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1、XPON基础知识培训,2011年9月,宽带接入技术概述,目 录,PON设备故障处理,无源光网络PON概述,ONU设备介绍,ODN相关介绍,电信网组成,驻地网,接入网,核心网,UNI,SNI,CPN：驻地网,UNI：用户网络接口,SNI：业务网络接口,按照服务范围、网络拓扑和接入逻辑，把现代通信网划分为：核心网（骨干网）、接入网、用户驻地网。,ADSL2+,PON,ADSL2+VDSL2,Centre office,Home,VDSL2,ONT,ADSL2+,10/100Base-T,1 km,2 km,IP DSLAM,GE,Curb,Building,GE,FTTC,FTTB,FTTB,FT
2、TH,ADSL2+VDSL2,GE,FTTB,DSL,FTTX场景分析,目 录,PON设备故障处理,无源光网络PON概述,ONU设备介绍,宽带接入技术概述,ODN相关介绍,提 纲,PON的定义PON技术分类PON的应用和发展趋势,Passive Optical Network 无源光网络,OLT,ONU,Optical Line Terminal 光线路终端,Optical Network Unit 光网络单元,Passive Optical Splitter 无源分光器,PSTN,Internet,CATV,ONU,ONU,PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络； PON由光线路终
3、端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（ Optical Network Unit） 和光分配网络ODN（Optical Distribution Network）组成；,Passive Optical Splitter 无源分光器,什么是PON?,PON的定义和组成,PON（Passive Optical Network）无源光网络的定义 PON是一种应用于接入网，局端设备（OLT）与多个用户端设备（ONU/ONT）之间通过无源的光缆、光分/合路器等组成的光分配网（ODN）连接的网络。在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的ODN (光分配网络)
4、没有任何有源电子设备的光接入网。 无源光网络的构成OLT（Optical Line Terminal）光线路终端ONU（Optical Network Unit）光网络单元ONT（ Optical Network Terminal）光网络终端ODN（Optical Distribution Network）光分配网,OLT（光线路终端 Optical Line Terminal）将承载各种业务的信号进行汇聚以便向终端用户传输。将终端用户的信号按照业务类型分别送入各种业务网中。可分为三部分核心部分：包括汇聚分发、业务处理和ODN适配功能业务部分：提供业务接口功能，包括接口适配、接口保护等公共部分
5、：包括供电与OAM等功能,OLT基本功能特点,ONU（光网络单元 Optical Network Unit）处于网络接入层的尾端,放在用户侧，接入用户终端。方便灵活的组网应用,主要用于FTTH/FTTB/FTTC应用简便快捷的安装高可靠性和可维护性,ONU基本功能特点,ONU设备类型,ONU设备类型MDU:多住户单元型，分为两大类，一类是提供DSL用户接口的ONU，另一类是同时提供五类线接口和电话业务接口（POTS接口）的ONU，二者都主要面向个人用户提供数据/语音业务 MTU:多商户单元型，主要面向租用线客户提供数据专线或电路专线业务，MTU与MDU的主要区别在于是否支持E1业务 SFU：单
6、住户单元型，主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终端功能，具有1或4个以太网接口，支持数据、VoIP语音业务 SBU：单商户单元型，主要用于单独企业用户和企业里的单个办公室 ，SBU与SFU的主要区别在于是否支持E1业务 HGU：家庭网关单元型，一般具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少1个USB接口，支持数据、VOIP语音、CATV业务。,ODN主要由光纤/光缆和无源光器件组成，包括但不限于以下几类： 光纤/光缆分光器光连接器光缆交接箱光缆分纤盒/光缆接头盒楼道综合信息箱/用户综合信息箱/光纤信息面板,ODN基本组成,PON的定义和组成（续）,PON单纤双向传输机制,PON系统采用WDM
