《宽带接入技术》第3章课件

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,第,3,章 光纤接入技术,第3章 光纤接入技术,一、 光接入网的发展历史,新的宽带业务都需要有宽带接入服务的支撑，这种宽带接入是一种基础的服务，是运营商提供的一个宽带接入“管道”，在这个管道的基础上各种厂商、,SP,或运营商自身可以开发并提供各种各样的增值服务。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,一、 光接入网的发展历史任务一 EPON和GPON技术3.1,一、 光接入网的发展历史,韩国和日本是宽带接入发展最迅猛的国家，韩国宽带用户普及率居世界第一，日本政府也通过各种措施大力推进宽带发展。,宽带接入正成为美国普遍服务的下一个目标。美国宽带接入是以电缆电视和,ADSL,为主发展的，由于电信管制政策鼓励采用新技术建设网络以及竞争和业务增长的压力，近年来主导运营商对光纤到驻地（,FTTP,）的发展表现得十分积极。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,一、 光接入网的发展历史任务一 EPON和GPON技术3.1,一、光接入网的发展历史,我国宽带接入网在近年来发展也十分迅速，据统计，到,2011,年底，全国基础电信企业互联网宽带接入用户达到,1.55,亿户，比,2011,年初新增,2 880,万户。我国已成为仅次于美国的第二大宽带接入市场，其中宽带的主导技术已从,ADSL,向,FTTH,光纤接入技术过渡，还有少量宽带采用无线接入和电缆调制解调器接入。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,一、光接入网的发展历史任务一 EPON和GPON技术3.1.,二、 光接入网的分类,有源光网络：（,Active Optical Network,，,AON,），光纤接入方式是有源接入如,SDH,（,Synchronous Digital Hierarchy,，同步数字体系）、光纤以太网接入技术等。,无源光网络 ：（,Passive Optical Network PON,） ，该技术除了局端和用户端的设备需要供电外，中间的光网络是不需要供电的，因此可以极大地降低设备建设和维护的成本，也提高了网络的健壮性。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,二、 光接入网的分类任务一 EPON和GPON技术3.1.1,二、光接入网的分类,FTTx,技术：,（,1,）,FTTN,：,Fiber To The Node,，光纤到节点。,（,2,）,FTTCab,：,Fiber To The Cabinet,，光纤到交接箱。,（,3,）,FTTC,：,Fiber To The Curb,，光纤到路边。,（,4,）,FTTB,：,Fiber To The Building,，光纤到楼。,（,5,）,FTTP,：,Fiber To The Premise,，光纤到用户驻地。,（,6,）,FTTH,：,Fiber To The Home,，光纤到户。,（,7,）,FTTO,：,Fiber To The Office,，光纤到办公室。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,二、光接入网的分类任务一 EPON和GPON技术3.1.1,二、光接入网的分类,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,二、光接入网的分类任务一 EPON和GPON技术3.1.1,三、光接入网的拓扑结构,1,星型组网,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,三、光接入网的拓扑结构任务一 EPON和GPON技术3.1.,三、光接入网的拓扑结构,2,树型组网,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,三、光接入网的拓扑结构任务一 EPON和GPON技术3.1.,三、光接入网的拓扑结构,3,总线型组网,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,三、光接入网的拓扑结构任务一 EPON和GPON技术3.1.,四、无源光网络（,PON,）技术,PON,系统是指,OLT,和,ONU,之间的,ODN,（,Optical Distribution Network,，光配线网络）全部采用无源设备构成的光接入网，,PON,是一种点对多点（,P2MP,，,Point to multi-Point,）的光接入系统，它能够节省光纤资源，,ODN,无需供电，用户接入方便和支持多业务接入，是电信业界目前大力推行的宽带光纤接入技术，目前应用的主要有,EPON,和,GPON,技术两种。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,四、无源光网络（PON）技术任务一 EPON和GPON技术3,四、无源光网络（,PON,）技术,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.1,光纤接入技术概述,四、无源光网络（PON）技术任务一 EPON和GPON技术3,一、,EPON,技术起源和主要技术指标,EPON,（,Ethernet Passive Optical Network,，以太网无源光网络）是以太网技术和无源光网络,PON,技术的结合，为了提高以太网在“最后一千米”的应用，,IEEE EFM,工作组,2000,年开始制定,802.3ah,标准，其中包括,EPON,和,P2P,（,Point to Point,，点到点）光纤以太网两种技术，定义了速率,1000Mbit,/s,、传输距离,10km,和速率,1000Mbit,/s,、传输距离,20km,的两种点到点单纤双向光以太网系统。