EPON技术培训

ETHERNETOVERPASSIVEOPTICALNETWORKEPON技术培训杨金2007.09一、相关网络&关键技术二、产品应用背景三、产品线介绍&定位四、产品功能特性五、系统典型应用方案六、基础应用&开通七、网管使用八、故障解决思路目录本章培训内容：主要讲述需要掌握EPON系统所必备的基础知识。本章培训目标：通过本章的学习，学员应能够回顾和掌握及了解以下知识点：TCP/IP原理；路由/交换技术/VLAN原理；光纤通信的基本技术；EPON的组成；EPON的特点；EPON的标准；EPON的关键技术NGN软交换/VOIP技术E1仿真技术广播电视业务在EPON系统中承载EOCTCP/IP原理应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层TCP/IP网络五层协议OSI网络七层协议交换技术/VLAN原理VLAN的端口模式有三种：access、hybrid、trunk。•Access为交换机默认端口模式，access端口仅能被指定到一个VLAN中，一般用于连接计算机的端口；•Trunk端口通常用于交换机互联，通过trunk端口的互联，以保证在跨越多个交换机上建立的同一个VLAN的成员能够相互通讯。•Hybrid端口可被用户指定到多个VLAN中，例如不同VLAN之间的共享服务器。Hybrid端口可以接受和发送多个VLAN的报文，可以用于交换机之间的连接，也可以用于连接用户的计算机；交换技术/VLAN原理端口接收报文时的处理：端口接收到的报文类型报文帧结构中携带VLAN标记报文帧结构中不携带VLAN标记Access端口丢弃该报文为该报文打上VLAN标记为本端口的PVIDTrunk端口判断本端口是否允许携带该VLAN标记的报文通过。如果允许则报文携带原有VLAN标记进行转发，否则丢弃该报文同上Hybrid端口同上同上Access端口taguntagtagTrunk端口tagtagHybrid端口tagtagtagtagyesnoyesnountaguntag端口发送报文时的处理：Access端口剥掉报文所携带的VLAN标记，进行转发Trunk端口首先判断报文所携带的VLAN标记是否和端口的PVID相等。如果相等，则剥掉报文所携带的VLAN标记，进行转发；否则报文将携带原有的VLAN标记进行转发Hybrid端口首先判断报文所携带的VLAN标记在本端口需要做怎样的处理。如果是untagged方式转发，则处理方式同Access端口；如果是tagged方式转发，则处理方式同Trunk端口Trunk端口Access端口untagtagtaguntagVLAN标记=PVIDtagVLAN标记≠PVIDHybrid端口taguntagVLAN标记=PVIDtagVLAN标记≠PVIDuntagtag交换技术/VLAN原理光纤通信的基本技术-光纤•多模光纤–适用于低速率、短距离的光纤通信（尾纤为桔红色）•单模光纤–适用于大容量长距离传输（尾纤为黄色）涂层n2包层n2包层涂层纤芯n1d1d2光纤通信的基本技术－WDMOpticalMuxOpticalMux合波光信号λ1…….λnWDM1：32coupler构造1：32coupler的内部構成光纤通信的基本技术－分光均分1:2分光器非均分EPON的组成EPON=Ethernet+PON(EthernetPassiveOpticalNetwork)EPON无源光网络是一种点到多点的光接入网络(Point-to-MultipointOpticalAccessNetwork1:N)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。POSEPON的组成•OLT（OpticalLineTerminal）–光线路终端–通常放置在中心机房（CO）•ONU（OpticalNetworkUnit）–光网络终端–通常放置在用户侧•POS（PassiveOpticalSplitter）–无源光分路器–是连接OLT和ONU的无源设备是一个三网合一的无源光网络下一代接入网技术，可以传输多种业务；是一个上行TDM,下行TDMA的单纤通信系统；是一个带宽灵活调配，QoS有保障，部署快速，管理维护方便的系统。EPON的特点EPON的标准ITU/FSAN制定GigabitPON(GPON)标准IEEE802.3ah工作组制定EthernetPON(EPON)标准1987年英国电信公司的研究人员最早提出了PON的概念1995年，FSAN联盟成立，目的是要共同定义一个通用的PON标准。1998年ITU-T以155Mbit/sATM技术为基础，发布了G.983系列APON(ATMPON)标准北美、日本和欧洲开始使用2000年底一些设备制造商成立了第一英里以太网联盟(EFMA)，提出基于以太网的PON概念----EPON2001年底FSAN更新网页把APON更名为BPON，即“宽带PON”。2003年3月ITU-T颁布了描述GPON总体特性的G.984.1和ODN物理媒质相关(PMD)子层的G.984.2GPON标准，2004年3月和6月发布了规范传输汇聚(TC)层的G.984.3和运行管理通信接口的G.984.4标准。2004年6月EPON标准IEEE802.3ahEPON的关键技术-MPCPEPON以MAC控制子层的MPCP（multipointcontrolprotocol，多点控制协议）机制为基础，MPCP通过消息、状态机和定时器来控制访问TDMA方式的P2MP的拓扑结构。MPCP在OLT和ONU之间规定了一种控制机制来协调数据的有效发送和接收：系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个ONU发送，位于OLT的高层负责处理发送的定时、不同ONU的拥塞报告，从而优化PON系统内部的带宽分配。