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1、,GPON技术交流,了解GPON的概念及发展背景学习GPON的基本原理学习GPON的关键技术我司GPON产品和解决方案了解PON的发展趋势,内容提纲,内容提纲,PON基础知识回顾,FTTH技术分类,FTTH是接入网中一类技术的总称，具体的选项很多。,PON vs.点到点光纤以太网,点到点以太接入N根光纤，2N个光收发器管理独立小区交换机接入只需铺设1或2根光纤到小区2N+2个光收发器设备占用局端机房空间小在传输过程中需要有源设备设备分级管理PON的接入方式只需铺设1或2根光纤到小区需N+1个光收发器设备占用局端机房空间最小传输中不需有源设备设备集中管理,以32个结点为例,32/64根光纤64个
2、收发器,P2P,P2P,1/2根光纤66个收发器,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,NGN/IMS,Internet,CATV,ONU,ONU,PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；PON由光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（Optical Network Unit）和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成；,Passive Optical Split
3、ter 无源分光器,PON技术结构,熔锥型,光波导型,点对多点光纤接入技术,两种常用的无源光分路器（Splitter）：,器件功能：将一路输入光信号进行光功率分割，分成多路输出（可以等分，也可以按照需要定制功率分配比）典型的分路器实现1：2到1：32的分光器件特点：无源器件，不需要供电，环境适应能力较强,两种常见的分路器,熔锥型分路器优点：技术成熟，成本低。分光比可以根据需要制作，可制作不等分分路器。缺点：损耗对光波长敏感。均匀性较差，不能确保均匀分光，可能影响整体传输距离。插入损耗随温度变化变化量大（TDL）多路分路器（如116、132）体积比较大，可靠性也会降低，安装空间受到限制。,平面光
4、波导功率分路器（PLC）优点：损耗对传输光波长不敏感。分光均匀。结构紧凑，体积小。单只器件分路通道很多，可以达到32路以上。多路成本低，分路数越多，成本优势越明显。缺点：器件制作工艺复杂，技术门槛较高。相对于熔融拉锥式分路器成本较高，特别在低通道分路器方面更处于劣势。,两种分路器的比较,ODN的确切含义,ODN是IFPON接口之间的所有线路设施的总称，不等同于分路器。,11,核心层,业务层,汇聚层,接入层,城域骨干网,BRAS,MAN SR,SR,骨干网,宽带接入网,核心路由器（可级连）,骨干网,终端,城域网,FTTH,FTTB,终端,PON接入网模型,12,FTTX组网模式,Internet
5、,NGN/IMS,CO,Home,Curb,Build,OLT,FTTH,FTTB+LAN,FTTC+DSL,光纤,光纤,光纤,五类线,双绞线,SNI,UNI,Fiber To The Home,Fiber To The Build,LAN,Fiber To The Curb,xDSL,CATV,NT,FTTC+EoC,光纤,同轴电缆,Fiber To The Curb,EoC,NT,FTTB+WLAN,光纤,WLAN,Fiber To The Build,PON技术分类,国际标准,IEEE 802.3ah,国际标准,国际标准,国际标准,尚无标准,ITU-T G.982,国家标准,国家标准,国
6、家标准,国家标准,尚无标准,NPON,APON/BPON,GPON,EPON,WDM-PON,PON,国内FTTX发展历程,FTTX概念兴起,PON产品进入商用化在广东、上海、湖北、北京四省市进行首次试点初期主要针对别墅小区、公寓的FTTH多业务接入,业务模式摸索阶段主要面向密集小区、商业楼宇的宽窄带接入,国内电信运营商开始规模推进FTTB建设EPON、GPON技术选择观望阶段,国内运营商大力推进光进铜退FTTB和农村信息化建设需求爆炸式增长,FTTB+LAN/FTTC+DSL成为主流EPON产业链率先成熟，开始规模应用,国内PON网络的用户端口数已经突破3000万EPON，GPON进入规模商
