GPON网络基本原理及应用情况介绍

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.第1章GPON协议及关键技术第2章华为OLT、ONU产品第3章GPON基础业务数据配置第四章GPON基本故障处理HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage3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无源分光器什么是PON?HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage4APON:ATMPassiveOpticalNetworksEPON:EthernetPassiveOpticalNetworksGE-PON:Giga-bitEthernetPassiveOpticalNetworksGPON:Gigabit-capablePassiveOpticalNetworksEPONGEPONGPONATMAPONBPONEthernetEPONGPON几种PON标准HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage5P2MPGPONEPON标准ITU.TIEEE速率2.488G/1.244G1.25G/1.25G分光比1:64~1:1281:16~1:64承载ATM,Ethernet,TDMEthernet带宽效率92%72%QOSVerygood，includingEthernet,TDM,ATMGood,onlyethernet光预算ClassA/B/CPx10/Px20DBA标准格式厂家自定义ONT互通OMCI无OAMITU-TG.984(强)EthernetOAM（弱，厂家扩展）GPON与EPON的比较HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage6•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。•GPON支持Triple－play业务，可提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等，GPON是三网合一的上佳方案。•GPON标准完善，综合业务支持好，技术要求高•全球大运营商的选择1Mbps3M8M25M100MADSL/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?HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage7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。1490nm1310nmGPON原理----数据复用HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage8ONUOLTONUMaximumdifferentialdistancebetweenthefarthestandthenearestONUsfromtheOLT:20kmLogicalreach:60kmLogicalsplitratio:128•Rangingbasedonsynchronousframing•8kHzclocktransportorrecovery•SurvivabilityusingPSTbytes•SecuritybasedonencryptionUNISNIGPON提供以下几种异步传输速率：0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（目前的主流支持速率）2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown支持最大物理距离为：20km支持最大距离差为：20km分光比为1：64，可升级为1：128GPON网络基本性能参数HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage9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ONUID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。GPON原理----下行数据HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage10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，这样所有的ONU就可以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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage11IFponONUONUONUT-CONTPortT-CONTPortPortT-CONTT-CONTPortPortPortPortPort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GPON复用示意图(ATM&GEM)IFponONUONUONUT-CONTPVCT-CONTPVCPVCT-CONTT-CONTPVCPVCPVCPVCPVC不同的ONU用ONU-ID标识不同的T-CONT用Alloc-ID标识不同的PVC用VPI/VCI标识(ATM业务)(GEM业务)HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage12GEMPayloadHEC13bitsPTI3bitsPortID12bitsPLI12bitsGEMFrameEthernetPacketDASFDPreambleInterpacketgapSALength\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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage13TDMTDMdataPayloadTDMfragmentHECPTIPortIDPLIGEMFrameIngressbufferTDMBufferTDM业务先导入缓存中进行排队，并且按照固定的字节数复用到GEM帧中进行传输。这种方式不对具体的TDM业务进行感知，只进行透传处理。TDM业务在GPON中的映射方式HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage14什么是DBA?---DBA,DynamicallyBandwidthAssignment(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GPON关键技术－DBAHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage15T-CONTs(TransmissionContainers)：动态接收OLT下发的授权，用于管理PON系统传输汇聚层的上行带宽分配，改善PON系统中的上行带宽。T-CONT的带宽类型分为FB,AB,NAB,BE。T-CONT的5种类型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。T-CONT带宽术语HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage16根据业务的优先级，系统对每个ONU设置SLA，对业务的带宽进行限制。最大带宽和最小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制，保证带宽根据业务的优先级不同而不同，一般语音业务的优先级最高，视频业务优先级次之，数据业务的优先级最低。OLT根据业务和SLA及ONU的实际情况进行带宽许可，优先级高的可以得到更高的带宽，满足业务需求。T-CONT类型和带宽类型之间的关系HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage17分光器衰减计算分光器的插入损耗(1dB):∑(Power_input)-∑(Power_outputofallbranch)InputOutput1:2分光器2:N分光器∵10log(0.5)=-3.01∴1:2分光器衰减为3.01dB1:16分光器衰减为12.04dB1:64分光器衰减为18.06dB光功率衰减HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage18光纤衰减和长度有关光纤熔接点的衰减值一般小于0.2dB其他方面，如光纤弯曲等也可能造成衰减About0.35dBperkmfor1310,1490nmTableG.984.2–ClassesforopticalpathlossClassAClassBClassB＋ClassCMinimumloss5dB10dB13dB15dBMaximumloss20dB25dB28dB30dBNOTE–Therequirementsofaparticularclassmaybemorestringentforonesystemtypethanforanother,e.g.theclassCattenuationrangeisinherentlymorestringentforTCMsystemsduetotheuseofa1:2splitter/combinerateachsideoftheODN,eachhavingalossofabout3dB.Huawei’sOLTandONU28dB(ClassB+)光纤衰减和光功率预算HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage19IFponIFponIFpon1：N分光器O