华为公司PON技术交流.ppt

华为公司PON技术交流,目录,接入带宽需求越来越大,家庭数字业务快速发展，4K视频及智慧家庭等大带宽应用驱动家庭带宽需求持续提升，2020年达80Mbps,数据来源：Arthur D. Little,数据来源：Broadband Stakeholder Group,业务带宽 80Mbps,未来10年典型场景下英国家庭带宽需求,未来家庭数字业务及带宽需求,1995-1998,1996-2000,1999-2005,2005-2009,2010-至今,2015 - 2020,运营商“营销带宽”不断攀升,固定宽带成运营商开展业务基础，移动、Cable、新兴运营商加大投入，通过提供大带宽与固网运营商竞争 为应对竞争，运营商超越业务带宽，通过大幅提升“营销带宽”提升品牌和市场竞争地位，未来超1Gbps,接入技术持续演进,不同的接入介质（双绞线、同轴线缆、光纤）有不同的演进路线 新技术（G.fast， Docsis3.1，NGPON）驱动带宽由100M向1G迈进,100M Access,Gigabit Access,10M Access,平均带宽,目录,有线接入方式对比,对家庭个人客户最常用的接入方式为DSL和PON，随着FTTH的推进，PON更为主流 DSL适用于老网络改造，且光纤铺设不方便的项目 PON技术由于带宽大，传送距离长，光纤价格低于铜线等原因，成为建设主流,Passive Optical Network 无源光网络,OLT,ONU,Optical Line Terminal 光线路终端,Optical Network Unit 光网络单元,PSTN,Internet,CATV,ONU,ONU,Splitter 无源分光器,PON是无源光网络（Passive Optical Network ）的简称，是一种点到多点(P2MP)结构的无源光网络； PON由光线路终端OLT、光网络单元 ONU和光配线网络ODN组成； OLT完成PON业务转发及网络的对接；POS为OLT到ONU提供光传输媒介；ONU是PON网络中直接与用户接入 的设备，实现用户业务的接入，包括一系列终端：ONT/MXU OLT和ONU部分称为光分配网络(ODN: Optical Distribution Network),小区,生产,办公,服务,什么是PON?,PON基本原理,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,广播方式： OLT广播发送，ONU选择接收属于自身的数据，其他的丢弃,TDMA方式： ONU在自己的固有时隙发送数据；某一时刻一个PON口下已有一个ONU发光。,下行数据,上行数据,PON基本原理,PON关键技术DBA,为什么?,怎么做?,结果呢?,PON采用TDMA机制控制上行流量，基于碰撞无法在无源ODN实现或承受效率严重损失。,OLT内部DBA模块不断收集DBA报告信息，进行计算，并将计算结果以BW Map的形式下发给各ONU。 各ONU根据BW Map信息在各自的时隙内发送上行突发数据，占用上行带宽。这样就能保证每个ONU可以根据实际的发送数据流量动态调整上行带宽，提升了上行带宽的利用率。,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，特别适用于对带宽突变比较大的业务,PON关键技术测距,为什么?,怎么做?,结果呢?,ONU以TDMA方式（也就是在同一时刻，OLT一个PON口下的所有ONU中只有一个ONU在发送数据）发送上行信元时可能会出现碰撞冲突,OLT在ONU第一次注册时就会启动测距功能，获取ONU的往返延迟RTD（Round Trip Delay），计算出每个ONU的物理距离。 根据ONU的物理距离指定合适的均衡延时参数（EqD：Equalization Delay）。,通过RTD和EqD，使得各个ONU发送的数据帧同步，保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。相当所有ONU都在同一逻辑距离上，在对应的时隙发送数据即可，从而避免上行信元发生碰撞冲突。,冲突,PON关键技术突发光电技术,为什么?,怎么做?,结果呢?,ONU在许可的时隙内发送数据，OLT上根据时隙突发接收每个ONU的数据。,ONU突发光电。 OLT光功率突变快速处理，动态调整阈值。,OLT接收到的数据正常，没有叠加失真； OLT动态检测接收信号，保证距离较远、光功率衰耗大的信号可以正常接收识别。,信号失真,信号丢失,IFpon,IFpon,IFpon,1：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,备用光纤,Type A 光纤备份,IFpon,IFpon,IFpon,2：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,Type B OLT端口备份,IFpon,设备没有任何备份措施. 主干光纤故障后，由人工切换至备用光纤. 业务肯定中断，中断时间取决于线路恢复时间. 如果到用户的线路故障，业务就会中断，无法备份。,OLT设备上有两个GPON接口. 此种保护方式仅限于主干光纤出现故障时，系统会自动切换到备用系统，实现了对骨干光纤的保护。 