《epon基础知识》PPT课件

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1、四川有线广播电视网络四川有线广播电视网络 EPON基础知识培训二零一一年十月四川省有线广播电视网络股份有限公司 内部资料注意保密第一部第一部分分第二部第二部分分第三部分第三部分第四部第四部分分第五部第五部分分第六部第六部分分第七部第七部分分第八部第八部分分第九部分第九部分第十部分第十部分主要接入技术分析主要接入技术分析术语和符号术语和符号PON的定义的定义EPON系统数据传输机制系统数据传输机制EPON的网络位置的网络位置EPON系统中关键技术系统中关键技术EPON工作原理下行工作原理下行EPON工作原理上行工作原理上行PON系统传输距离测算系统传输距离测算光分路器封装方式光分路器封装方式内部

2、资料注意保密3有线接入的未来与发展趋势光接入有线接入的未来与发展趋势光接入铜线接入 ADSL VDSL LAN接入 基于HFC网的Cable Modem技术光纤接入 P2P P2MP主要接入技术分析主要接入技术分析内部资料注意保密1 术语1.1 无源光网络系统（Passive Optical Network System）由光线路终端（OLT）、无源光分配网（ODN）、光网络单元/终端（ONU/ONT）组成的信号传输系统，简称PON 系统1.2 PON 树（PON Tree）OLT 设备的单个PON 口及其下带的ODN、ONU 组成的独立PON 系统称为一个PON树。1.3 光分配网（Opti

3、cal Distribution Network，ODN）是指OLT 与ONU 之间的由光纤光缆及无源光元件（如光连接器和光分路器等）组成的无源光分配网络，简称ODN术语和符号术语和符号内部资料注意保密1.4 光分路器（Optcal Fiber Splitter）是一种可以将一路或两路光信号分成多路光信号以及完成相反过程的无源器件。光分路器连接业务网络侧端口称为合路侧、连接用户侧的端口称为支路侧端口。1.5 互联网电视（Internet Protocol Television，IPTV）互联网电视（IPTV）是在IP 网络上开展的互动业务。IPTV 业务主要包括点播（VoD）、广播（BTV）、

4、游戏、信息服务、广播节目预订、通信服务、远程教育、音乐/卡拉OK、互动广告、机顶盒上网浏览等。1.6 家庭网关（Home Gateway，HG）指家庭网络接入城域网的设备。可以是简单的二层设备、三层设备或二/三层混合设备，也可以是复杂的、支持应用层协议和内网穿越的网关。HGU 型ONU 设备可内置家庭网关。术语和符号术语和符号内部资料注意保密英文英文缩写缩写 英文名称英文名称 中文中文名称名称BRAS Broadband Remote Access Server 宽带远程接入服务器CATV Community Antenna TV 有线电视DDN Digital Data Network 数字

5、数据网DHCP Dynamic Host Configuration Protocol 动态主机分配协议EMS Element Management System 网元管理系统EPON Ethernet Passive Optical Network 基于基于以太网方式的无源光网络以太网方式的无源光网络FTTB Fiber to the Building 光纤光纤到大楼到大楼FTTH Fiber to the Home 光纤光纤到家庭（户）到家庭（户）FTTN Fiber to the Node 光纤光纤到接入点到接入点FTTO Fiber to the Office 了 光纤到办公室/公司G

6、PON Gigabit-capable Passive Optical Networks 吉比特无源光网络吉比特无源光网络HGU Home Gateway Unit 家庭家庭网关单元网关单元符符 号号内部资料注意保密英文英文缩写缩写 英文名称英文名称 中文中文名称名称IAD Integrated Access Device 综合接入设备IMS IP Multimedia Subsystem IP 多媒体系统IPTV Internet Protocol Television 互联网互联网电视电视LAN Local Area Network 局域网局域网MAC Media Access Contr

7、ol 介质访问控制MODF Main Optical Fiber Distribution Frame 光纤总配线架NT Network Terminator 网络终端ODF Optical Fiber Distribution Frame 光配线架光配线架ODN Optical Distribution Network 光光分配网络分配网络OLT Optical Line Terminal 光线光线路终端路终端ONT Optical Network Termination 光网络终端ONU Optical Network Unit 光网络单元光网络单元PON Passive Optical

