ITU-T984X协议简介介绍

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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,ITU-T,984.X,Winni,Wang,2011.06,目录,一 接入网,二,PON,三,ITU-T,984.X,四,Questions,2020/5/9,2,接入网,1,什么是接入网？,（,1,）,Access Network,，简称,AN,（,2,）从使用的角度理解接入网,直接为签约用户提供接入的网络,是一种运营网络，由运营商建设和管理,（,3,）从位置关系理解接入网,Last mile,：从网络指向用户方向，最后一公里,First mile,：从用户指向网络方向，最初一公里,一台设备或是一个网络,接入网,核心网,2020/5/9,3,接入网,2,接入网的两个重要标准,电信网接入网标准,ITU-T G.902,IP,接入网标准,ITU-T Y.1231,3,接入方式,双绞线接入,:,典型的是以太网接入,电话铜线接入,:,xDSL/,话带,Modem/ISDN,接入,同轴电缆接入,:,典型的是,Cable Modem,接入,光纤接入技术,:,无源光网,PON,无线局域网,WLAN,固定无线接入,移动无线接入,卫星接入,2020/5/9,4,接入网,接入网的发展,All IP,Service,Access,Core,X.25,ADSL,Ethernet,PSTN,IP,ATM,FR,GSM/GPRS,CDMA,Cable,PDH,SDH,Wireless Voice,Wireless Data,High Speed,Internet,Voice,Streaming,Dial-up,VoIP,Message,FTTH GPON,DSL,Eth/IP/MPLS,Aggregation Network,Location &,Presence,Message,Online Gaming,Voice,Data,Video,Storage,Directory,Wireless,2020/5/9,5,6,PON,什么是,PON?, 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,（,Optical Line Terminal,）、,光网络单元,ONU,（,Optical Network Unit,）,和无源分光器,POS,（,Passive Optical Splitter,）组成；,P,assive,O,ptical,N,etwork,无源光网络,OLT,ONU,O,ptical,L,ine,T,erminal,光线路终端,O,ptical,N,etwork,U,nit,光网络单元,P,assive,O,ptical,S,plitter,无源分光器,PSTN,Internet,CATV,ONU,ONU,P,assive,O,ptical,S,plitter,无源分光器,2020/5/9,7,PON,APON:,ATM Passive Optical Networks,BPON,:,Broadband Passive Optical Network,EPON:,Ethernet Passive Optical Networks,GE-PON:,Giga-bit Ethernet Passive Optical Networks,GPON:,Gigabit-capable Passive Optical Networks,EPON,GEPON,GPON,ATM,APON,BPON,Ethernet,EPON,GPON,几种,PON,标准,2020/5/9,8,PON,PON,TPON,APON/,BPON,GPON,EPON,WDM PON,国际标准,ITU-T G.983.x,ITU-T G.984.x,IEEE 802.3ah,国际标准,国际标准,国际标准,尚无标准,ITU-T G.982,国家标准,Q1/1998,国家标准,Q3/2000,国家标准,国家标准,尚无标准,Q4/2004,Q3/2004,PON,技术标准化进展,2020/5/9,9,目录, GP,ON,（,Gigabit-capable Passive Optical Networks,）,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,1Mbps,3M,8M,25M,100M,ADSL/ADSL2+,Copper Based,VDSL / ADSL2+,Copper Based,PON,Fiber Based,2002,2003,2006,2010,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,TV,VoD,HDTV,3km,2km,1km,20km,覆盖半径,为什么选择,GPON?,2020/5/9,10,目录,ITU:,国际电信联盟,（前身,CCITT),ITU-T:,国际电信联盟标准部,ITU: International Telecommunications Union,TSS: Telecommunication Standardization Sector,GPON,技术由,ITU-T,提出并标准化。,2003,年,1,月,31,日，,ITU-T,批,GPON,标准,G.984.1,和,G.984.2,，,2004,年，相继批准了,G.984.3,和,G.984.4,，形成了,G.984.x,系列标准，至此，,GPON,技术标准已经完成。