保护对象限于OLT与ODN之间的光纤故障和OLT单板硬件故障,保护范围,保护范围,PON网络保护方式Type A、B,IFpon,IFpon,IFpon,1：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,Type C /D 全备份方式,IFpon,IFpon,IFpon,1：N分光器,OLT和ONT上均有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在1:1模式下。 此种保护方式是一种全网保护光纤倒换方式，OLT与ONU之间有完全不同的两条通路，可以保证各种故障都得到恢复 。 当ONU的主用PON口或用户线路故障时，ONU会自动将业务倒换到备用PON口上，业务通过备用线路和OLT的备份端口上行。业务基本不会中断。 实现难度较大，成本较高。 系统利用率低。,全网保护,PON网络保护方式Type C/D,Type C/D 双上行手拉手保护,OLT和ONT上均有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在1:1模式下。 保护接口可以在一台OLT上，利用不同的PON端口实现保护，也可以在不同的OLT上的PON口,PON网络保护方式手拉手,PON技术优势：大带宽,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。 带宽：与信号的频谱和传输的介质相关。GPON上行1.25G，下行2.5G，理论上光传输的带宽极大。,接入技术趋势：,接入技术,业务需求,PON技术优势：损耗小、传输距离长、广覆盖,光全反射原理：当光线在玻璃上的入射角大于某一临界值时，光线将完全反射回玻璃，而不会漏入空气，这样，光线将被完全限制在光纤中，而几乎无损耗地传播。 上行1490nm，下行1310nm。在单模光纤中传输时衰减最小，0.20.4dbm/km。,PON技术优势：光纤材质优势，成本低,光纤呈圆柱形，由纤芯、包层与涂层三大部分组成:,纤芯和包层主要采用高纯度的SiO2二氧化硅；涂层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙，增加机械强度和可弯曲性。 无电磁干扰 重量轻、尺寸小 成本低,PON技术优势：易运维,光分配网络， 无源器件，利于维护，大大减少了故障率。 单纤双向,PON技术优势：易运维（续）,GPON的光功率预算更大，支持更高分光级数； 带宽大，宽带入户成本优；OAM特性完善；GPON后续标准更完善,GPON接入：全面领先EPON,从运营商的采购行为来看 国内运营商在新的集采中，开始主力采购GPON组网，EPON仅用于老网扩容 海外客户，除了日韩，均采用GPON 从网络存量来看：国内三大运营商GPON用户与EPON用户基本相当 从PON的产业链来看 GPON占据市场主流，产业链后来居上，更加成熟，关键器件价格逐年下降 EPON 和 GPON的成本趋同,近两年年电信、联通以及移动PON集采简介,GPON是全球运营商的主流选择,目录,PON网络应用场景,商住地产,IP/MPLS,Internet,FTTO,酒店,学校,大企业,智慧小区,FTTB,FTTH,FTTW,全光接入,网管U2000,OLT,网络与业务解耦，快速部署新业务 带宽弹性扩容，持续演进 端到端系列化产品，满足多场景接入 高效运维，与其他华为设备统一网管,VOIP,统一接入平台OLT,MA5608T,MA5683T,MA5680T,MA5680T两款业务插框：21英寸、19英寸。21”插框比19”插框多2个业务槽位 高度：10U 功耗： 满配(H802SCUN+H805GPFD) 1010.55W， 770.695W； (H801SCUH+H805GPFD) 1178.55 W，913.695W,MA5680T业务框,21”业务框,19”业务框,MA5680T业务框介绍,双主控板槽位,双上行板槽位,双电源板槽位,业务板槽位,风扇框,MA5683T业务框,MA5683T业务框介绍,两个业务槽位,两个主控槽位，含上行口,电源板,用户板与MA5680/83T完全兼容, 减少了备件种类和数量、降低维护工作量，节省了OSS重新集成的投入（与CO端MA5680/83TT采用相同的软件版本） 支持10GE/GE 环网保护 , 为企业提供高可靠性,风扇,高2U，88.1mm,宽442mm（不带挂耳）,深244.5mm,MA5608T概述,F01S200室外机柜，支持MA5608T,可靠的安全性能 完善的监控 便捷的维护 集成的结构设计,室外柜配置MA5608T示意,FTTO 系列产品MA567x，灵活接入,MA5671,MA5673,MA5675,MA5675M,大带宽 1Gbps速率到桌面 免维护 即插即用，支持USB口，管理维护全部在网管中心完成 超高防护能力 6KV防雷 高品质，多POTS 语音自交换，T.38高速传真；多个POTS口，满足企业接入,高性能 双核CPU，更快速 高节能，高防护 高节能，无风扇静音设计 FE 6kV， POTS 4kV，电源6kV 多场景 FTTB 企业接入,MA5626-8支持反向POE,MA5626-24,MA5620-24,MA5620/26/71：高节能FE接入利器,MA5626（正向POE）,MA5669（正向POE）室外一体化,内置PSE，无需外置电源 施工只需要一个电源接口 网管统一分配功率输出 实时显示、调整功率负荷 