7、用、10GEPON进入商用FTTB、FTTC仍占据PON建设的90，FTTH开始上量部署,2005现场实验阶段,2006年技术选择阶段,2008年规模启动阶段,2010年大规模商用阶段,内容提纲,PON基础知识回顾,16,GPON TC层规格要求GTC复用结构及协议栈介绍GTC帧结构介绍ONU注册激活流程DBA规格要求告警和性能,GPON网络结构GPON网络参数说明保护倒换组网要求,OMCI消息结构介绍OMCI设备管理框架OMCI实现原理简述,PMD层规格要求2.488Gbps下行光接口参数规格要求1.244Gbps上行光接口参数规格要求物理层开销分配,GPON标准协议,增强波长范围WBF波长
8、过滤器功能,GPON国家标准,GPON工作原理下行数据,广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过ONU ID来区分不同的ONU的数据，ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。,19,GPON工作原理上行数据,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，根据下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙。,协议层模型,上层协议,OMCI,上层协议,TC适配子层,TC成帧子层,PMD层,PON媒质,PMD 物理媒介相关层Physical Medium
9、 Dependent提供在PON媒质上传输信号的手段，中的相关规定，包括上下行速率、工作波长、双工方式、线路编码、链路预算等,TC 传输汇聚层Transmission ConvergenceGPON技术的核心，中的相关规定，包括帧结构、DBA、ONU激活、OAM功能、安全性等,OMCI 管理控制接口ONU Management and control Interface 提供对ONU进行远程控制和管理的手段，在和G.988中的相关规定,GPON速率,GPON支持不对称线路速率，下行2.488 Gbit/s，上行1.244 Gbit/s。GPON采用125s定长的帧结构，每秒8千帧。下行帧长度为
10、38 880字节，上行帧长度为19 440字节,帧频=1/帧时长 8000帧/秒=1/125s速率=帧长x帧频 上行：19440字节x8x8000=1.24416 Gbit/s下行：38880字节x8x8000=2.48832 Gbit/s,GPON光接口,波长划分下行波长范围为14801500nm上行波长范围为12601360nm接口规格中规定了三种GPON接口规格 Class A 链路预算 520dB Class B 链路预算 1025dB Class C 链路预算 1530dB现用规格修订1中规定 Class B+1328dB Class C+1732dB缩减波段中规定上行波长范围为12
11、901330nm,1490 nm down,1310 nm up,ONU,OLT,内容提纲,PON基础知识回顾,突发模式的光模块概念,在常规的光通信中，光信号是连续的，即是没有数据，也在发送特定的信号模板；在PON中不能这样，每个特定时刻必须只能有一个ONU发送上行数据才能正常通信，所以PON中需要突发光模块。ONU发送端：开关时间要求很短OLT接收端：适应不同强度的信号（差别很大）,突发模式光模块的设计难点示意,ONU激活,ONU的七种状态O1 初始状态 Initial StateO2 待机状态 Standby StateO3 序列号状态 Serial_Number StateO4 测距状态
12、 Ranging StateO5 运行状态 Operation StateO6 POPUP状态 POPUP StateO7 紧急停止状态 Emergency Stop State,下行有效帧,上行开销帧,上行空闲分配帧,序列号请求,序列号分配,序列号请求响应,上行空闲分配帧,测距请求,测距结果,序列号响应,O1,O2,O3,O4,O5,O6 处于O5的ONU检测到LOS或LOF告警后进入该状态，当主干光纤中断时，所有ONU进入O6，如果支持保护倒换，则OLT将所有ONU倒换到备用光纤上，此时OLT发送广播POPUP消息通知所有ONU进入O4。,测距,OLT与各ONU间的环路时延不同：各 ONU