,2020/5/9,11,目录,ITU-T G.984.3,GPON TC,层规格要求,GTC,复用结构及协议栈介绍,GTC,帧结构介绍,ONU,注册激活流程,DBA,规格要求,告警和性能,ITU-T G-984.1/2/3/4,产品开发简单,产品兼容性强,ITU-T G.984.1,GPON,网络参数说明,保护倒换组网要求,GPON,标准协议,ITU-T G.984.2,PMD,层规格要求,2.488Gbps,下行光接口参数规格要求,1.244Gbps,上行光接口参数规格要求,物理层开销分配,ITU-T G.984.4,OMCI,消息结构介绍,OMCI,设备管理框架,OMCI,实现原理简述,2020/5/9,General characteristics for Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON),该标准主要规范了,GPON,系统的总体要求，包括,OAN,的体系结构、业务类型、,SNI,和,UNI,、物理速率、逻辑传输距离以及系统的性能目标。,G.984.1,对,GPON,提出了总体目标，要求,ONU,的最大逻辑距离差可达,20km,，支持的最大分路比为,16,、,32,或,64,，不同的分路比对设备的要求不同。从分层结构上看，,ITU,定义的,GPON,由,PMD,层和,TC,层构成，分别由,G.984.2,和,G.984.3,进行规范；,12,ITU-T G984.1,2020/5/9,13,ITU-T G984.2,GPON,物理传输媒介层规格,(,Physical Media Dependent (PMD) layer specification,),G.984.2,要求，系统下行速率为,1.244,或,2.488Gbit/s,，上行速率为,0.155,、,0.622,、,1.244,或,2.488Gbit/s,。标准规定了在各种速率等级下,OLT,和,ONU,光接口的物理特性，提出了,1.244Gbit/s,及其以下各速率等级的,OLT,和,ONU,光接口参数。但是对于,2.488Gbit/s,速率等级，并没有定义,UP,光接口参数，原因在于此速率等级的物理层速率较高，对光器件的特性提出了更高的要求，有待进一步研究，从实用性角度看，在,PON,中实现,2.488Gbit/s,速率等级将会比较难。,2020/5/9,14,ITU-T G984.3,GPON,传输集中层规格（,Transmission convergence layer specification,）,这个文档介绍了很多与传输控制有关的概念，包括通道分类和管理等。重点介绍了,OLT,与,ONT,交互通信，包括：,GTC,数据帧介绍、,ONT,的,发现与注册过程处理、带宽管理、纠错处理等很多传输层的概念。阅读该文档，可以明确,OLT,与,ONT,通信机制。,G.984.3,引入了一种新的传输汇聚子层，用于承载,ATM,业务流和,GEM,（,GPONEncapsulationMethod,）业务流。,GEM,是一种新的封装结构，主要用于封装那些长度可变的数据信号和,TDM,业务。,G.984.3,中规范了,GPON,的帧结构、封装方法、适配方法、测距机制、,QoS,机制、加密机制等要求，是,GPON,系统的关键技术要求；,2020/5/9,15,ITU-T G984.4,GPON,中,ONT,的管理控制接口的规格,OMCI,（,ONT management and control interface specification,）,文档介绍了很多与,ONT,网络管理有关的概念，同时重点介绍了,OMCI,传输协议，,OMCI,管理实体。,就,ONT,开发，不管方案供应商是否提供了,OMCI,功能，都需要仔细的阅读这个文档。但文档的阅读，可以考虑根据具体需要分步阅读。首先完成文档前面部分内容,1,7chapter,的阅读，这部分内容不多，但对于建立完整概念很重要。再阅读,10,11chapter,，同样内容不多，建立与,OLT,交互流程处理的概念。再在这些概念的基础上，阅读,8,9chapter,，这两部分也建议先阅读,9,，明确实体的概念，再了解它们的关联性；同时这部分阅读是完全可以根据需要选择性的阅读，达到产品需求规格的要求即可。,2020/5/9,16,ITU-T G984.X,G984.1,5,Architecture of the optical access network,2020/5/9,17,ITU-T G984.X,G984.1,5,Architecture of the optical access network,2020/5/9,18,ITU-T G984.X,2020/5/9,19,ITU-T G984.X,2020/5/9,20,ITU-T G984.X,GPON,提供以下几种异步传输速率：,0.15552 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down,0.62208 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down,1.24416 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down,0.15552 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down,0.62208 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down,1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down,（目前的主流支持速率）,2.48832 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down,支持最大逻辑距离为：,60km,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,：,128,2020/5/9,21,ITU-T G984.X,下行数据,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。