7、技术，实现单纤双向传输。为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：下行数据流采用广播技术；上行数据流采用TDMA技术。,1490nm,1310nm,广播方式：下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。,GPON原理-下行数据,TDMA方式：GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路被分成不同的时隙，ONU按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。,GPON原理-上行数据,GPON关键技术,GPON保护,光模块突发控制,上行动态带宽分配,GPON技术,为什么要测距？,各个ONU和OLT的
8、距离都不一样，光信号在光纤上的传输时间不一样，到达各ONU的时刻不一样。OLT给每个ONU分配不同的时隙来发送上行的数据，如何保证各ONU能够精确定位时隙？多个ONU的上行数据如何不冲突，实现帧同步？,OLT,ONU1,ONU2,ONU3,ONU4,测距原理,测距的过程：OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD（Round Trip Delay），计算出每个ONU的物理距离然后指定合适的均衡延时参数EqD（Equalization Delay）Ranging的过程需要开窗，即Quiet Zone，暂停其他ONU的上行发送通道。OLT开窗通过将BWmap设置为空，不授权任何时隙
9、来实现。,如何测物理距离？,OLT通过Ranging获取ONU的往返延迟RTD（Round Trip Delay），计算出每个ONU的物理距离,RTD1=10us，计算距离1km,RTD2=20us，计算距离2km,RTD3=30us，计算距离3km,ONU1,ONU2,ONU3,测距的结果,通过RTD和EqD，使得各个ONU发送的数据帧同步，保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突相当所有ONU都在同一逻辑距离上，在对应的时隙发送数据即可。,RTD1EqD1,RTD2 EqD2,RTD3 EqD3,ONU1,ONU2,ONU3,1,2,3,冲突,1,2,3,ONU的激活进程,激活进程在
10、OLT控制下工作，ONU应答OLT启动的消息。激活进程的大致步骤为：OLT开窗广播给所有ONUONU上报序列码给OLTOLT分配ONU ID给ONUOLT和ONU进行测距（计算出TRD和EqD）OLT创建OMCI管理通道OLT请求密码（可选)ONU上报密码（可选)注册成功,测距确认,请求SN,GPON关键技术,GPON保护,光模块突发控制,测距,GPON技术,0# ONT,0# ONU,1# ONU,0# ONT,0# ONU,1# ONU,光模块突发控制技术突发发射,快速开启和关断能力消光比大（10dB）,光模块突发控制技术突发接受,有快速AGC,无快速AGC,连续接收模块,突发接收模块,快
11、速AGC Automatic Gain Control (动态范围 20dB) 快速时钟恢复,GPON关键技术,GPON保护,光模块突发控制,测距,GPON技术,DBA概念,什么是DBA?DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽分配)DBA是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制为什么需要DBA？ 可以提高PON端口的上行线路带宽利用率 可以在PON口上增加更多的用户用户可以享受到更高带宽的服务，特别是那些对带宽突变比较大的业务,DBA的实现过程,OLT内部DBA模块不断收集DBA报告信息，进行相关计算，并将计算结果以BW M
12、ap的形式下发给各ONU。 各ONU根据BW Map信息在各自的时隙内发送上行突发数据，占用上行带宽。,DBA算法逻辑,DBA报告,BW Map,Time slot,T-CONT,T-CONT,T-CONT,ONU的调度器,ONU,OLT,控制平面,数据平面,GPON关键技术,光模块突发控制,测距,上行动态带宽分配,GPON技术,IFpon,IFpon,IFpon,2：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,Type B OLT端口备份,IFpon,IFpon,IFpon,IFpon,1：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,备用光纤,Type A 光纤备份,GPON网络保护Type A