采用,WDM,方式实现单纤双向传输，上、下行分别使用,1 310nm,波长和,1 490nm,波长进行传输。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,一、EPON技术起源和主要技术指标任务一 EPON和GPON,一、,EPON,技术起源和主要技术指标,（,1,）,OLT,与,ONU,之间信号传输基于,IEEE 802.3,的以太网帧；,（,2,）采用,8B/10B,线路编码（,8,个数据比特编成,10,个线路比特），数据速率为上下行对称,1Gbit/s,线路比特率为上下行对称,1.25Gbit/s,；,（,3,）支持,164,的分光比和,10,或,20km,的传输距离；,（,4,）采用,WDM,方式实现单纤双向传输，上、下行分别使用,1 310nm,波长和,1 490nm,波长进行传输；,（,5,）以,MAC,控制子层的,MPCP,机制为基础，,MPCP,通过消息、状态机和定时器来控制访问,P2MP,的拓扑结构；,（,6,）,P2P,仿真子层是,EPON/MPCP,协议中的关键组件；,（,7,）提供了一种专门的运行、管理和维护（,OAM,）机制，实现链路监控、远端环回，并可以进行扩展以实现业务层管理功能。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,一、EPON技术起源和主要技术指标任务一 EPON和GPON,二、关键技术,1,EPON,的传输技术,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2 EPO,二、,EPON,关键技术,1,EPON,的传输技术,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,1,EPON,的传输技术,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,2,EPON,协议栈结构,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,数据链路层包含以下子层：,（,1,）,MAC Client,（媒体访问控制客户端）子层：提供终端协议栈的以太网,MAC,和上层之间的接口。,（,2,）,OAM,子层：负责有关,EPON,网络运维的功能。,（,3,）,MAC,控制子层：负责,ONU,的接入控制，通过,MAC,控制帧完成对,ONU,的初始化、测距和动态带宽分配。采用申请,/,授权（,Request/Grant,）机制，执行多点控制协议（,MPCP,），,MPCP,的主要功能是轮流检测用户端的带宽请求、分配带宽和控制网络启动过程。,（,4,）,MAC,（,Medium Access Control,，媒介接入控制）子层：负责物理层的数据转发功能。将上层通信发送的数据封装到以太网的帧结构中，并决定数据的发送和接收方式。,（,5,）,RS,（,Reconciliation Sublayer,，调和子层）子层：将,MAC,层的业务定义映射成,GMII,接口的信号。,RS,子层定义了,EPON,的前导码格式，它在原以太网前导码的基础上引入了逻辑链路标识符（,LLID,）区分,OLT,与各个,ONU,的逻辑连接，并增加了对前导码的,8,位循环冗余校验（,CRC8,）。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,物理层包含以下子层：,（,1,）,PCS,（,Physical Coding Sublayer,，物理编码子层）：将,GMII,发送的数据进行编码,/,解码（,8B/10B,），使之适合在物理媒质上传送。,（,2,）,PMA,（,Physical Medium Attachment,，物理媒介相联）子层：为,PCS,提供一种与媒介无关的方法，支持使用串行比特的物理媒介，发送部分把,10,位并行码转换为串行码流，发送到,PMD,层；接收部分把来自,PMD,层的串行数据，转换为,10,位并行数据。生成并接收线路上的信号。,（,3,）,PMD,（,Physical Medium Dependent,，物理媒介相关）子层：主要完成光纤连接、电,/,光转换等功能。,PMD,为电,/,光收发器，把输入的电压变化状态变为光波或光脉冲，以便能在光纤中传输。,（,4,）,MDI,（,Medium Dependent Interface,，媒质相关接口）：规范物理媒质信号和传输媒质及物理设备之间的机械和电气接口。,（,5,）,GMII,（,Gigabit Media Independent Interface,，吉比特媒质无关接口）：允许多个数据终端混合使用各种吉比特速率物理层。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,3,EPON,帧结构,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,RS,（,Reconciliation Sublayer,协调子层,),子层中各字段：,（,1,）,SLD,：,SLD,域用于进行,LLID,的定位，取值为,0xD5,。,（,2,）,LLID,：两字节，由,MODE,和,logical_link_id,联合构成。,Mode,变量：,1,比特，在,ONU MAC,中始终为,0,，在,OLT MAC,中，可为,1,或,0,。当,LLID,用来表示一个单拷贝广播或是组播通路时，置为,1,。当表示单播数据时，置为,0,。