8、Network 无源光网络无源光网络符符 号号内部资料注意保密英文英文缩写缩写 英文名称英文名称 中文中文名称名称PPPoE Point to Point Protocal over Ethernet 以太网上点对点协议QoS Quality of Service 服务质量服务质量RF Radio Frequency 射频SDH Synchronous Digital Hierarchy 同步数字体系SIP Session Initiation Protocol 会话初始协议SNI Service Node Interface 业务节点接口SR Service Router 业务路由器TDM

9、Time Division Multiplex 时分复用时分复用VLAN Virtual Local Area Network 虚拟局域网虚拟局域网VoD Video on Demand 视频点播视频点播VoIP Voice Over Internet Protocol IP 电话WDM Wavelength-Division Multiplexing 波分复用波分复用符符 号号内部资料注意保密PON的定义的定义无源光网络：无源光网络：Passive Optical Network是一种应用于接入网，局端设备（是一种应用于接入网，局端设备（OLT）与多个用户端设备（）与多个用户端设备（ONU/

10、ONT）之）之间通过无源的光缆、光分间通过无源的光缆、光分/合路器等组成的光分配网（合路器等组成的光分配网（ODN）连接的网络。）连接的网络。无源光网络的构成无源光网络的构成OLT（Optical Line Terminal）光线路终端）光线路终端ONU（Optical Network Unit）光网络单元）光网络单元ONT（Optical Network Terminal）光网络终端）光网络终端ODN（Optical Distribution Network）光分配网）光分配网内部资料注意保密 E EPONPON系统采用系统采用WDMWDM技术，实现单纤双向传输。技术，实现单纤双向传输。为了

11、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：用技术：下行数据流采用广播技术；上行数据流采用TDMA技术。1490nm1310nm EPON系统数据传输机制系统数据传输机制内部资料注意保密EPON的网络位置的网络位置内部资料注意保密LLID 逻辑链路标记逻辑链路标记突发光接收技术突发光接收技术MPCP 多点控制协议多点控制协议定时与同步定时与同步注册注册测距测距DBAOAM管理管理EPON系统中关键技术系统中关键技术内部资料注意保密 EPON关键技术关键技术OAM管理管理功能：完成ONU的认证、配置功能在线的性能监测

12、、各种故障告警和远端故障指示、远端近端环回等OLT对ONU进行远程管理通信协议，要有一定的开放性和扩展性基本支持功能：Remote Failure Indication（远端故障指示）Remote Loopbak（远端环回）Link Monitoring（链路监视）扩展功能ONU版本管理ONU配置管理内部资料注意保密 EPON关键技术突发模式光收发技术关键技术突发模式光收发技术OLT光接收机的快速功率恢复要求OLT在每个接收时隙的开始处迅速调整0-1判决门限ONU光发射机的突发发射和关断为抑制自发散射噪声，要求ONU的激光器能够快速的冷却和回暖OLT光接收机的突发同步技术上行接收数据相位的突变

13、要求OLT的接收机工作在突发模式接收状态OLT的接收机和ONU的发射器工作在突发模式内部资料注意保密 广播方式 在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID；在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节；OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧。EPON工作原理下行工作原理下行内部资料注意保密下行数据的安全性下行数据的安全性 因为PON的多点广播特性，所有的下行数据都会被广播到PON系统中所有的ONU上。如果有一个匿名用户将它的ONU接收限制功能去掉，那么它就可以监听到所有用户的下行数据，这在PON系统中称为“监听威胁”

14、。PON网络的另一个特点是，网络中ONU不可能监测到其它ONU的上行数据。在PON上解决安全性的措施是ONU通过上行信道传送一些保密信息（如数据加密密钥），OLT使用该密钥对下行信息加密，因为其它ONU无法获知该密钥，接收到下行广播数据后，仍然无法解密获得原始数据。内部资料注意保密 EPON关键技术关键技术EPON关键技术关键技术DBA内部资料注意保密功能：相对于静态带宽分配（SBA），DBA是指实时地（ms级）改变PON中各ONU上行带宽的机制 根据带宽状态和ONU需求动态（合理）分配ONU的上行带宽优点：实现高效的上行带宽利用率和服务质量保证算法特点：业务透明 低时延和低时延抖动 公平带宽