13、/B,设备没有任何备份措施. 主干光纤故障后，由人工切换至备用光纤.业务肯定中断，中断时间取决于线路恢复时间.如果到用户的线路故障，业务就会中断，无法备份。,OLT设备上有两个GPON接口. 此种保护方式仅限于主干光纤出现故障时，系统会自动切换到备用系统，实现了对骨干光纤的保护。保护对象仅限于OLT与ODN之间的光纤故障和OLT单板硬件故障,IFpon,IFpon,IFpon,2：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,Type C 全备份方式,IFpon,IFpon,IFpon,2：N分光器,GPON网络保护Type C,OLT和ONT上均有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在1
14、:1模式下。此种保护方式一种全保护光纤倒换方式，OLT与ONU之间有完全不同的两条通路，可以保证各种故障都得到恢复 。当ONU的主用PON口或用户线路故障时，ONU会自动将业务倒换到备用PON口上，业务通过备用线路和OLT的备份端口上行。业务基本不会中断。实现难度较大，成本较高。其中一个端口试种处于空闲状态，造成系统带宽利用率低。,IFpon,IFpon,IFpon,2：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,Type D 混和备份方式,IFpon,IFpon,2：N分光器,1：2分光器,1：2分光器,GPON网络保护Type D,OLT上有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在11
15、模式下。此种保护方式一种全保护光纤倒换方式，OLT与ONU之间有完全不同的两条通路，可以保证各种故障都得到恢复，包括无源分光器故障，链路都可以自动恢复 。此种网络中支持ONU混合方式，可以是带一个PON口的，也可以是带两个PON口的，根据用户的实际需要选择。实现难度较大，成本较高。,PON组网方式,星型组网,总线型组网,树形组网,FTTH,FTTB,FTTO/C,PON技术的优势,相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。PON结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本的节省很大无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件
16、恶劣的地区使用。 PON系统对局端资源占用很少，系统初期投入低，扩展容易，投资回报率高提供非常高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。GPON则是高达2.5Gb/s的带宽。服务范围大。PON作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省CO的资源，服务大量用户。用户共享局端设备和光纤的方式更是节省了用户投资。带宽分配灵活，服务有保证。G/EPON系统对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。,提 纲,PON的定义PON技术分类PON的应用和发展趋势,PON技术概述,相同的拓扑P2MP光纤,APON,EPON,GPON,封装协议不
17、同,FSAN提出，ITU-T标准化；ATM封装；目前标准化最完善；没有得到市场认可。,IEEE EFM工作组标准化，编号802.3ah；以太网封装；国内标准已经制定完成；产品开始在市场上迅速应用。,FSAN提出，ITU-T标准化 G.984.x；GEM封装；标准已经完成；支持厂家较少。,EPON技术,在EPON中，根据IEEE802.3以太网协议，传送的是可变长度的数据包。由于以太网适合携带IP业务，与APON相比，极大地减少了传输开销。EPON能够提供高达1.25Gbit/s的上下行带宽。传输距离最大10-20KM。支持的光分路比大于32。,GPON技术,GPON技术针对1Gbit/s以上的
