*260mmF429SBU1424185*44*290mmF820MTU224216482.6*44.4*250mmZXDSL

9806HMDU1196/64482.6*88.9*240mmZTE

GPON系統(tǒng)GPON

系統(tǒng)組網(wǎng)圖ZTE

GPON

系統(tǒng)OLT

系統(tǒng)結構交換控制板（備）數(shù)據(jù)交換模塊TDM交叉模塊系統(tǒng)控制模塊交換控制板（主）數(shù)據(jù)交換模塊系統(tǒng)控制模塊GPON

板EPON

板以太網(wǎng)接口板TDM接口板（CES）時鐘模塊TDM接口板（NATIVE）電源板（備）電源板（主）ONU

系統(tǒng)結構SFUONU系統(tǒng)結構SBUCES以太網(wǎng)交換芯片GPONMACPHYE1

1E1

4FE/GECPU時鐘處理ONU系統(tǒng)結構GPONMACFPGAL2處理POTS

處理電路POTS

處理電路XDSL處理電路XDSL處理電路MDU9806HGPON

線卡原理TM下行隊列調(diào)度FTTC

模式基于PON口的調(diào)度每PON口8個隊列支持SP+WRRFTTH

模式支持基于ONU的調(diào)度，ONU內(nèi)SP+WRR，ONU間WRR單播組播間SP+WRRGPON系統(tǒng)對多業(yè)的支持對以太網(wǎng)業(yè)務的支持UNI---ETHERNETethernetbridge802.1p/qethernet802.1adGEMGEMethernetRouter

orBNGGTCGTContOLTRouter

or

BNTFigure

uni

is

ethernet

interfaceONUGpon線卡GCSA

（交換板）EIGROUTEROrBNGGPONethGe/10GEGPON系統(tǒng)對多業(yè)的支持E1（T1）業(yè)務支持(1)

SNI

is

ethernetE1bridgePWE3/MEFethernet802.1adGEMGEMethernetRouter

orBNGGTCGTContOLTRouter

or

BNTFigure

uni

is

e1,

sni

isethernetSBUMTUGpon線卡GCSA

（交換板）EIGROUTEROrBNGGPONE1Ge/10GEGPON系統(tǒng)對多業(yè)的支持(2)

SNIisstm-1ontOLTE1bridgePWE3/MEFethernetPWE3/MEFGEMGEME1SDH

transportGTCGTCVC12/STM-1Figure

uni

is

e1,

sni

is

stm-1SBUMTUGpon線卡GCSA

（交換板）CL1AROUTEROrBNGGPONE1STM-1GPON系統(tǒng)對多業(yè)務的支持(3)

SNIisE1E1bridgePWE3/MEFethernetPWE3/MEFGEMGEME1SDH

transportGTCGTContOLTSDHFigure

uni

is

E1,

SNI

is

E1SBUMTUGpon線卡GCSA

（交換板）CE1BROUTEROrBNGGPONE132*E1GPON系統(tǒng)對多業(yè)務的支持VDSL業(yè)務的支持VDSLbridge802.1p/qethernet802.1adGEMGEMethernetRouter

orBNGGTCGTContOLTRouter

or

BNTFigure

UNI

is

vdsl,

sni

is

ethernetMDU9806Gpon線卡GCSA

（交換板）CL1AROUTEROrBNGGPONVDSLSTM-1GPON系統(tǒng)對多業(yè)務的支持UNI----POTSontOLTRouter

or

switchpotsvoip802.1p/qbridgeethernetethernet802.1adGEMGEMethernetRouter

orswitchGTCGTCFigure

uni

is

pots,

sni

is

ethernetMDU9806Gpon線卡GCSA

（交換板）EIGROUTEROrBNGGPONPOTS10G/GEGPON系統(tǒng)的保護GPON接口的保護（1）TPYE

B+SNI

trunkingREIGEIG交

換板PON板PON板選擇器ONUE1/T1GPON

系統(tǒng)保護Type

c

+trunkingREIGEIG交換板PON板PON板選擇器ONUE1/T1SNIPON

段CES的概念電路仿真(Circuit

Emulation

service，CES)：

就是通過異步網(wǎng)絡傳送同步電路，如E1/T1。簡稱：CESoP最初是用于在ATM上仿真E1/T1,現(xiàn)在已經(jīng)將CES擴展到IP/Ethernet網(wǎng)絡CES的基本思想基本思路是通過分組交換網(wǎng)“挖掘”一個管道------TDM

