1 PO_BT01_C1_P1 无源光网络PON概述48p

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1、单击此处编辑母版标题样式,第一级,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,,谢谢!,PO_BT01_C1_P1,无源光网络,PON,概述,V1.3,提 纲,PON,无源光网络概述,EPON,原理,EPON,在光进铜退中的应用模式,2,点到点光接入（,MC,）方式,点到多点光接入方式,点到点以太接入,APON,FTTH,的主要技术,EPON,GPON,小区交换机接入,3,技术比较（,PON,vs,MC,）,MC,技术的两种使用方式：,点到点以太接入,N,根光纤，,2,N,个光收发器,管理独立,小区交换机,接入,只

2、需铺设1,或,2,根光纤到小区,2,N,+2,个光收发器,设备占用局端机房空间小,在传输过程中需要有源设备,设备分级管理,PON,的接入方式：,只需铺设1,或,2,根光纤到小区,需,N+1,个光收发器,设备占用局端机房空间最小,传输中不需有源设备,设备集中管理,局端,用户,局端,用户,小区交换机,以,32,个结点为例,32/64,根光纤,64,个收发器,P2P,P2P,1/2,根光纤,66,个收发器,局端,用户,分光器,P2MP,1,根光纤,33,个收发器,4,PON,技术发展历程,上世纪,90,年代初提出,PON,概念,1995,年成立,FSAN,（,Full Service Access

3、Networks),组织,1996,年,ITU-T,颁布,G.982(PON,标准建议）,1998,年,ITU-T,颁布,G.983,（,APON,标准建议）,2000,年,12,月成立,IEEE 802.3ah,工作组，制定,EPON,标准建议,2003,年,3,月,ITU-T,颁布,G.984,（,GPON,标准建议）,上世纪,90,年代末,APON,开始商用,2003,年,6,月 美国三大运营商开始,APON,招标,2003,年,8,月日本,NTT,开始,EPON,招标,2005,年中国电信开始测试并部署,EPON,试验网,5,PON,的定义和组成,PON,（,Passive Optic

4、al Network,）,无源光网络的定义,PON,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。,在,OLT(,光线路终端,),和,ONU(,光网络单元,),之间的,ODN(,光分配网络,),没有任何有源电子设备的光接入网。,无源光网络的构成,OLT,（,Optical Line Terminal,）,光线路终端,ONU,（,Optical Network Unit,）,光网络单元,ONT,（,Optical Network Terminal,）,光网络终端（,D420,）,

5、ODN,（,Optical Distribution Network,）,光分配网（分光器）,6,PON,的定义和组成（续）,7,PON,单纤双向传输机制,PON,系统采用,WDM,技术，实现单纤双向传输。,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。,1490nm,1310nm,8,PON,系统组网方式,9,PON,保护方式,全保护方式,骨干光纤保护方式,10,PON,技术的优势,相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。,PON,结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成

6、本和管理成本的节省很大,无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。,PON,系统对局端资源占用很少，系统初期投入低，扩展容易，投资回报率高,提供非常高的带宽。,EPON,目前可以提供上下行对称,的,1.25Gb/s,的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到,10Gb/s,。,GPON,则是高,达,2.5Gb/s,的带宽。,服务范围大。,PON,作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省,CO,的资源，服务大量用户。用户共享局端设备和光纤的方式更是节省了用户投资。,带宽分配灵活，服务有保证。,G/EPON,系统对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。可

7、以实现用户级的,SLA,。,11,PON,技术概述,相同的拓扑,P2MP,光纤,APON,EPON,GPON,封装协议不同,FSAN,提出，,ITU-T,标准化；,ATM,封装；,目前标准化最完善；,没有得到市场认可。,IEEE EFM,工作组标准化，编号,802.3ah,；,以太网封装；,国内标准已经制定完成；,产品开始在市场上迅速应用。,FSAN,提出，,ITU-T,标准化,G.984.x,；,ATM,、,GEM,封装；,标准已经完成；,支持厂家极少。,12,APON,技术,APON,技术的核心部分采用,ATM,技术。,利用,ATM,的集中和统计复用特性，提供从窄带到宽带等各种业务，不仅支

8、持可变速率业务，也支持时延要求较小的业务，具有支持多业务多比特率的能力。,对称速率,(155.52Mbit/s),和非对称速率,(,下行,622.08Mbit/s,，上行,155.52Mbit/s),。,传输距离最大,20KM,。支持的光分路比在,32-64,之间。,APON,技术具备综合业务接入、,QoS,服务质量保证等独有的特点；由于标准化时间较早，已有成熟商用化产品等等优点。,当然,APON,技术也存在利用,ATM,信元造成的传输效率较低；带宽受限；系统相对复杂、价格较贵；需要进行协议之间的转换等缺点。,13,EPON/GEPON,技术,EPON,和,GEPON,的基本差别就是标准化，前