18、PON标准，除了对更高速率的支持外，还是一种更佳、支持全业务、效率更高的解决方案。引入通用成帧协议(GFP) ，能将任何类型和任何速率的业务进行原有格式封装后经由PON传输，而且GFP帧头包含帧长度指示字节，可用于可变长度数据包的传递，大大提高了传输效率。因此能更简单、通用、高效地支持全业务。GPON提供1.244和2.488Gbit/s的下行速率和所有标准的上行速率。传输距离可达20KM(逻辑60KM)。支持的光分路比最高在64-128之间。,GPON技术,与EPON力求简单的原则相比，GPON更注重多业务和QoS保证；能够简单、通用、高效的透明传送各种业务；具有前所未有的高比特率、高带宽；
19、非对称特性更能适应未来的FTTH宽带市场；传输距离更远、覆盖范围更广。但是GPON标准复杂且开发较晚，技术基本成熟，其成本相对EPON略高，目前已经开始商品化使用。,PON技术基本比较,提 纲,PON的定义PON技术分类PON的应用和发展趋势,PON发展趋势,EPON简单、高速、成本低、用户面广，技术、产品相对GPON成熟，是中近期可以大力发展的无源技术。GPON透明传输、高速高效、电信级服务，是发展的趋势，但成本相对高，商业化程度低，是中远期大力发展的无源技术。GPON的市场定位与EPON不同，两者相互补充的。,目 录,PON设备故障处理,无源光网络PON概述,ONU设备介绍,宽带接入技术概
20、述,ODN相关介绍,目 录,ONU 故障处理概述ONU故障处理方法ONU典型故障分析,目 录,ONU 故障处理概述ONU故障处理方法ONU典型故障分析,PON故障处理流程,初步定位故障位置,检查ONU,检查OLT,开始,结束,检查线路状况,检查上层设备,PON网络故障概述,PON网络故障排除中常用的四段分析法：用户段，配线段，馈线段，上行网络段。,PC,ONT&MDU,OLT,干路故障,用户终端故障,IP,支路故障,BRAS,网络侧故障,LS,初步定位故障位置,分析方法：仪表分析,利用各种仪器、仪表取得实际的各种性能参数，对照正常的参数值，定位和排除故障。在故障处理中常用的仪器、仪表包括：光功
21、率计OTDR万用表可调光衰减器,如何迅速定位故障,故障范围：故障范围是故障定位最直接有效的信息；硬件状态：由表及里，由浅入深的进行故障排查；数据配置：丝毫的数据疏漏都会导致业务不通；终端状态：确定是否终端故障最直接的依据；功率检测：排除光功率故障最直接有效的方法；设备版本：设备自身限制导致的故障；协议信令：找出故障原因的杀手锏，直接看信令交付过程。,单个用户故障，可侧重分析考虑光功率及终端信息。单PON口用户故障，可侧重分析考虑PON口，馈线光缆及流氓ONT信息。,目 录,ONU 故障处理概述ONU故障处理方法ONU典型故障分析,检查设备运行状态,1、检查主控板的运行灯状态。 正常情况下：RU
22、N ALM绿灯1s亮1s灭，周期闪烁，ACT灯常亮。如果出现异常，请检查主控板是否接触良好。2、检查业务板的运行灯状态。 正常情况下：RUN ALM绿灯1s亮1s灭，周期闪烁。如果出现异常，请检查业务板是否接触良好。3、检查PON接口灯状态。 正常情况下：ONT在线时，PON接口的绿灯常亮 。如果出现PON口灯不亮，请检查光口激光器是否打开。如果被关闭，在xPON模式下，使用port laser-switch on命令打开。,检查光纤及光模块,检查内容：光纤是否插好 光纤是否弯曲严重光纤是否有断纤平均发送光功率是否正常 接收光灵敏度是否正常光纤及光模块接口是否清洁,注意：检查光纤及光模块的过程
23、中，注意不要直视光口，以免灼伤眼睛！,检查ONU指示灯,目 录,ONU 故障处理概述ONU故障处理方法ONU典型故障分析,ONT常见故障汇总,误接光电转换器导致不能上线,故障现象下挂所有的ONT频繁上、下线，时间不固定，ONT ID也不固定，有时候是这几个，有时候是另外几个。 组网OLT-1：16分光器-N个ONU故障分析1、GPON单板问题2、分光器问题3、主干光路问题4、“流氓”ONT问题导致,误接光电转换器导致不能上线（续）,操作步骤1、更换GPON板，问题没有解决，仍然存在大量告警2、更换分光器，问题没有解决，仍然存在大量告警3、在分光器下行口测试下行光功率，平均在-12dbm左右，也
24、在ONU可接受范围之内。4、在分光器位置，把所有ONT的光纤全部拔掉，然后一个一个的接上去，当接到其中一个的时候，就开始大量上报上述告警，现场工程师立即把这个ONT甩开，甩开之后，其它ONT陆续上线，并一直运行正常。然后顺着这个有问题的ONT尾纤，一路检查过去，发现ONT的安装位置并没有接PON终端，而是接了一个光电转换器。 总结因为光电转换器是长发光的，而我们的PON系统要求ONT上行是时分复用，这样光电转换器的长发光影响了其它ONT上行发光，导致OLT收到ONT的光信号之后，校验出错，从而进一步影响ONU上线。,流氓ONU导致用户注册失败,故障现象OLT下一个PON口下的ONU当发生掉电或