電路（例如T1

或E1），從而使電路兩端的TDM

設備認為自身連接的是TDM網(wǎng)。由于是由分組交換網(wǎng)（PSN）來模仿TDM電路的行為；因此稱為“電路仿真”透明傳送，定時信息不丟失（TDMTraffic—With

Timing—over

PacketSwitched

Network）CESoP的網(wǎng)絡用戶駐地網(wǎng)PSTNCES設備extensions模擬用戶線T1/E1T1/E1extensions模擬用戶線T1/E1CES設備AN/SWSWPSNCES相關標準MEF（Metro

Ethernet

Forum）：研究結構化和非結構化的PDH或SDH業(yè)務在以太網(wǎng)上進行電路仿真的實現(xiàn)方法（MEF8）CES相關標準IETF（Internet

Engineering

Task

Force）：PWE3工作組，負責制定分組交換網(wǎng)（PSN）上仿真網(wǎng)絡業(yè)務的機制。被仿真的網(wǎng)絡業(yè)務包括數(shù)字TDM專線、幀中繼（FR）、ATM信元和ATM適配（AAL）、Ethernet和Ethernet

VLAN、HDLC、PPP等(PWE3workinggroup)CES相關標準ITU-T（International

TelecommunicationUnion）：SG13提議的標準Y.1413是關于在MPLS網(wǎng)絡上實現(xiàn)TDM的建議。定義了通過MPLS網(wǎng)絡承載電路業(yè)務的格式；規(guī)定了TDM-MPLS網(wǎng)絡互通的必要功能要求。支持結構化和非結構化的TDM仿真。(SG13Q5)CES相關標準MPLS與幀中繼聯(lián)盟(MFA)：TDM仿真的實現(xiàn)協(xié)議MFA8.0.0。規(guī)定了通過MPLS網(wǎng)絡承載TDM電路仿真的封裝格式、連接的建立與拆除等；還簡化了通過MPLS承載TDM傳輸?shù)膯栴}，允許運營商向同時提供語音、視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務的單一、融合的網(wǎng)絡轉移。CESoETH的包結構（MEF8）TDM凈荷TDM凈荷RTP(選項)封裝層偽線控制字仿真電路標志符(ECID)復接層EtherTypePSNVLAN

Tags(選項)MAC

源地址MAC

目的地址EtherType：使用使用IEEE分配的0x88D8ECID：4個字節(jié)。在同一個MAC地址下，每一條被仿真的電路必須使用唯一的ECID值；保留域（比特20至31）需設成0x102，在接受端被忽略；CESoIP的包結構（PWE3

一種）復接層封裝層TDM凈荷PSNTDM凈荷偽線控制字UDP

或L2TPv3(偽線標識)IPv4或IPv6數(shù)據(jù)鏈路層物理層UDP端口號或者L2TP會話號（session

ID）用于區(qū)分偽線。RTP頭必須處在UDP/L2TPv3頭和偽線控制字之間；這種安排是為了符合RTP在IPv4/IPv6協(xié)議上的傳統(tǒng)用法RTP(選項)CESoMPLS的包結構（ITU-T

Y.1413

）復接層封裝層TDM凈荷PSNTDM凈荷RTP(選項)MPLS(內(nèi)層標記/偽線標識)MPLS(外層標記)數(shù)據(jù)鏈路層物理層如果有RTP頭，RTP頭必須處在偽線控制字和TDM凈荷之間。這種安排使得偽線在MPLS網(wǎng)可安全通過ECMP協(xié)議。偽線控制字TDM接口發(fā)送時鐘選擇Data

InBufferPLLTransmit

RateData