9、者往往指非标设备，后者指符合,IEEE802.3ah,规范的设备技术的核心部分采用以太网技术。,在,EPON/GEPON,中，根据,IEEE802.3,以太网协议，传送的是可变长度的数据包。由于以太网适合携带,IP,业务，与,APON,相比，极大地减少了传输开销。,EPON/GEPON,能够提供高达,1Gbit/s,的上下行带宽。,传输距离最大,10-20KM,。支持的光分路比大于,16,。,14,EPON/GEPON,技术,EPON/GEPON,融合了,PON,和以太网的优点，系统结构更简化，标准宽松，成本更低；,1Gbit/s,的高速宽带，且易于升级；与现有的以太网兼容，无需协议转换；具有

10、同时传输,TDM,、,IP,数据和视频广播的能力等优点。随着多协议标签交换（,MPLS,）等新的,IP,服务质量,(,QoS,),技术的采用，也可提供一定的,QoS,保证。,EPON/GEPON,技术目前仍难以支持实时业务的服务质量；在安全性、可靠性等方面与电信级的服务相比仍有差距。,15,GPON,技术,GPON,技术针对,1Gbit/s,以上的,PON,标准，除了对更高速率的支持外，还是一种更佳、支持全业务、效率更高的解决方案。,引入通用成帧协议,(GFP),，能将任何类型和任何速率的业务进行原有格式封装后经由,PON,传输，而且,GFP,帧头包含帧长度指示字节，可用于可变长度数据包的传递

11、，大大提高了传输效率。因此能更简单、通用、高效地支持全业务。,GPON,提供,1.244,和,2.488Gbit/s,的下行速率和所有标准的上行速率。,传输距离可达,20KM(,逻辑,60KM),。支持的光分路比在,64-128,之间。,16,GPON,技术,与,EPON,力求简单的原则相比，,GPON,更注重多业务和,QoS,保证；能够简单、通用、高效的透明传送各种业务；具有前所未有的高比特率、高带宽；非对称特性更能适应未来的,FTTH,宽带市场；传输距离更远、覆盖范围更广。,但是,GPON,标准复杂且开发较晚，技术尚不成熟，其成本相对,EPON,仍显较高，目前未到达商品化阶段。,17,PO

12、N,技术基本比较,18,PON,应用环境,APON,适用于对带宽要求不高、对业务质量要求高或者需要运行混合业务的企事业单位的接入。,EPON/GEPON,主要面向对带宽要求高、对业务质量和网络安全要求不是太高、对成本敏感的以太网业务为主的中小型企事业单位的接入；如果成本进一步下降，也将作为,FTTH,的主要手段直接面向高端个人用户。,GPON,适合于少数对带宽要求高、需要提供电信级服务质量，且对成本不敏感的多业务需求的企事业单位的接入。,19,PON,发展趋势,APON,最成熟，但业务提供能力有限、性价比低，无法满足长远的发展，不建议大力发展，仅满足某些特定区域的接入需求。,EPON/GEPO

13、N,简单、高速、成本低、用户面广，技术、产品相对,GPON,成熟，是中近期可以大力发展的无源技术。,GPON,透明传输、高速高效、电信级服务，是发展的趋势，但成本相对高，商业化程度低，是中远期大力发展的无源技术。,GPON,的市场定位与,EPON,不同，两者相互补充的。,20,提 纲,PON,无源光网络概述,EPON,原理,EPON,在光进铜退中的应用模式,21,EPON,工作原理,-,帧结构,基于,802.3,帧格式,新增,LLID(,逻辑链路标示,),：用于在,OLT,上标识,ONU,22,LLID,定义,定义广播与单播实现,a.,广播：,MODE=1,或者,LLID=0 x7FFF,b.

14、,单播：,MODE=0,且,LLID!=0 x7FFFF,23,EPON,工作原理下行,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。,广播方式,24,EPON,工作原理上行,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。,TDMA,方式,25,系统工作过程,ONU,的操作,O

15、NU,通过下行控制帧的时间戳同步于,OLT,；,ONU,等待发现帧（,gate,）,ONU,进行发现处理，包括：测距，指定物理,ID,和带宽。,ONU,等待授权，,ONU,只能在授权时间发送数据,OLT,的操作,产生时间戳消息，用于系统 参考时间,通过,MPCP(,多点控制协议）帧指配带宽,进行测距操作,控制,ONU,注册,26,系统工作之关键技术,LLID,与仿真子层,MPCP,自动化注册和测距,27,LLID,与仿真子层,仿真子层的目的：,使下层的,P2MP,网络的处理方式看起来类似于多个,P2P,链路的集合。,LLID,的定义改变了以太网固有的特性，是传输质量获得可以控制的基础。,实现的

16、方法：,在每一个分组开始之前添加一个,LLID,，替代前导符的最后两个字节。,实现机制：,在,ONU,注册成动后分配一个唯一的,LLID,；,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,的或者广播包。,28,MPCP,协议,MPCP,在,OLT,和,ONU,之间规定了一种控制机制,MPCP,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：初始化模式和普通模式。,初始化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,29,MPCP,帧格式,五种类型的,MPCP,帧,GATE,（,OLT,发出）,允许接收到,GATE,帧的,ONU,立即或者在指定的时间段发送数据,REPORT,（,ONU,发出）,向,OLT,报告,ONU,的状态，包括该,ONU,同步于哪一个时间戳、以及是否有数据需要发