,Logical_link_id,：,15bit,，值为,0x7FFF,时，表示对未注册,ONU MAC,的广播帧，对于注册后的,ONU MAC,可以用,0x7FFF,之外的其他值。,（,3,）,CRC-8,：该域是一个,8,位循环冗余码，用于对,SLD,和,LLID,域进行校验，其生成多项式是：,G,(,x,)=,x,8,+,x,2,+,x,+ 1,。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,4,EPON,的测距技术,EPON,中要进行测距的原因主要有以下几个。,（,1,）,OLT,与各,ONU,间的环路时延不同。,（,2,）各,ONU,距,OLT,的光纤路径不同。,（,3,）各,ONU,元器件的不一致性。,（,4,）环境温度的变化和器件老化，环路延时也会发生不断的变化。,（,5,）测距是保证,PON,系统内,ONU,上行方向不发生时隙冲突的基础。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,4,EPON,的测距技术,（,1,）静态测距：用在新的,ONU,安装调试阶段、停机的,ONU,重新投入运行时，通过开窗测距技术获得往返时延，并对时延差异进行补偿。,（,2,）动态测距：应用于系统运行过程中，通过检测往返时延的变化对温度、光电器件老化等因素的影响进行补偿。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,4,EPON,的测距技术,测距要求如下：,（,1,）测距精度高，一般要求在,1,2Byte,。,（,2,）测距过程对运行中的其他,ONU,的影响最小，保证运行业务的,QoS,。,（,3,）测距范围大，即能提供的均衡延时大。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,4,EPON,的测距技术,测距原理：,OLT,和,ONU,中都有每隔一段时间（如,16ns,）就加,1,的计数器，这些计数器提供本地的时间戳（时间基准）。当,OLT,或,ONU,发送数据帧到对方时，它会把计数器的值加入时间戳域，以便于对方作为时间戳同步和环路延时计算的依据。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,二、,EPON,关键技术,4,EPON,的测距技术,RTT,= T,downstream,+,T,upstream,=,t,2,t,0,-,（,t,1,-,t,0,）,=,t,2,t,1,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,二、EPON关键技术任务一 EPON和GPON技术3.1.2,三、,EPON,的业务承载,1,TDM over EPON,技术,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,三、EPON的业务承载任务一 EPON和GPON技术3.1.,三、,EPON,的业务承载,1,TDM over EPON,技术,CESoP,的技术难点有以下：,（,1,）,TDM,信号与以太网之间高效合理的适配封装问题；,（,2,）,TDM,信号的严格同步定时问题；,（,3,）电路业务的,QoS,的保证问题：如何防止分组丢失、分组包乱序、包抖动。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,三、EPON的业务承载任务一 EPON和GPON技术3.1.,三、,EPON,的业务承载,2,视频业务,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.2 EPON,技术,三、EPON的业务承载任务一 EPON和GPON技术3.1.,三、,GPON,技术概述,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON技术概述任务一 EPON和GPON技术3.1.3,一、,GPON,技术概述,（,5,）,G.984.5GPON,增强带宽规范：,2007,年,9,月发布最初版，未来在,G-PON,系统中利用,WDM,技术为新增业务信号提供预留波长，为此定义波长范围，使光分配网,ODN,的价值最大化。,（,6,）,G.984.6GPON,距离延伸规范：,2008,年,3,月发布最初版，概括了利用物理层距离延伸装置实现距离延伸的,G-PON,体系架构和接口参数，最大距离距离可达,60km,，损耗预算超过,27.5dB,。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,一、GPON技术概述任务一 EPON和GPON技术3.1.3,二、,GPON,主要技术指标,（,1,）速率：,非对称：下行,2.5Gbit/s,、上行,1.25Gbit/s,（目前通常采用该方式）,对称：上下行,2.5Gbit/s,。,（,2,）传输距离：,20km,（,10km,可选）；,（,3,）分光比：可支持,164,的分光比，最大支持,1128,分光比。,（,4,）波长（波长复用）：,上行范围,1290,1330nm,（标称波长,1310nm,）,下行范围,1480,1500nm,（标称波长,1490nm,）。,（,5,）,G.984.5,为,GPON,的波段扩展，提出了,3,个扩展波段，同时对上行波长范围提出了增强的要求。,G.984.6,为,GPON,扩展了传输距离,60km,。,（,6,）,GPON,采用高效的,GEM,封装方法。,（,7,）丰富的,ONU,管理控制接口（,OMCI,）功能。,（,8,）多种业务类型及其完善的,QoS,保证架构。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,二、GPON主要技术指标任务一 EPON和GPON技术3.1,二、,GPON,主要技术指标,GPON,提供以下几种可选的传输速率：,（,1,）上行：,0.155 52 Gbit/s,，下行：,1.244 16 Gbit/s down,。