MPCP有两种GATE操作模式：自动发现auto-discovery（初始化）模式和普通模式。自动发现模式用来检测新连接的ONU，测量环路延时和ONU的MAC地址。普通模式给所有已经初始化的ONU分配传输带宽。DestinationAddressSourceAddressLength/Type=88-08OpcodeTimestampPad/ReservedFCSPREAMBLE66224404EPON的关键技术-MPCPEPON的关键技术-MPCPMPCPDUopcodeGATE00-02REPORT00-03REGISTER_REQ00-04REGISTER00-05REGISTER_ACK00-06EPON的关键技术-DBA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DBA的实现？---PON系统的天然优越性。---由于EPON系统中，所有ONU共享上行带宽，每个ONU的上行传送时间和长度都是有OLT来分配和控制的，EPON系统通过DBA（DynamicBandwithAllocation动态带宽分配）技术来实现带宽的灵活分配，从而使服务质量得到更有效的保证。DBA的分配特点OLTONUONU确保带宽：一定满足非确保带宽：统计分配，不一定满足EPON的关键技术-DBAEPON的关键技术-测距使用时间标签：为了实现系统同步，EPON系统的时钟同步采用时间标签方式：在OLT侧有一个全局的计数器，OLT根据本地计数器在下行方向插入时钟标签，ONU根据收到的时钟标签修正本地计数器，完成系统同步；ONU根据本地的计数器在上行方向插入时钟标签，OLT根据收到的时钟标签完成测距。使用注册冲突避让：在EPON系统中，解决ONU的注册冲突的方案有两种：随机延迟时间法和随机跳过开窗法。EPON的关键技术-测距EPON的关键技术-自动注册自动化注册：•测距自动化，不必等序列号登记•认证以后才使能数据通路EPON的关键技术-LLID•建立逻辑链路LLID•LLID的定义改变了以太网固有的特性，使得传输质量获得可以控制的基础。•LLID的定义在包头位置EPON的关键技术-LLIDEPON的关键技术-自检自环测试检测提供了对光纤设备和用户接口的测试功能，能够很容易、快速的进行故障隔离和识别。从ONU返回的自环测试信息进入OLT收集分析，然后上传网管监控设备。断电告警检测电源故障告警使故障更加容易定位，容易区分是光纤还是本地电源故障。在ONU进行电源监视，断电时会发送电源告警信息到OLT，然后上报给网管监控设备。EPON的关键技术-其他突发发射快速开启和关断能力消光比大（10dB）突发接受快速AGC(动态范围20dB)连续发送模块突发发送模块0#ONT0#ONU1#ONU0#ONU1#ONU0#ONT0#ONU1#ONU0#ONT有快速AGC接收无快速AGC阈值线恢复出来的数据到达OLT的信号及阈值建立ONT/ONU发出的信号连续接收模块突发接收模块EPON的关键技术-其他光接口参数指标ItemsUnitSinglefibreOLT:OLT•最小平均发送功率MeanlaunchedpowerMINdBm+3•最大平均发送功率MeanlaunchedpowerMAXdBm7•接收灵敏度MinimumsensitivitydBm-30•过载光功率MinimumoverloaddBm-6ONU:ONU•最小平均发送功率MeanlaunchedpowerMINdBm-1•最大平均发送功率MeanlaunchedpowerMAXdBm4•接收灵敏度MinimumsensitivitydBm-25•过载光功率MinimumoverloaddBm-3EPON的关键技术-其他AES加密对安全的增强可能的危险–单是LLID不足以防止ONU查看本不属于自己的数据。–一个简单的分光器就能在光纤上窃取数据。对抗的手段–不是802.3ah标准的一部分（802.1ae）–采用AES算法进行加密（AdvancedEncryptionStandard）。–上/下行都要数据都要加密，以帧为对象，除了Preamble之外都要加密（Preamble里含有LLID）。–有初始密钥，要不定期的更换密钥，用OAMPDU交换密钥（OAMPDU本身也被加密）。EPON的关键技术-其他OAM对管理功能的增强•远端故障指示：指示对端本地接收通道处于故障状态；•远端环回：提供了一种支持数据链路层帧一级环回模式的机制；•链路管理–支持包括诊断信息的事件通知；–支持轮询MIB变量。•其他–OAM的实现和激活是可选的；–完成OAM能力的发现；–可扩展用于高层应用。EPON的关键技术-其他MultipleLLIDperONU远端设备多端口管理SLA指配（delay,min-maxbandwidth,maxburst)QOS:VLANprioritybasedonTOS多种VLANmodes认证，组播，支持VPN特殊用户功能NGN软交换核心/VOIP技术1、语音-数据转换2、原数据到IP转换3、传送4、IP包-数据的转换5、数字语音转换为模拟语音NGN软交换核心网IP城域网/省际互联网PSTN业务流控制流E1仿真技术电路仿真(CircuitEmulationservice：CES)也就是传送同步电路如E1/T1通过异步网络，最初发展是用于在ATM上仿真E1/T1,现在可以将CES扩展到IP/Ethernet。TDMoE－全封装透明传输，效率高，即通道仿真TDMoIP－适用范围较广，但效率稍低时钟同步是实现TDM业务在以太网中传输的关键技术；TDMoE对话音、