GPON原理介绍(华为)

©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.GPON原理介绍Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page2Page2前言考虑到未来许多的宽带应用，越来越多的国家认识到必须尽早突破接入“瓶颈”，而光纤是迄今为止最好的传输媒介。本文主要分析GPON技术的产生背景、应用、基本概念和特点，以及GPON系统的管理模式和终端的业务发放模式。Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page3Page3参考资料ITU-T984.1ITU-T984.2ITU-T984.3ITU-T984.4Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page4Page4培训目标学完本课程后，您应该能：掌握GPON的概念及发展背景理解光网络架构掌握GPON的主要协议掌握GPON的关键技术了解GPON提供的基本业务了解GPON系统的管理模式和终端的业务发放模式Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page5Page5目录1.PON基本概念2.光接入网概述3.GPON协议分析4.GPON关键技术5.GPON承载的基本业务6.GPON系统的管理和业务发放模式Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page6Page6目录1.PON基本概念2.光接入网概述3.GPON协议分析4.GPON关键技术5.GPON承载的基本业务6.GPON系统的管理和业务发放模式Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page7Page7什么是PON?PassiveOpticalNetwork无源光网络OLTONUOpticalLineTerminal光线路终端OpticalNetworkUnit光网络单元PassiveOpticalSplitter无源分光器PSTNInternetCATVONUONU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（OpticalLineTerminal）、光网络单元ONU（OpticalNetworkUnit）和无源分光器POS（PassiveOpticalSplitter）组成；PassiveOpticalSplitter无源分光器Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page8Page81Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+CopperBasedVDSL/ADSL2+CopperBasedPONFiberBased2002200320062010时间带宽互联网视频会议远程控制接入技术业务需求VoD标清电视视频会议Game实况TVVoDHDTV3km2km1km~20km覆盖半径为什么选择GPON?GPON（Gigabit-capablePassiveOpticalNetworks）三大优势：1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM；2、更高的带宽：对每用户下行2.5G/上行1.25G（物理层）；3、分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。标准完善，全球大运营商的选择Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page9Page9目录1.PON基本概念2.光接入网概述3.GPON协议分析4.GPON关键技术5.GPON承载的基本业务6.GPON系统的管理和业务发放模式Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page10Page10FTTX场景分析ADSL2+PONADSL2+VDSL2CentreofficeHomeVDSL2ONTADSL2+10/100Base-T1km2kmIPDSLAMGECurbBuildingGESplitterFTTCFTTBFTTBFTTHADSL2+VDSL2GEFTTBDSLCopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page11Page11WDMONU/ONTNEWDMOLTNEServicenode分光器T参考点V参考点R/SS/RODNUNISNIIFponIFponONUOpticalNetworkUnit光网络单元ONTOpticalNetworkTerminal光网络终端ODNOpticalDistributionNetwork光分配网络OLTOpticalLineTerminal光线路终端WDMWavelengthDivisionMultiplexModule波分复用模块NENetworkElement网络单元SNIServiceNodeInterface业务节点UNIUserNetworkInterface用户网络接口GPON网络参考模型Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page12Page12GPON网络基本性能参数上行速率(Gbps)下行速率(Gbps)0.155521.244160.622081.244161.244161.244160.155522.488320.622082.488321.244162.488322.488322.48832上行1.24416Gbit/s，下行2.48832Gbit/s是目前可支持的主要速率Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page13Page13GPON网络基本性能参数最大逻辑距离60km最大物理传输距离20km最大差分距离20km分离器比1：64/upto1：128ONUOLTONU距离差:20km逻辑距离:60km逻辑分光比:128UNISNICopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page14Page141490nm1310nmGPON原理----数据复用GPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）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。Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page15Page15目录1.PON基本概念2.光接入网概述3.GPON协议分析4.GPON关键技术5.GPON承载的基本业务6.GPON系统的管理和业务发放模式Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page16Page16ITU-TG.984.3•GPONTC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ITU-TG-984.1/2/3/4产品开发简单产品兼容性强ITU-TG.984.1•GPON网络参数说明•保护倒换组网要求ITU-TG.984.4•OMCI消息结构介绍•OMCI设备管理框架•OMCI实现原理简述ITU-TG.984.2•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Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page17Page17GPON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GEMportID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。Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page18Page18GPON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upstreambandwidthmap字段来给每个ONU分配上行时隙。Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page19Page19IFponONUONUONUT-CONTPortT-CONTPortPortT-CONTT-CONTPortPortPortPortPortGPON复用结构GEMPort：业务的最小承载单位。T-CONT:TransmissionContainers。是一种承载业务的Buffer。主要用来传输上行数据的单元，引入T-CONT主要是为了解决上行带宽动态分配，以提高线路利用率。IFpon：GPON接口。业务根据映射规则先映射到GEMPort中，然后在映射到T-CONT中进行上行传输。GEMport可以灵活的映射到T-CONT中，一个GEMPort可以映射到一个T-CONT中去，多个GEMPort也可以映射到同一个T-CONT中。一个ONU的GPON接口中可以包含一个或多个T-CONT。不同的ONU用ONU-ID标识不同的T-CONT用Alloc-ID标识不同的GEM-PORT用Port-ID标识Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page20Page20GPON协议栈IPDATADATAMACGEMGTC01010111010101000010101Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page21Page21PhysicalControlBlockDownstream(PCBd)PayloadAllocIDStartEndAllocIDStartEnd1100200x300500T-CONT1(ONT1)T-CONTx(ONT2)Slot100Slot200Slot300Slot500PLOuPLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuYPayloadyUpstreamBandwidthMap125usDownstreamFramingUpstreamFramingOLTONT1ONT64GPON帧结构AllocIDStartEndy501650ONT21xyT-CONTy(ONT2)Slot650Slot501T-CONTxT-CONTyCopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page22Page22GEMPayloadCRCPTIPortIDPLIGEMFrameEthernetPacketDASFDPreambleInterpacketgapSALength\TypeMACclientdataFECEOF5bytesGPON系统对以太网帧进行解析，将数据部分直接映射到GEMPayload中去进行传输。GEM帧会自动封装头信息。映射的格式清晰，设备很好实现，兼容性好。以太网业务在GPON中的映射方式Copyri