,（,2,）上行：,0.622 08 Gbit/s,，下行：,1.244 16 Gbit/s down,。,（,3,）上行：,1.244 16 Gbit/s,，下行：,1.244 16 Gbit/s down,。,（,4,）上行：,0.155 52 Gbit/s,，下行：,2.488 32 Gbit/s down,。,（,5,）上行：,0.622 08 Gbit/s,，下行：,2.488 32 Gbit/s down,。,（,6,）上行：,1.244 16 Gbit/s,，下行：,2.488 32 Gbit/s down,。,（,7,）上行：,2.488 32 Gbit/s,，下行：,2.488 32 Gbit/s down,。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,二、GPON主要技术指标任务一 EPON和GPON技术3.1,二、,GPON,主要技术指标,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,二、GPON主要技术指标任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,1,GPON,的上下行工作方式,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,1,GPON,的上下行工作方式,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,2,GPON,的复用结构（采用三级复用结构）,GEM Port,：业务的最小承载单位。,T-CONT,：,Transmission Containers,，传输容器。是一种承载业务的缓冲器，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。,IF pon,：,GPON,接口。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,2,GPON,的复用结构（采用三级复用结构）,GPON,的复用规则：,各种业务根据映射规则先映射到,GEM Port,中，然后再映射到,T-CONT,中进行上行传输。,GEM port,可以灵活地映射到,T-CONT,中，一个,GEM Port,可以映射到一个,T-CONT,中去，多个,GEM Port,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,。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,2,GPON,的复用结构（采用三级复用结构）,GPON,的复用规则：,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,2,GPON,的复用结构,（,1,）,T-CONT,。,T-CONT,是,GPON,中上行带宽调度的最小单位，由,Alloc ID,来标识，这里的,Alloc ID,是系统内部使用的，等于用户配置的,T-CONT,时使用的索引值。用户在配置,T-CONT,时，系统会自动分配一个,Alloc ID,。用户配置,T-CONT,时使用的索引值，在单个,ONU,内不能重复，不同,ONU,之间可以重复。,OLT,在下行帧中的,Bwmap,字段，告诉,ONU,各个,Alloc ID,的上行数据时隙，,ONU,在各自时隙中发送上行数据，,T-CONT,结构如图。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,2,GPON,的复用结构,（,1,）,T-CONT,T-CONT,按用途分类可以分为：,管理,T-CONT,：由系统自动分配，用于为,OLT,和,ONU,之间的管理信息分配带宽。,业务,T-CONT,：由用户配置，为用户上行业务数据分配带宽。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,2,GPON,的复用结构,（,2,）,GEM Port,GEM Port,是数据流的最小单位，由,Port ID,来标识，这里,Port ID,是系统内部使用的，等于用户配置的,GEM Port,时使用的索引值。用户在配置,GEM Port,时，系统会自动为其分配一个,Port ID,，它等于用户配置,GEM Port,时使用的索引值，在单个,ONU,内不能重复，不同,ONU,之间可以重复。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,2,GPON,的复用结构,（,2,）,GEM Port,按方向分类：,下行,GEM Port,常用于传输下行的广播、组播和洪泛数据。,双向,GEM Port,常用于传输单播数据。,上行,GEM Port,很少使用。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,2,GPON,的复用结构,（,2,）,GEM Port,按用途分类,：, 管理,GEM Port,由系统自动分配，用于在,OLT,和,ONU,之间传输管理信息。,业务,GEM Port,由用户进行配置，用户传输上下行业务数据。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,2,GPON,的复用结构,（,3,）,PON,用户终端，由,ONU ID,标识。,这里的,ONU ID,是系统内部使用的，等于用户配置,ONU,时使用的索引值。