FTTH技术及设备介绍.

中国电信广东公司综合部1中国电信广东研究院内部资料注意保密FTTH技术及设备介绍广东研究院中国电信广东公司综合部2中国电信广东研究院内部资料注意保密引言中国电信广东公司综合部3中国电信广东研究院内部资料注意保密GoogleFiberforCommunities:Thinkbigwithabig为用户提供1G带宽的超高速接入用于远程医疗、3D医疗图像、高清电视、3D电视等超高带宽应用，实验和开发基于超高带宽接入的各类应用2012年4月，Lightreading报道，Google在美国堪萨斯城的FTTH网络建设已经铺设光纤超过100英里。上个月他们已经获得堪萨斯所在的密苏里州的视频业务许可。中国电信广东公司综合部4中国电信广东研究院内部资料注意保密Verizon宽带网络规划高质量VIDEOSuperHD2160i带宽需求32-60MbpsUltraHD4320i带宽需求256-480Mbps3D技术MPEG2HDTV带宽需求38MbpsSuperDTV带宽需求64-120Mbps，UltraDTV带宽需求512-960Mbps交互式3D技术3D游戏、会议、虚拟旅游、教育等等大带宽驱动力：视频目标：1G/客户需要通过速率的不断提升和网络的持续演进，来满足不断增长的用户带宽需求2012年5月，宣布推出下行300Mbps和上行65Mbps的FiOS宽带业务。Verizon表示他们非常看好视频业务，预计年内视频业务流量会占到网络总流量的一半以上，而几年内更可以增加到90%。中国电信广东公司综合部5中国电信广东研究院内部资料注意保密“三网融合”新政策加速接入网带宽需求2010年1月13日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。2012年5月9日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，研究部署推进信息化发展、保障信息安全工作。会议确定实施“宽带中国”工程，推进城镇光纤到户，实现行政村宽带普遍服务。同时，加速推进三网融合。广电运营商－中国“第四运营商”将是宽带接入市场的强大竞争者。大中城市完成60%有线用户End2010大中城市完成95%有线用户其他城市50%End2011城市地区完成80%End201278.8M2-wayCableHH已覆盖24McableHH24M注1:大城市居民户91.05MHH,中小城市居民户48.71MHH,农村地区211.46MHH注2:农村地区有线用户65.5McableHH,城镇有线用户98.5McableHH.*38.24M*77.6Mnow双向网络改造NGB实验网覆盖主要城市全国范围的NGB网覆盖所有有线电视用户Around2011Around201810MNGBHH164MNGB项目Source:SARFTplanSource:SARFTplan应对广电等运营商的竞争，中国电信宽带接入带宽需具备提供50M/100M能力中国电信广东公司综合部6中国电信广东研究院内部资料注意保密用户与业务发展带来接入带宽持续提升优良体验效果的融合视讯、高清IPTV、高清视频通讯等新业务，带动每用户接入带宽20～50Mbps，预计2020年前每用户带宽需求将达到100Mbps用户量增加、宽带渗透率提高，消费习惯变化，也对接入网络带宽提出快速提升要求。未来高带宽视频业务预测中国电信广东公司综合部7中国电信广东研究院内部资料注意保密Contents4FTTH及实现技术123EPON技术及进展GPON技术及进展EPON/GPON设备介绍5下一代PON技术进展中国电信广东公司综合部8中国电信广东研究院内部资料注意保密FTTH是固网接入的发展方向宽带接入网的首要任务——大带宽接入大力推进光进铜退，提升接入带宽是中国电信网络转型的基础FTTH是方向宽带接入网的重点——多业务承载与QoS保障DSL具备一定的多业务和QoS能力基于PON技术的FTTH有明显的优势宽带接入网的难点——可管、可控、可运营可管可控可运营是PON设备研究一直重视并正在逐步解决的问题FTTH的根本目标不是光纤一定要到户，而是要满足大约20～30M、甚至更高带宽的业务需求——宽带提速，同时满足多业务承载、可管可控可运营等要求中国电信广东公司综合部9中国电信广东研究院内部资料注意保密FTTH——光纤到用户的概念，不属于技术范畴点到点光接入方式点到多点光接入方式点到点MC方式PONPDH/SDH实现FTTH的主要技术FTTH及其实现技术FTTN（FibertotheNode光纤到节点）：现有DSL模式FTTB（FibertotheBuilding光纤到楼）：一般指光纤到商务楼或公寓楼FTTP（FibertothePremises光纤到建筑所在地）：通常包含FTTH和FTTB中国电信广东公司综合部10中国电信广东研究院内部资料注意保密PON是实现FTTH的最佳组网模式无源光网络PON：点到多点的树形-分支结构局端设备和用户端设备之间为全无源结构节省局端机房节约主干光纤和局端设备的光接口可扩展性好，便于维护管理分光器位置放置灵活，便于适应端局下移点到点MC方式：点到点结构局端设备和用户端设备之间采用独立的一对或者一根光纤，用户独享，保密性好局端和用户端各需要1个光收发器业务透明性好，带宽高，每个用户的上下行带宽都可以达到100甚至1000Mbit消耗较多的主干光纤点到多点PON在后期扩容成本、维护管理成本及业务提供能力等方面优于点到点的MC方式是实现FTTH的最佳技术局端分光器用户终端光纤中国电信广东公司综合部11中国电信广东研究院内部资料注意保密PON概述EPONIEEE802.3ah，采用以太网封装《中国电信EPON技术要求V2.1》，修订1、2传输线路速率下行/上行：1.25Gbps/1.25Gbps支持1:32/64分光比，覆盖20km无源光网络PON：点到多点的树形-分支结构局端设备和用户端设备之间（ODN）为全无源结构PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输支持多业务承载与QoS保障GPONITU-TG.984.1～7，采用GEM封装《中国电信GPON技术要求V1.2》传输线路速率下行/上行：1.244Gbps/2.488Gbps支持1:64分光比，覆盖20km。