,2020/5/9,22,ITU-T G984.X,上行数据,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,upstream bandwidth map,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。每帧共有,9120,个时隙。,2020/5/9,23,ITU-T G984.X,IFpon,O,N,U,O,N,U,O,N,U,T-CONT,Port,T-CONT,Port,Port,T-CONT,T-CONT,Port,Port,Port,Port,Port,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,OLT,ONT,T-CONT,T-CONT,GEM Port,GEM Port,GPON,复用结构,GEM Port,：业务的最小承载单位。,T-CONT: Transmission Containers,。是一种承载业务的,Buffer,。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。,业务根据映射规则先映射到,GEM Port,中，然后在映射到,T-CONT,中进行上行传输。,GEM port,可以灵活的映射到,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,。,2020/5/9,24,ITU-T G984.X,GPON,协议栈,2020/5/9,ITU-T G984.X,C/M,平面由,3,部分组成：嵌入式,OAM,，,PLOAM,和,OMCI,。嵌入式,OAM,和,PLOAM,通道信息用于对物理层和,GTC,层进行管理。而,OMCI,提供了更高层次的统一的管理系统。,嵌入式,OAM,通道通过,GTC,帧头中域格式信息来提供,(BDMap,，,DBRu,等,),。功能包括：带宽授权，动态带宽分配信令等。,PLOAM,通道涉及,ONU,注册、加密，,Boot OMCI,等,功能。,OMCI,通道用于管理在,GTC,层上层定义的业务的管理,。,GTC,成帧子层：,1,、复用,/,解复用，,PLOAM,，,GEM,到,FTC,帧的映射,2,、,GTC,帧头的产生,/,解码,3,、基于,ALLOC-ID,的内部交换,GTC,适配子层：,1,、,ATM,、,GEM,、,OMCI,的上层适配,GPON,参考模型,2020/5/9,25,ITU-T G984.X,Physical Control Block Downstream (PCBd),Payload,AllocID,Start,End,AllocID,Start,End,1,100,200,2,300,500,T-CONT1,(ONT 1),T-CONT 2,(ONT 2),Slot,100,Slot,200,Slot,300,Slot,500,PLOu,PLOAMu,PLSu,DBRu,Payload x,DBRu Y,Payload y,Upstream,Bandwidth Map,125us,Downstream Framing,OLT,ONT 64,GPON,帧结构,2020/5/9,26,ITU-T G984.X,PLOAMu,PLSu,DBRu x,Payload x,DBRu y,Payload y,PLOu,DBRu z,Payload z,Delimiter,B bytes,BIP,1 bytes,ONU-ID,1 bytes,Ind,1 bytes,ONU-ID,1 bytes,Msg ID,1 bytes,Message,10 bytes,CRC,1 bytes,DBA,1,2,4bytes,CRC,1 bytes,GEM,header,Frame,fragment,GEM,header,Full,frame,GEM,header,Frame,fragment,PLI,12bit,Gem Port ID,12bit,PTI,3bit,HEC,13bit,ONT A,ONT B,Upstream Framing,DBA Report,Pad if needed,GPON,上行帧结构,2020/5/9,27,ITU-T G984.X,PCBd,n,Payload,n,PCBd,n + 1,Payload,n,Psync,4 bytes,Ident,4 bytes,PLOAMd,13 bytes,BIP,1 bytes,Plend,4 bytes,Plend,4 bytes,US BW Map,N*8 bytes,FEC Ind,1 bit,Reserved,1 bit,Super-frame,Counter 30 bits,Blen BW Map,Length 12 bits,Alen ATM Partition,Length 12 bits,CRC,8 bits,Access 1,8 bytes,Access 2,8 bytes,.,Access n,8 bytes,Alloc ID,12 bits,Flags,12 bits,SStart,2 bytes,SStop,2 bytes,CRC,1 byte,Send PLS,1 bit,Send PLOAMn,1 bit,Use FEC,1 bit,Send DBRu,2 bits,Reserved,7 bits,125us,Coverage of this BIP,Coverage of next BIP,Downstream Framing,GPON,下行帧结构,2020/5/9,28,ITU-T G984.X,GEM,Payload,CRC,PTI,Port ID,PLI,GEM Frame,Ethernet Packet,DA,SFD,Preamble,Inter packet gap,SA,LengthType,MAC client data,FEC,EOF,5 bytes,GPON,系统对以太网帧进行解析，将数据部分直接映射到,GEM Payload,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,2020/5/9,29,ITU-T G984.X,什么是,DBA?,- DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(,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,2020/5/9,30,ITU-T G984.X,GPON,系统采用,SBA+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。