用户在配置,ONU,时，系统会自动分配一个,ONU ID,，等于用户配置,ONU,时使用的索引值，在单个,PON,口内不能重复。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,3,GPON DBA,技术,GPON,系统采用,SBA,（静态带宽分配）,+DBA,的方式来实现带宽的有效利用，,TDM,业务通过,SBA,指配带宽以保证其高,QoS,，其他一些业务可以通过,DBA,来动态分配带宽。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,3,GPON DBA,技术,T-CONT,的带宽类型分为如下,4,种。, FB,：,Fixed Bandwidth,（固定带宽）。, AB,：,Assured Bandwidth,（保证带宽）。, NAB,：,Non-assured Bandwidth,（非保证带宽）。, BE,：,Best Effort Bandwidth,（尽力而为）。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,3,GPON DBA,技术,在,GPON,技术中，通过设置,5,种带宽类型，即,Type1,、,Type2,、,Type3,、,Type4,、,Type5,，与,T-CONT,带宽类型的对应关系如图所示。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,3,GPON DBA,技术,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,三、,GPON,关键技术简介,3,GPON DBA,技术, Type1,类型的,T-CONT,为固定带宽型，主要针对延时敏感的业务和优先级高的业务，如语音业务。, Type2,、,type3,类型的,T-CONT,为保证带宽型，主要针对视频和优先级高的数据业务。, Type4,为尽力而为类型，主要对,Internet,、,email,等数据业务，优先级比较低，此类业务对带宽需求不大。, Type5,为综合型的,T-CONT,类型，包括所有的带宽类型，可以承载所有业务。,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,三、GPON关键技术简介任务一 EPON和GPON技术3.1,四、,GPON,的业务承载,GPON,协议栈和封装方式,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,四、GPON的业务承载GPON协议栈和封装方式任务一 EPO,四、,GPON,的业务承载,1,TDM,业务在,GPON,中的映射方式,TDM,业务的,GEM,封装,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,四、GPON的业务承载TDM业务的GEM封装任务一 EPON,四、,GPON,的业务承载,2,以太网业务在,GPON,中的映射方式,以太网业务的,GEM,封装,任务一,EPON,和,GPON,技术,3.1.3 GPON,技术,四、GPON的业务承载以太网业务的GEM封装 任务一 EPO,五、,EPON,与,GPON,技术的比较,任务一,EPON,和,GPON,技术,五、EPON与GPON技术的比较任务一 EPON和GPON技,五、,EPON,与,GPON,技术的比较,任务一,EPON,和,GPON,技术,五、EPON与GPON技术的比较任务一 EPON和GPON技,PON,系统的基本组成：局端的光线路终端（,OLT,）设备、光配线网络（,ODN,）和光网络单元（,ONU,），其中局端设备和远端,/,用户端设备之间的光配线网络,ODN,只包含无源器件或设施。,任务二 认知光接入网的组成,3.2.1,光接入网的组成分析,PON系统的基本组成：局端的光线路终端（OLT）设备、光配线,一、,OLT,的原理与结构,OLT,功能模块示意图,任务二 认知光接入网的组成,3.2.1,光接入网的组成分析,一、OLT的原理与结构OLT功能模块示意图 任务二 认知光接,一、,OLT,的原理与结构,OLT,设备框图,任务二 认知光接入网的组成,3.2.1,光接入网的组成分析,一、OLT的原理与结构OLT设备框图任务二 认知光接入网的组,一、,OLT,的原理与结构,（,1,）接口板（或者称为线卡），提供,PON,接口和,ODN,连接。,（,2,）主交换板，提供核心交换功能。,（,3,）主控板（主控和主交换板可能合在一个板卡）。,（,4,）上联板（,GE/10GE,），连接到核心网，提供业务接入功能。,任务二 认知光接入网的组成,3.2.1,光接入网的组成分析,一、OLT的原理与结构任务二 认知光接入网的组成3.2.1光,二、,ONU,的原理与结构,ONU,的接口：位于用户终端和,ODN,之间，网络侧是光接口，用户侧是电接口，为用户提供业务接口。,ONU,的功能：实现用户接入功能。主要是终结来自,ODN,的光纤、处理光信号，因此，,ONU,需要有光,/,电和电,/,光转换功能，还要完成对语音信号的数,/,模和模,/,数转换、复用、信令处理和维护管理功能。,安装位置：,ONU,既可以安装在用户住宅处，也可以安装在,DP,（路边）处甚至,FP,（楼边）处。,任务二 认知光接入网的组成,3.2.1,光接入网的组成分析,二、ONU的原理与结构任务二 认知光接入网的组成3.2.1光,二、,ONU,的原理与结构,ONU,功能示意图,任务二 认知光接入网的组成,3.2.1,光接入网的组成分析,二、ONU的原理与结构ONU功能示意图任务二 认知光接入网的,二、,ONU,的原理与结构,ONU,设备框图,任务二 认知光接入网的组成,3.2.1,光接入网的组成分析,二、ONU的原理与结构ONU设备框图 任务二 认知光接入网的,三、,ODN,的基本组成,ODN,位于,ONU,和,OLT,之间，为,OLT,与,ONU,提供光传输手段，完成光信号的传输和功率分配任务 ，,ODN,通常呈树型分支结构。