15、分配 健壮性好 实时性强18 EPON工作原理上行工作原理上行 TDMA方式 OLT接收数据前比较LLID注册列表；每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧；分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。内部资料注意保密 1.PON系统的传输距离应采用最坏值计算法，分别计算OLT的PON口至ONU之间上行和下行的允许传输距离，取两者中较小值为PON口至ONU之间的最大传输距离。2.对采用第三波（标称波长1550nm）承载CATV业务的PON系统，应考虑CATV传输系统SR点之间允许最大通道插入损耗对PON最大传输距离的影响。PON系统传输距离测算系统传输距离测算内部

16、资料注意保密 3.PON系统的传输距离（OLT至ONU的传输距离）可按式进行测算。(式4.4.3)式中：POLT 和ONU 的R/S-S/R 点之间允许最大通道插入损耗（单位：dB），参照表 3-1 取值，规划设计时应根据当时的设备实际技术水平情况取值；内部资料注意保密EPON/GPON 系统最大通道插入损耗参考值（系统最大通道插入损耗参考值（dB）内部资料注意保密ILOLT至单个至单个ONU之间链路中所有光分路器的插入损耗之和之间链路中所有光分路器的插入损耗之和（单位：（单位：dB），），各种各种规格光分路器插入损耗参照规格光分路器插入损耗参照表取值；表取值；光分路器插入损耗典型光分路器插入

17、损耗典型值值(均匀均匀分分光光)内部资料注意保密Mc线路维护余量（单位：dB），参照表取值；线路维护余量取值要求线路维护余量取值要求Ac单个活接头的损耗（单位：dB），按每个活接头0.5dB 取值；NOLT 至单个ONU 之间活接头（光分路器的适配器）的数量（单位：个）；AWDM不含连接器损耗的WDM 模块(合波器/分波器)的插入损耗（单位：dB）；内部资料注意保密MOLT 至单个ONU 之间WDM 合波器/分波器的数量（单位：个），内置于ONU的WDM 分波器不纳入计算，参考表取值；WDM 合波器合波器/分波器的数量分波器的数量内部资料注意保密AF表示光纤线路（含固定接头）衰减系数（单位：d

18、B/km），参考表取值；OLT 至单个ONU 之间链路中存在模场直径不匹配的光纤连接时等因素所引入的附加损耗，例如，G.652D 光纤与模场直径不匹配的G.657B 光纤连接时引入的附加损耗可取连接点光纤线路光纤线路(含固定接头含固定接头)衰减系数衰减系数内部资料注意保密光分路器封装方式光分路器封装方式 光分路器的适配器应根据需要选择SC、FC、LC等类型，为减小设备体积，节省安装空间，光分路器可采用LC适配器。端面以UPC为主，APC端面适配器主要在承载模拟CATV信号时采用。内部资料注意保密无源光分路器封装要求无源光分路器封装要求引出尾纤要求 盒式光分路器的引出尾纤应采用2mm光缆，微型光

19、分路器的引出尾纤应采用光缆或光纤。尾纤中的光纤应符合标准。不带插头的光纤型光分路器，输出端应采用8芯一组的光纤带，光纤带技术条件应符合YD/T 979-2009标准的相关规定，光纤带色谱应按照YD/T 979-2009要求排列，具体见表。分光比大于8的光分路器需要采用多组光纤带，应在每组光纤带尾部贴上标签，区分每组光纤带。引出尾纤长度应可根据实际需求进行定制。光纤带色谱要求内部资料注意保密A.1 盒式封装盒式封装盒式封装光分路器直接出尾纤插头。盒式封装光分路器外形、尺寸要求：1)1/22/4/8/16/32盒式光分路器盒体最大尺寸为130mm80mm18mm；2)1/264盒式光分路器盒体最大