,DBA,的实现与,QoS,的保障机制有密切关系。,GPON,系统通过状态的上报以及,OLT,业务监视（非状态上报）支持动态带宽分配。,GPON,的状态上报,DBA,存在,3,种机制：,PLOu-State Ind DBA,;,DBRu-Piggy-back DBA,;,Payload DBA;,DBA,功能的实现机制主要包括以下几个部分：,OLT,或,ONU,进行拥塞检测,;,向,OLT,报告拥塞状态,;,按照指定参数更新,OLT,分配带宽,;,OLT,按照新分配的带宽和,T-CONT,类型发送授权,;,DBA,操作的管理。,DBA,2020/5/9,31,ITU-T G984.X,T-CONTs (Transmission Containers),：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,2020/5/9,32,ITU-T G984.X,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,2020/5/9,33,Forward Error Correction,FEC,。,一种基于,Reed-Solomon,的块编码算法，,FEC,码字由定长数据块和冗余位构成。,GPON,在传输层使用,FEC,算法可以将线路传输的误码率降低到,10E-15,可以避免数据重传。,GPON,系统上、下行均支持,FEC,处理。,对,PCBd,和,Payload,一起进行,FEC,处理，提高了数据传输质量。,FEC,处理,2020/5/9,34,ITU-T G984.X,激活过程,2020/5/9,35,ITU-T G984.X, OMCI,ONT management and control interface,的缩写。, OMCI,协议,指,OLT,与,ONT,之间,OMCI,数据传输的交互过程，,OLT,通过这种,OMCI,数据交互完成对,ONT,的管理控制。, OMCC(,ONT management and control channel,),OLT,分配给,GTC,特定的,Port-ID,，,Alloc-ID,就决定了,OMCC,。,根据,G984.3,，,ONT,的控制、管理层面有三部分：嵌入,OAM,、,PLOAM,、,OMCI,。,OMCI,只是其中的一种，它为高层的控制、管理提供统一接口。嵌入,OAM,通道、,PLOAM,通道都处在,GTC,一层，而,OMCC,处在,GTC,之上。,OMCI,2020/5/9,36,ITU-T G984.X,管理实体（,managed entities,）,在,G984.4,中，为了介绍与,OMCI,协议无关的,MIB,，引入了“管理实体”这个概念，实体是资源和服务结合的抽象概念。,根据,OMCI,的规范从实现的必要性分类,Requirement (R):,为了保证兼容，必须实现的实体。,Conditional Requirements (CR):,当确定某些功能规格后，为了保证兼容，必须实现的实体。这些实体是与具体功能相关联的，而这些功能是由不同客户的需求决定的。,Option (O):,针对客户可能提出某些要求，需要实现的实体，该实体与兼容性无关。,实体特征,实体包括属性（,Attributes,）和方法（,Action,）,实体的创建有以下几种方式：,ONT,启动时自动创建、,OLT,要求创建、实体创建引发新类型实体创建。,实体删除方式有几种：应,OLT,的要求删除、完成自己任务自动删除。有的实体长期居留，直到重新启动。,属性有几种可操作类型,:,(R),、,(W),、,(R, W),、,(R, Set-by-create),、,(W, Set-by-create),、,(R, W, Set-by-create),。,管理实体,2020/5/9,37,ITU-T G984.X,G984.4,中为了便于介绍，又把所有实体归为,13,类（目前,147,个）,1Equipment management,2ANI management,3Layer 2 data services,4Layer 3 data services,5Ethernet services,6802.11 services,7xDSL services,8TDM services,9Voice services,10MoCA,11Traffic management,12General purpose MEs,13Miscellaneous services,管理实体,2020/5/9,38,39,目录,GPON,与,EPON,的比较,GPON,EPON,标准,ITU.T,IEEE,速率,2.488G/1.244G,1.25G/1.25G,分光比,1:641:128,1:161:32,承载,ATM, Ethernet, TDM,Ethernet,编码方式,NRZ,8B/10B,带宽效率,92%,72%,QOS,Very good,，,Good,including Ethernet, TDM, ATM,only ethernet,光预算,Class A/B/C,Px10/Px20,测距,EqD,逻辑等距,RTT,DBA,标准格式,厂家自定义,TDM,支持,TDM over Ethernet,TDM over Ethernet,(PWE3, CESoEthernet)or native TDM),(PWE3, CESoEthernet),ONT,互通,OMCI,无,2020/5/9,Pr-End,Questions&Thanks!,2020/5/9,40,