,任务二 认知光接入网的组成,3.2.1,光接入网的组成分析,三、ODN的基本组成任务二 认知光接入网的组成3.2.1光接,三、,ODN,的基本组成,（,1,）局端配线设施：光配线架,ODF,等。,（,2,）光分配点设施：光配线架、光交接箱、光分线盒、光分路器、光分歧接头盒等。,（,3,）光用户接入点设施：光分路器、光分线盒、光接头盒等。,（,4,）用户端接设施：用户智能终端盒、光纤信息面板。,（,5,）其他基本器材：光缆、光纤连接器、尾纤等。,任务二 认知光接入网的组成,3.2.1,光接入网的组成分析,三、ODN的基本组成任务二 认知光接入网的组成3.2.1光接,任务二 认知光接入网的组成,3.2.2,光接入网典型案例分析,任务二 认知光接入网的组成3.2.2光接入网典型案例分析,一、,FTTH,组网方式,任务二 认知光接入网的组成,3.2.2,光接入网典型案例分析,一、FTTH组网方式任务二 认知光接入网的组成3.2.2光接,二、,FTTB + LAN,组网方式,任务二 认知光接入网的组成,3.2.2,光接入网典型案例分析,二、FTTB + LAN组网方式任务二 认知光接入网的组成3,三、,FTTB + xDSL,组网方式,任务二 认知光接入网的组成,3.2.2,光接入网典型案例分析,三、FTTB + xDSL组网方式任务二 认知光接入网的组成,四、,FTTO,组网方式,任务二 认知光接入网的组成,3.2.2,光接入网典型案例分析,四、FTTO组网方式任务二 认知光接入网的组成3.2.2光接,五、,FTTx,的其他应用,1.,视频监控应用,任务二 认知光接入网的组成,3.2.2,光接入网典型案例分析,五、FTTx的其他应用任务二 认知光接入网的组成3.2.2光,五、,FTTx,的其他应用,2. 3G,基站的传输,任务二 认知光接入网的组成,3.2.2,光接入网典型案例分析,五、FTTx的其他应用任务二 认知光接入网的组成3.2.2光,PON,网络的系统设计主要涉及到两块：,OLT,的规划,ODN,网络的设计,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,PON网络的系统设计主要涉及到两块：任务三 光接入网工程建设,一、,PON,系统的组网设计,1. OLT,设备设置原则,城市区域：,新增,OLT,建议采用大容量,GPON,设备，这样可以避免多个小容量,OLT,占用过多上联光缆的现象。,城市区域,OLT,设备一般设置在端局或,IP,数据网汇聚节点，单个,OLT,节点覆盖范围控制在,3,5km,以内，建议,OLT,集中部署以降低网络复杂度；,对于用户密集且规模大的区域，若上联管线等资源不能满足需求，在机房能保持长期稳定，空间、电源和出局路由等条件允许的前提下，,OLT,位置可适度下移到现有主干光缆环上的接入局点。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,一、PON系统的组网设计任务三 光接入网工程建设3.3.1,一、,PON,系统的组网设计,1. OLT,设备设置原则,乡镇区域：,OLT,局站覆盖原则上控制在,10km,范围以内，特殊地区如沿道路延伸或山区链状分布区域，可适当延长至,15km,，乡镇,OLT,局站一般设置在供电、设施、出局路由等条件较好的乡镇机房内。,OLT,的上联口在汇聚用户较多、上联流量超过,1G,的情况下，,OLT,可以直联到,BAS,（宽带接入服务器），并采取上联的汇聚保护；,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,一、PON系统的组网设计任务三 光接入网工程建设3.3.1,一、,PON,系统的组网设计,1. OLT,设备设置原则,同一,OLT,设备可同时下挂,FTTH,、,FTTB,或,FTTN,等各种不同类型的接入用户，但同一,PON,口下用户类型应保持同一种类型（,FTTH/B/N,类型），不得将,FTTB/N,与,FTTH,用户接入到一个,PON,口中，这样做的原因是基于,ODN,网络的整体规划设计和便于用户带宽的控制。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,一、PON系统的组网设计任务三 光接入网工程建设3.3.1,一、,PON,系统的组网设计,2. FTTH,与,FTTB,共,OLT,设备组网原则,在,FTTH,应用中，,FTTH,模式下的,ONU,设备不宜与,FTTB,应用模式下的,ONU,设备接入同一个,OLT PON,口。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,一、PON系统的组网设计任务三 光接入网工程建设3.3.1,一、,PON,系统的组网设计,2. FTTH,与,FTTB,共,OLT,设备组网原则,FTTH,应用：宜采用支持较大分光比的光模块进行组网，如对于,EPON,系统，采用,PX20+,光模块（最大,164,），对于,GPON,系统，采用不低于,Class C+,等级的光模块（最大支持,1128,）。,FTTB,应用，虽然,EPON,或,GPON,技术中在光模块的支持下可以实现大分光比的组网，但基于,FTTB,模式中一个,FTTB ONU,设备（,MDU,）通常要连接多个用户（典型的,FTTB ONU,为,16FE+16POTS,，,16,个用户），从带宽的需求来说，在,FTTB,组网模式下不提倡用大分光比的分光器。