13、距 OLT的光纤路径不同各ONU元器件的不一致性环境温度的变化和器件老化，环路延时也会发生不断的变化测距是保证PON系统内ONU上行方向不发生时隙冲突的基础测距包括静态测距和动态测距：静态测距：用在新的ONU安装调试阶段、停机的ONU重新投入运行时，通过开窗测距技术获得往返时延，并对时延差异进行补偿动态测距：应用于系统运行过程中，通过检测往返时延的变化对温度、光电器件老化等因素的影响进行补偿测距要求测距精度高，一般要求在全 12bit内测距过程对运行中的其它ONU的影响最小，保证运行业务的QOS测距范围大，即能提供的均衡延时大,动态带宽分配（DBA）机制,相对于静态带宽分配（SBA），DBA是
14、指OLT基于用户的业务等级协议（SLA），结合ONU的本地队列状态的汇报（Report帧中的Queue n Report）或者业务预测动态的给ONU发布上行业务授权优点：实现高效的上行带宽利用率和服务质量保证DBA是采用轮询ONU的方式，例如每1ms给该PON下所有ONU各分配一次grant（每个ONU的grant的大小可能是不同的）。Cycle time对上行业务时延有一定影响DBA的具体要求：业务透明低时延和低时延抖动公平带宽分配健壮性好实时性强,内容提纲,PON基础知识回顾,系统容量优势：强大背板交换容量976G，背板总线带宽3.25T；支持高密度4/8PON口板；提供万兆高速上联板卡：
15、1*10GE+4*GE,2*10GE+2*GE,6*GE（光、电可选)；支持STM-1/E1专线上行接口、支持最大168GE专线下行接口；1:32/64/128光分路比、支持超长传输距离、支持CLASS B+C+光模块；,设计特点：超薄尺寸设计(mm)：480540270；标准19英寸结构支持16业务槽位；全前插板、前出线设计；支持所有板卡、PON光模块热插拔；高可靠性，支持所有核心部件的冗余；,系统升级优势：支持G/EPON板卡混插；支持2.5G EPON接口板；预留支持10G EPON WDM PON；,AN5516-01,机架式OLT设备,业界领先的OLT平台,接入层OLT设备小个子、大
16、能量,设备硬件尺寸：AN5516-06:480 230 265;高度为6U；设备功耗：单子框满配置功耗仅450W。,支持所有PON技术,支持EPON、GPON，10G EPON,可扩展性强，所有板卡都可以混插,全面兼容,上联盘，PON卡，主控盘和AN5516-01一致，真正全面兼容,一体化设计,体积小巧，适应各种应用环境，电源1+1保护，可室外机柜安装,光纤到居民用户场景GPON,AN5506-04-B 4FE 2POTS,AN5506-04-A 4FE,AN5506-01-A 1GE,AN5506-04-C 4FE 2POTS 1CATV,AN5516-01,Splitter,ANM2000
17、,IPTVServer,SoftSwitch,ONU,STB,IPTV,Phone,PC,HGU,PC,FTTH,SFU（Single Family Unit）单住户单元型ONU,HGU（Home Gateway Unit）家庭网关,HG266 4FE 2POTS AP外置,HG260 4FE 2POTS 1WLAN,AN5506-01-B 1FE+1POTS,AN5506-04-F 4FE 2POTS 1WIFI,光纤到居民用楼场景,FTTB,ONU,STB,IPTV,Phone,PC,ONU,HGU,STB,PC,PC,AN5516-01,Splitter,ANM2000,IPTVServ
18、er,SoftSwitch,MDU（Multi-Dwelling Unit）多住户单元型,AN5506-09,AN5506-07,AN5506-10,光纤到办公室场景,AN5516-01,Splitter,ANM2000,IPTVServer,SoftSwitch,FTTO,SBU,PC,PC,Server,PC,FAX,MTU,提供16FE+4E1接口，全前出线，双电源设计专利TDM盘优化设计，提供稳定高效的专线业务；配合OLT上的STM-1上联板接入MSTP网络，提供E1专线、V.35/DDN等专线业务，应用场景:企业专线接入、也可用于PBX交换机光纤上联接入。,MTU（Multi-Ten