20、尺寸为130mm80mm29mm；3)1128盒式光分路器盒体最大尺寸暂定为200mm150mm40mm。A.2 机架式封装机架式封装机架式封装光分路器应提供光纤适配器，适合19英寸标准机架安装，并配合导纤装置使用。机架式封装最大尺寸要求为483mm44.5mm260mm无源光分路器封装要求无源光分路器封装要求内部资料注意保密A.3 微型封装微型封装微型封装光分路器分为不带插头型、带插头型：1)不带插头型不带插头型：不带插头型输入输出均为尾纤，输出为8芯一组的光纤带，其最大封装尺寸要求如下：a)1/22/4/8/16/32/64光分路器:70mm12mm6mm；b)1/2128光分路器尺寸待定

21、。2)带插头型：带插头型：带插头型输入输出均为尾纤端子，其最大封装尺寸要求如下：a)1/22/4/8/16光分路器:70mm12mm6mm；b)1/232光分路器：80mm20mm6mm；c)1/264光分路器：100mm40mm6mm；d)1/2128光分路器尺寸待定。内部资料注意保密A.4 托盘式封装托盘式封装托盘式封装光分路器，提供光纤适配器，配合导纤装置使用。托盘式封装外形和尺寸应满足中国电信ODN系列标准中的中国电信光缆交接箱技术要求和中国电信光纤配线架技术要求中12芯熔配一体化托盘要求，占用托盘位置要求如下：a)1/22/4/8/16 分路器托盘占用1个12芯一体化托盘空间；b)1

22、/232/64分路器托盘占用2个12芯一体化托盘空间，其中1/264光分路器托盘采用LC适配器；c)1/2128光分路器待定。内部资料注意保密A.5 插片式封装插片式封装 插片式封装光分路器，提供光纤适配器，安装在分光分纤盒、光缆交接箱、ODF架等内置的插箱，配合导纤装置使用。插片式光分路器基本插片单元的外形尺寸应为130mm100mm25mm、占1个槽位。光分路比为16以上的插片式光分路器应占用L个槽位（L2），尺寸应为130mm100mm（26L-2）mm。内部资料注意保密常用插片式封装光分路器参考外形尺寸常用插片式封装光分路器参考外形尺寸内部资料注意保密内部资料注意保密内部资料注意保密内

23、部资料注意保密再 见不足之处欢迎指正不足之处欢迎指正内部资料注意保密MPCP（Multi-Point Control Protocol多点控制协议），该协议是MAC control 子层的一项功能。MPCP使用消息，状态机，定时器来控制访问P2MP（点到多点）的拓扑结构。在P2MP拓扑中的每个ONU都包含一个MPCP的实体，用以和OLT中的MPCP的一个实体相互通信。作为EPON/MPCP的基础，EPON实现了一个P2P仿真子层，该子层使得P2MP网络拓扑对于高层来说就是多个点对点链路的集合。该子层是通过在每个数据报的前面加上一个LLID（Logical Link Identification

24、）逻辑链路标识来实现的。该LLID将替换前导码中的两个字节。PON将拓扑结构中的根结点认为是主设备，即OLT；将位于边缘部分的多个节点认为是从设备，即ONU。MPCP在点对多点的主从设备之间规定了一种控制机制以协调数据有效的发送和接收。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、以便优化PON系统内部的带宽分配。EPON系统通过MPC PDU来实现OLT与ONU之间的带宽请求、带宽授权、测距等。MPCP涉及的内容包括ONU发送时隙的分配，ONU的自动发现和加入，向高层报告拥塞情况以便动态分配带宽。MPCP多点控制协议位于MAC

25、 Control子层。MAC Control向MAC子层的操作提供实时的控制和处理。内部资料注意保密LLID（Logical Link Identifier，逻辑链路标记）LLID是EPON系统分配给逻辑链接的一种数字标识每一个逻辑链接都会分配到不同的LLID。在EPON系统中LLID是由网管通过OLT分配的OLT可以通过LLID辨别帧是由哪个ONU发来的或者通过修改帧中的LLID将帧转发到相应的ONU处于是，我们就能够建立起OLT到ONUONU到OLT的通路完成OLT与ONU之间以及ONU与ONU之间的通信。OLT连续广播发送下行信号时，ONU选择性接收。PON的技术标准为EPON时，EPON根据LLID来接受信号。EPON下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过LLID来区分不同的业务的数据，ONU通过过滤来接受属于自己的数据。