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,一、PON系统的组网设计任务三 光接入网工程建设3.3.1,一、,PON,系统的组网设计,2. FTTH,与,FTTB,共,OLT,设备组网原则,由于,GPON,技术的新型,CLASS C+,光模块可以获得更大的最大允许光通道插损，可以允许更大的传输距离和支持更大的分光比组网，因此，在最近两年的,FTTH,工程建设中，已经采用,GPON,技术进行,FTTH,建设，而逐步停止,EPON,技术,OLT,的扩容。,（,1,）在同一个,OLT,平台上可以混插,EPON,和,GPON,单板，这样可以同时支持,EPON,和,GPON,终端的接入，但应以,GPON,技术为主。,（,2,）对于现在主流的,FTTH,应用，应推进不同厂商的,OLT,与,ONU,终端之间的互连互通组网，目前已经有绝大部分厂家之间的,OLT,与,ONU,终端可以互通，但不同厂家设备的兼容性仍有待检验。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,一、PON系统的组网设计任务三 光接入网工程建设3.3.1,二、,PON,系统内带宽规划原则,1. PON,系统内带宽规划原则,通常带宽规划需满足如下要求。,（,1,）根据不同业务、不同客户群的需求进行差异化的带宽分配，如在基础电信业务中语音业务和视频业务对时延的要求比较高，因此这类业务的优先级通常设置得比较高。,（,2,）应保证,PON,系统内不同用户的基本可用带宽。,（,3,）高优先级业务的带宽要优先保证，如视频业务的带宽。,（,4,）对用户的最大可用带宽进行限制。,（,5,）对于,FTTH,组网应用，可以根据需要将,OLT,或,BRAS,设置为组播复制点，建议将,OLT,设置为组播复制点。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,二、PON系统内带宽规划原则任务三 光接入网工程建设3.3.,二、,PON,系统内带宽规划原则,2. PON,系统内带宽测算,FTTH,应用的是,PON,技术，在,PON,网络中，单个,PON,口的带宽通常是由分光器下挂的,N,个,ONU,所带的,M,个用户共享的，分光比越大，用户数越多，每个用户平均享受的带宽越小。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,二、PON系统内带宽规划原则任务三 光接入网工程建设3.3.,二、,PON,系统内带宽规划原则,2. PON,系统内带宽测算,PON,系统的可用带宽实际上小于线路速率，因为内部还有开销的原因，通常,EPON,系统的下行可用带宽在,900M,左右，,GPON,系统的下行可用带宽在,2 000M,左右。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,二、PON系统内带宽规划原则任务三 光接入网工程建设3.3.,二、,PON,系统内带宽规划原则,2. PON,系统内带宽测算,业务,i,：指的是,ONU,终端所带的业务，如宽带、视频（组播）等，通常视频组播类的业务中高清视频带宽取,12M/,路，标清视频带宽取,3M/,路。,业务,i,并发比：指该种业务的在线用户数占全部用户数的比例。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,二、PON系统内带宽规划原则任务三 光接入网工程建设3.3.,二、,PON,系统内带宽规划原则,2. PON,系统内带宽测算,FTTH,带宽测算示例如下：,假定所有业务的并发比统一取,50%,，在,EPON,系统中，按,164,组网，每个用户的平均下行带宽（以,ONU,为单位）：,950/,（,6450%,）,= 29.69M,。,GPON,系统如果按,1128,组网，每户的平均下行带宽可达,2 200/,（,12850%,）,= 34.38M,。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,二、PON系统内带宽规划原则任务三 光接入网工程建设3.3.,例题：,某一,EPON,设备,PON,口下,FTTH,相关业务开通如下：宽带上网,40,户，平均带宽,4Mbit,/s,，视频用户,15,户（标清,12,户、高清,3,户），求该,PON,口下的下行带宽利用率。（宽带业务业务并发比为,0.6,，视频业务并发比为,0.4,）,解答：安装标清带宽取,3Mbit/s,，高清带宽取,12Mbit,/s,实际的下行业务带宽,= 4040.6+153 0.4+1230.4 = 128.4Mbit/s,下行带宽利用率：,128.4 / 950 = 13.5%,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,例题：任务三 光接入网工程建设3.3.1 PON系统设计,三、光接入网,ODN,设计原则,ODN,（,Optical Distribution Network,，光配线网络）用于在,OLT,和,ONU,间提供光通道，入户光缆是,ODN,的接入部分。,ODN,网络早期没有固定的结构，一般按照从局端到用户端的网络结构划分，通常分为馈线光缆段、配线光缆段、入户光缆段，如图所示。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,三、光接入网ODN设计原则任务三 光接入网工程建设3.3.1,三、光接入网,ODN,设计原则,ODN,的四级网络结构,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,三、光接入网ODN设计原则任务三 光接入网工程建设3.3.1,四、光接入网,PON,系统传输距离测算,1,PON,系统中的光模块,EPON,系统中常用的光模块有：, 1000BASE-PX20,光模块。这种光模块的最大允许通道插损为,24dB,，支持的最大光分路比为,132,，这种光模块支持的光路传输距离和分光比有限，新建网络已基本不再配置该光模块；, 1000BASE-PX20+,光模块。