显示当前POE负荷功率，可分配功率余额，工作状态 设定功率保障优先级 三个等级的POE功率输出， 功率不足，根据优先级供电,正向POE用于承载FTTW，解决AP供电难题,小巧美观，绿色节能,易维护，易管理,规格齐全,提供丰富的硬件接口，实现高速宽带，高品质语音、视频和CATV等业务接入 提供安全可靠的无线接入业务,支持POTS口外线测试、呼叫仿真，轻松实现远程故障定位 支持实现端到端链路检测，隔离网络问题 支持远程批量升级，每小时可达2000台,单芯片集成PON，语音，网关及LSW模块 支持备电，提高可靠性,ONT,系列化的ONT,桥接型,桥接+语音型,网关型,HG8010H 1GE,HG8245H 2POTS 4GE 1USB WIFI(11n 2*2),HG8240H 2POTS 4GE,HG8040H 4GE,HG8247H 2POTS 4GE 1USB WIFI(11n 2*2) 1RF,HG8012H 1GE 1RF,HG8045D 4GE 1USB WIFI(11n 2.4G 3*3 + 5G 3*3),HG8242H 2POTS 4GE 1RF,HG8045A 4FE 1USB WIFI(11n 2.4G 3*3 + 5G 3*3),GPON支持1:128大分光比,总链路损耗= 分光器衰减24.5 + 活接头0.5*7 + 光线长度0.35*L + 预留3,Class C+ 32dB光功率预算，L 约为3km， Class C+ 35dB光功率预算，L约为11km,有效解决主干光纤不足问题。 但需注意保证施工质量，考虑系统资源合理规划，光模块成本增加。,链路聚合组,MSTP/RRPP/G.8032,LAG,OLT,网络侧,接入侧,设备,MA5680T,MA5683T,双电源板,双主控板,双上行板,双电源板,双上行板,双主控板,三重保护，业务不中断,统一网管，运维可视,快速割接：网管一键操作，PON口业务,ONUs,OLT,PON1,PON2,U2000,手工跳纤（从PON1到PON2）,网管上一键数据迁移,U2000,ONU,部署表单,Excel表单工具，无需熟悉命令行,快速布放：ONU批量离线预部署快速布放，即插即用、上电走人,E2E业务流可视 , 故障一目了然；配合业务关键信息和测试诊断, 快速定位故障,运维可视化：E2E查询和诊断，快速排查业务故障,业务轻松部署,流氓ONU检测原理： 先进的流氓ONU检测技术，可以通过检测、排查、隔离三个步骤将流氓ONU隔离，保证其他ONU的业务恢复正常。 OLT能够实时检测ONU的占用时隙，以判断是否存在流氓ONU存在； 排查确定具体哪个ONU是流氓ONU； 隔离关闭ONU光模块的发送电源，消除流氓ONU对PON口下其他ONU的影响；,FEC上行,FEC下行,OLT,ONT,ONT,什么时候需要FEC ONT距离远，线路质量差，导致光功率预算不足或者导致线路误码率高，这时可启用FEC FEC启动后，能够容忍线路上更大的噪声，但是线路带宽利用率至少下降7 MA5680T同时支持上行FEC和下行FEC功能 可基于ONT配置是否启用FEC,什么时候不需要FEC ONT距离近，线路质量好，无需启用FEC功能，以免降低带宽利用率,能提升2-3dB的光功率预算,FEC 改善线路传输质量,GPON支持40km距离差,超过20KM覆盖时，ODN规划复杂：现有GPON板只支持20km的ONU距离差，当需要覆盖超过20km距离时，需要不同的PON口来分别实现0-20km和20-40km区域的覆盖，规划复杂，浪费PON口和光纤,覆盖距离提升一倍，ODN统一规划部署：新GPON板由于芯片能力提升，支持40km的ONU距离差，只需一个PON口即可实现040km区域的覆盖，降低了ODN规划和业务发放的难度,多层次运维手段：物理层、链路层全方位故障检测,N2510,OLT,eOTDR,SFP,ONU,Splitter,Splitter,ONU,Alarm,ONU,E-OTDR,精确故障定位： eOTDR方案定位光纤故障，精度达10 m. 实时监控：支持网络延时、抖动、丢包、吞吐率等检测，有效定位故障原因 灵活可视化的报告：提供可视化的界面，另外可提供包括excel, HTML, PDF等格式的报告,多重安全控制,IP综合数据网,ONU,App Server,PORTAL,Billing System,IN,OLT,OLT,ONU,用户认证 SN+PW DHCP option 82 802.1x,接入安全,业务安全,二层隔离 ACL 接入控制 MAC 地址过滤 MAC 地址捆绑 IP 地址捆绑,GPON线路安全,用户安全,Anti MAC欺骗 Anti IP 欺骗 Anti DOS 攻击 Anti ICMP/IP 攻击,AES-128 加密 流氓ONT检测,独立而强大的QoS能力 采用华为自研PON芯片，具有强大的QoS处理能力，实现端口级、业务级、业务组级别限速。 MxU除可配套OLT使用外，也可独立GE上行实现QoS处理，功能解耦合，实现灵活组网。,层次化QoS功能，轻松实现多业务运营 独有多级限速能力,支持端口、业务、业务组、T-CONT等多级限速，可实现宽带、VoD、VoIP等多业务的带宽共享，增强业务控制，提高带宽利用率。,点播10M,总带宽20M,上网10M,上网20M,用户开通两种业务： 上网10M 点播10M 带宽无法共享，导致带宽浪费,业务组级CAR,层次化 QoS:多业务带宽高效控制,