19、ant Unit）多商户单元型,AN5506-06,FTTB/N+DSL接入模式,AN5516-01,Splitter,ANM2000,AN5516-01,Splitter,AN5006-20,AN5006-20,FTTN,Phone,PC,Phone,IPTV,IPTV,HGU,2U高度插板式产品,支持GPON/EPON/10GEPON上行接口 提供双路电源、双上联PON口、最大支持256线的接入能力 插卡类型：16路FE/4路E1/32路ADSL2+/24路VDSL2/32路POTS/64路POTS 设备密集度高，业务配置灵活，低热量、低功耗、低噪音。,AN5006-20,POE与视频监控
20、,AN5506-04AW,AN5516-01,Splitter,ANM2000,AP,AP,POE,室外型ONU 铸铝外壳、出线接口均采取防水设计；能在室外恶劣的环境下长期可靠工作；电源和以太网接口采用优化防雷电路；温度适应范围：-40+75,一体化POE解决方案 针对WLAN覆盖、视频监控等取电困难场景，开发专用POE型ONU，并在网管上可配置可管理，免去POE交换机或POE模块带来的维护和管理不便,端口模式灵活配置端口使能、供电模式切换、供电阈值控制、供电优先级管理等网管查询以及监控端口当前状态、分级信息、端口功率、整机功耗POE告警信息端口短路、端口状态变化、端口过载等,内容提纲,PON
21、基础知识回顾,总体对比,Gigabit-Capable PON,Ethernet Passive Optical Network,PON,技术要求宽松标准规范灵活使用成熟器件降低设备成本唯美简单光模块封装 调度OAM,技术要求严谨标准规范详尽注重OAM注重Qos清晰严谨光模块封装 调度OAM,TDM PON,ODN,EPON与GPON技术比较,39,PON的技术发展趋势,PON（无源光网络）,TDM PON（时分无源光网络）,FSAN/ITU-TGPON（）NG-PON1NG-PON2,IEEEEPON（IEEE802.3ah）10G EPON（IEEE802.3av）,WDM PON（波分无
22、源光网络）,PON技术发展趋势,高速率 2.5G EPON/10G EPON/XG-PON，对光器件的要求增加长距离 从20km到60100km，扩大了覆盖范围大分路比 从1：32到1：64甚至1：128，增大了覆盖用户数目多波长 WDMPON：容量大（16-40波）、扩展性强、安全性好,10,2,1,Line Rate（GB/s）,2002,0,622Mb/sBPON,2004,1.25Gb/sEPON,2008,2010,2015,WDM-TDMPON,2.5Gb/sGPON,10Gb/sGPON,10Gb/sEPON,WDM PON,PON技术演进路线,下一代PON技术,EPON,GPO
23、N,共存,共存,10G EPON,NG-PON1,WDM-TDM PON将是发展方向,NG-PON2,技术方向不限，不考虑现有的ODN,2004,2010,2011,2015,1G时代,10G时代,后10G时代,下一代PON：WDM PON,无热AWG,光分路器,OLT,ONU/ONT,ONU/ONT,OLT,CO,更高速率 更多传输波长 更广覆盖范围,WDM PON国内进展,烽火通信获得了“低成本的多波长以太网综合接入系统”课题的独家承担资格(课题编号2008AA01A331)。该课题的成功获得，进一步凸现了烽火通信在光接入领域的强大实力，使烽火通信成为唯一一家获得所有光接入863课题（BP
24、ON、EPON和WDM-TDM PON）的项目承担单位。目前该项目已经完成内场测试，2011年将进入正式商用。,节约主干光纤和OSP费用：单纤3240波长,可扩展至80波对速率、业务完全透明：无需任何封装协议，各波长相互独立工作更具安全性：同一PON口下所有ONU物理隔离，不会产生相互影响更易维护：避免OTDR由于高插入损耗对光纤线路测量等的限制更长的传输距离更简单、更易于扩展成本更低,WDMPON和WDMTDM PON技术的研究和开发是2007年11月发布的国家863重大项目“新一代高可信网络”中重点攻关的课题。,WDM-TDM PON 的技术优势,WDM PON进展,2010年7月，已经完成国家863项目在国家宽带接入实验室的内场测试。实验网采用WDM-TDM PON，支持单纤32波，单波支持1.25G/2.5G EPON，支持1：32/64光分路比。今年内，将在上海建设3000 户的试点工程。,谢谢！,