这种光模块的最大允许通道插损为,28dB,，支持的最大光分路比为,164,，当前建设的,EPON,网络设备基本上配置的都是该光模块。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,四、光接入网PON系统传输距离测算任务三 光接入网工程建设3,四、光接入网,PON,系统传输距离测算,1,PON,系统中的光模块,GPON,系统中目前常用的光模块有：, Class B+,光模块。这种光模块的最大允许通道插损为,28dB,，支持最大光分路比为,164,，目前网络中应用的,GPON,设备普遍配置的是,Class B+,光模块；, Class C+,光模块，这种光模块的最大允许通道插损为,32dB,，支持最大光分路比为,1128,，从光器件技术上来说,Class C+,光模块已经成熟，应是今后的发展方向。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,四、光接入网PON系统传输距离测算任务三 光接入网工程建设3,四、光接入网,PON,系统传输距离测算,2,PON,系统的传输中离测算,在以,PON,系统为基础的,FTTx,（主要是,FTTH,）组网模式中，光路传输距离的测算是一件很重要的工作。在不同的区域，根据用户密度的不同，会有不同的覆盖范围。,OLT,的覆盖范围通常在,3,10km,范围以内，考虑到目前的光接入网系统中大量采用了大分光比的分光器、活动连接器等光器件，限制了光接入网的传输距离。目前典型的光接入网,OLT,的传输距离在,3,5km,左右。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,四、光接入网PON系统传输距离测算任务三 光接入网工程建设3,四、光接入网,PON,系统传输距离测算,2,PON,系统的传输中离测算,光接入网,FTTH,的光链路示意图,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,四、光接入网PON系统传输距离测算任务三 光接入网工程建设3,四、光接入网,PON,系统传输距离测算,2,PON,系统的传输中离测算,OLT,至,ONU,的最大传输距离计算公式为：,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,四、光接入网PON系统传输距离测算任务三 光接入网工程建设3,四、光接入网,PON,系统传输距离测算,2,PON,系统的传输中离测算,公式中各物理量表示意义如下：,P,：,PON,系统光链路,R/S-S/R,最大允许通道插损，与两端,OLT,和,ONU,设备的光模块有关系。,IL,：,OLT,与单个,ONU,之间所有光分路器插损之和。,A,c,：单个活动连接器的损耗，一般按照最坏值取值，可以取,0.5dB/,个。,n,：,OLT,与单个,ONU,之间活动连接器的数量。,A,wdm,：,WDM,器件的插损。,M,c,： 光链路的线路维护余量。,：如果光链路中存在模场直径不匹配的光纤连接等引入的附加损耗，则有此附加损耗存在。,A,f,：光纤线路的衰减系数。,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,四、光接入网PON系统传输距离测算任务三 光接入网工程建设3,四、光接入网,PON,系统传输距离测算,2,PON,系统的传输中离测算,PON,系统最大允许通路插损,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,四、光接入网PON系统传输距离测算任务三 光接入网工程建设3,四、光接入网,PON,系统传输距离测算,2,PON,系统的传输中离测算,分光器典型插入损耗数值,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,四、光接入网PON系统传输距离测算任务三 光接入网工程建设3,四、光接入网,PON,系统传输距离测算,2,PON,系统的传输中离测算,线路维护余量,任务三 光接入网工程建设,3.3.1 PON,系统设计,四、光接入网PON系统传输距离测算任务三 光接入网工程建设3,示例：,如图所示，光接入网采用,GPON,组网，网络中的,OLT,和,ONU,端的光模块都为,Class C+,（支持最大插损,32dB,），系统采用二级分光模式，第一级光分路器为,18,（插损,10.5dB,），第二级光分路器为,116,（插损,13.8dB,），总分光比按,1128,设计，求,OLT,至,ONU,的最大传输距离。,任务三 光接入网工程建设,示例：如图所示，光接入网采用GPON组网，网络中的OLT和O,解答：,（,1,）系统采用的,GPON,的,Class C+,光模块，最大允许插损,P,= 32dB,。,（,2,）系统采用二级分光方式，两级分光器的插损之和,IL,= 10.5+13.8 =24.3dB,。,（,3,）系统中除,OLT,和,ONU,接口处的连接器外，总共有,8,个活动连接器（,MODF,架,2,个、主干光交接箱,2,个、光配线点,2,个、光用户节点,2,个），活动连接器的插入损耗,= 0.58 =4dB,（按照每个活接头,0.5dB,计算）。,（,4,）系统的线路维护余量,M,c,取值,2.5dB,。,（,5,）系统中没有,WDM,合波器，主干、配线光缆纤芯为,G.652D,，引入光缆纤芯为,G.657A,，无附加损耗，所以,A,wdm,和,均为,0,。,（,6,）光纤线路衰减系数取,0.4dB/km,。,（,7,）传输距离：,L,（,32-24.3-4-2.5,）,/ 0.4 = 3 km,。,任务三 光接入网工程建设,解答：任务三 光接入网工程建设,一、设备验收与施工准备,1,