1490nm1310nm中国电信广东公司综合部12中国电信广东研究院内部资料注意保密PON工作原理广播方式TDMA方式下行数据广播发送，每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他用户的数据上行数据分时发送，各ONU的发送时间与长度由OLT集中控制－－TDMA的接入机制中国电信广东公司综合部13中国电信广东研究院内部资料注意保密Contents4FTTH及实现技术123EPON技术及进展GPON技术及进展EPON/GPON设备介绍5下一代PON技术进展中国电信广东公司综合部14中国电信广东研究院内部资料注意保密EPON基本特点OLT与ONU之间信号传输基于IEEE802.3以太网帧采用8B/10B的线路编码，数据速率为上下行对称1Gbps,线路比特率为上下行对称1.25Gbps以MAC控制子层的MPCP（multipointcontrolprotocol）机制为基础，MPCP通过消息、状态机和定时器来控制访问P2MP的拓扑结构P2P仿真子层是EPON/MPCP协议中的关键组件分光比1：32、1：64支持A、B类ODN网络中国电信广东公司综合部15中国电信广东研究院内部资料注意保密EPON的关键技术突发模式光收发器技术帧结构测距动态带宽分配（DBA）机制下行数据安全性技术业务QoS处理TDM业务的承载运行维护管理（OAM）功能的实现中国电信广东公司综合部16中国电信广东研究院内部资料注意保密EPON协议栈物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层RSMACMACMAC多点MAC控制OAMOAMOAMMACClientMACClientMACClientPCSPMAPMDRSMAC多点MAC控制OAMMACClient无源光介质FEC=前向纠错GMII＝千兆比媒质无关接口MDI＝媒质相关接口OAM＝运行、管理和维护OLT＝光线路终端ONU＝光网络单元PCS＝物理编码子层PHY＝物理层PMA＝物理媒质附加PMD＝物理媒质相关RS＝调和子层OSI参考模型分层上层LAN分层LAN分层GMIIMDIPHYMDIGMIIOLTONU上层FECPCSPMAPMDPHYFEC中国电信广东公司综合部17中国电信广东研究院内部资料注意保密RS子层对点到点仿真的扩展对IEEE802.3规范的RS子层的扩展，以便多种数据链路层能够使用统一的物理层接口。RS子层实现将具体的MAC实体与其MAC帧的一对一的对应关系。实现原理：注册过程完成后，MAC层的MODE和LLID变量被赋值，该MAC可以是OLT多个MAC中的一个或ONU的唯一MAC。LLID和MODE用来标识一个数据包是由哪个MAC发送和接收。OLT的PCS工作模式为单向模式。扩展后的RS子层数据的前导码由以下部分构成：SLD（LLID定界符）、LLID和CRC8。SLD用来定界LLID和CRC8，LLID域识别源MAC或目的MAC。CRC8用于校验。中国电信广东公司综合部18中国电信广东研究院内部资料注意保密EPON技术研究－MAC帧结构前导码7Bytes帧定界符1BytesDA6BytesSA6Bytes长度/类型2Bytes数据46—1500Bytes填充不定FCS4Bytes前导码8BytesDA6BytesSA6Bytes长度/类型2Bytes数据46—1500Bytes填充不定FCS4Bytes5555SLD5555LLIDLLIDCRC8传统以太网MAC帧EPONMAC帧SLD:SLD指示LLID和CRC位置中国电信广东公司综合部19中国电信广东研究院内部资料注意保密EPON技术研究－上行帧结构行帧由突发的以太网帧＋MPCP上行控制帧＋物理层的突发开销组成MPCPcontrolMPCPcontrolMACcontrolBurstOHBurstOHDownstreamUpstreamBurstONU2BurstONU3BurstONU1IPG/idlecode10bsymbolsEthernetFrame(withEth.preamble)EPONcontrolFrameBurstOH中国电信广东公司综合部20中国电信广东研究院内部资料注意保密MPCP协议的主要特点支持规范定义的点到点仿真（P2PE）；OLT支持多个LLID和MAC客户端；每个ONU至少支持一个LLID；支持单拷贝广播机制；支持动态带宽分配的灵活体系结构；使用32比特时间戳来发布定时信息；基于MAC控制的体系结构；对已发现设备进行测距来提高网络性能；进行连续测距以补偿往返时间的变化。中国电信广东公司综合部21中国电信广东研究院内部资料注意保密测距技术TxTxRxRxOLTONUT1...GATET1...T1GATET2T4...REPORTT3T4...REPORTT5RTT（往返时延）=T2-T1+T5-T3OLT在时隙T1发送GATEONU在时隙T2收到GATE，把本地计数器设为T1ONU在时隙T3发送REPORT，带时间标签T4OLT在时隙T5收到REPORTEPON系统测距：EPON中以OLT时钟为参考时钟，各个ONU时钟和OLT时钟同步OLT周期性的广播发送同步信息（sync）给各个ONU，使其调整自己的时钟。OLT和ONU都有每16ns增1的32比特计数器。这些计数器提供一个本地时间戳。当OLT或ONU任一设备发送MPCPDU时，它将把计数器的值映射入时间戳域。从MAC控制发送给MAC的MPCPDU的第一个八位字节的发送时间被作为设定时间戳的参考时间。中国电信广东公司综合部22中国电信广东研究院内部资料注意保密DBA的原