25、者复位系统后，ONU出现无法注册成功的问题。OLT为MA5680T，该PON口下的ONU类型包括HG813、MA5606T和MA5620G。 故障分析1、GPON单板故障。2、现网光路不稳定。3、ONU终端存在问题。,流氓ONU导致用户注册失败 （续）,处理过程1、现场更换GPON单板，故障现象依然存在，排除单板故障原因。2、把定位方向重点放在光路的检查上，现场发现一个ONU的的接收光功率为-25.35dbm（1490nm），而在同一个分路器下，其它3个ONU的接收光功率分别为-18dBm、17dBm、-19dBm，同一分光器下为什么多了8db的衰减？测量该ONU跳纤(1.5米左右)的入口光功
26、率和出口光功率,衰减9db左右，再进一步测试该ONU发送光功率为1.31dbm，通过命令无法关闭此ONU的发光，此时故障已清晰，该ONU由于故障出现常发光，业界称之为流氓ONU，因为流氓ONU的对应的链路损耗比其它ONU大9dB左右，不会完全导致其它ONU无法注册，出现ONU当发生掉电或者复位系统后不能注册的问题。3、更换故障ONU后业务正常。 总结在发放业务之前一定要按照ODN链路检测标准操作；确保接入的ONU为正常ONU，否则可能大面积影响业务。,ONT长发光导致系统瘫痪,故障现象发现某个PON口下面只有一个ONT在线。故障分析1、从局端看，某个PON口下只有一个ONT终端。2、断开该终端
27、ONT（要断开线路或切断该终端ONT电源），如果此时该PON口下其他用户都能正常工作，一般可以断定是该终端ONT长发光或者该线路有一个长发光的1310nm的光源（属于恶意入侵系统）。操作步骤1、更换为正常的ONT或切断该终端线路。 2、验证发现其他ONT在线，问题解决。 总结如果某个ONT的光模块故障，处于常发光状态，则会占用全部上行时隙，导致和此ONT位于同一PON口下的其他ONT全部瘫痪。这类现象只有在ONT光模块出现异常或者个别用户恶意入侵系统才会发生。,光衰减过大导致ONT无法自动发现,故障现象ONT各指示灯正常，打开OLT端口的自动发现功能，OLT无法自动发现ONT。故障分析1、OL
28、T已打开ONT自动发现功能；2、ONT故障；3、光路问题。操作步骤1、ONT各指示灯正常，排除光路不通的可能性。 2、用光功率逐段检测各个连接点的光功率，发现从机房配线架到分光器的一段光纤的光衰达到了-13db。这导致通过分光器后的光衰达到-30db，低于ONT的最低激活光衰（-27dbm），从而导致ONT无法自动发现。更换光纤后故障解决。总结网络情况及光路质量往往是处理问题时容易忽略的地方。,光纤衰减与光功率介绍,目 录,PON设备故障处理,无源光网络PON概述,ONU设备介绍,宽带接入技术概述,ODN相关介绍,1、设备外观与尺寸 MA5616 支持6 个槽位，外形尺寸为 442mm245m
29、m88.1mm（宽深高），不带挂耳； 482.6mm245mm88.1mm（宽深高），带19 英寸挂耳。2、设备配置 MA5616 的0 槽位配置主控板，1 4 槽位为业务板槽位。3、单板 MA5616 单板分为主控板、业务板、电源板和风扇控制板。,一、设备外观与尺寸,单种业务板配置原则： 提供POTS 业务板，支持所有4 个槽位满配。 提供ADSL2+业务板，支持所有4 个槽位满配。 提供VDSL2 业务板，支持所有4 个槽位满配。混合配置原则如下：ADSL2+、VDSL2、POTS 之间都可以混配。,MA5616 设备最大接入用户线的配置如下： 纯POTS 配置，支持AC、DC。最大支持2
30、56 路POTS 用户接入，支持64 路POTSVoIP 同时在线。 纯ADSL2+配置，支持AC、DC。最大支持128 路ASDL2+用户接入。 纯VDSL2 配置，支持AC、DC。最大支持96 路VDSL2 用户接入。 ADSL2+/VDSL2 POTS 典型配置是2ADSL2+/VDSL2 2POTS，支持AC、DC。 ADSL2+/VDSL2 与POTS 板上下配置： ADSL2+ POTS 支持64ADSL2+ 128POTS 用户接入； VDSL2 POTS 支持48VDSL2 128POTS 用户接入；,二、设备配置,三、单板,华为MA5620/MA5626设备介绍,华为MA5620/MA5626设备介绍,图2-10 MA5626 外观图（交流电源输入，24FE，GPON 上行）,图2-1 MA5620 外观图（交流电源输入，24FE+24POTS，EPON 上行）,一、设备外观,二、面板指示灯,三、设备配置,五、光纤型号,中兴F820设备介绍,一、设备面板图,中兴9806H设备介绍,光功率与分光器衰耗表,
