PON基础知识培训ppt课件.ppt
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1、20112011年年9 9月月-2-n 宽带接入技术概述宽带接入技术概述目目 录录n PON设备故障处理设备故障处理 n 无源光网络无源光网络PON概述概述n ONU设备设备介绍介绍 n ODN相关介绍相关介绍 -3-电信网组成电信网组成驻地网接入网核心网UNISNICPN:驻地网UNI:用户网络接口SNI:业务网络接口-4-ADSL2+ADSL2+PONPONADSL2+ADSL2+VDSL2VDSL2Centre officeHomeVDSL2VDSL2ONTONTADSL2+ADSL2+10/100Base-T10/100Base-T1 km2 kmIP DSLAMGEGECurbBui
2、ldingGEGESplitterSplitterFTTCFTTBFTTBFTTHADSL2+ADSL2+VDSL2VDSL2GEGEFTTBDSLFTTX场景分析-5-目目 录录n PON设备故障处理设备故障处理 n 无源光网络无源光网络PON概述概述n ONU设备设备介绍介绍 n 宽带接入技术概述宽带接入技术概述n ODN相关介绍相关介绍 -6-提提 纲纲 PON的定义的定义 PON技术分类 PON的应用和发展趋势-7- Passive Optical Network 无源无源光网络光网络OLTONUOptical Line Terminal 光线路终端Optical Network Un
3、it 光网络单元 Passive Optical Splitter 无源分光器PSTNInternetCATVONUONU PON是一种点到多点(是一种点到多点(P2MP)结构的无源光网络;)结构的无源光网络; PON由由光线路终端光线路终端OLT(Optical Line Terminal)、)、光网络单元光网络单元 ONU( Optical Network Unit) 和光分配网络和光分配网络ODN(Optical Distribution Network)组成;)组成;Passive Optical Splitter 无源分光器什么是PON?-8-PON的定义和组成的定义和组成 PON(
4、Passive Optical 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 ODN(Optical Distribution Networ
5、k)光分配网-9-OLT基本功能特点-10-ONU基本功能特点-11-ONU设备类型 MDU:多住户单元型,分为两大类,一类是提供DSL用户接口的ONU,另一类是同时提供五类线接口和电话业务接口(POTS接口)的ONU,二者都主要面向个人用户提供数据/语音业务 MTU:多商户单元型,主要面向租用线客户提供数据专线或电路专线业务,MTU与MDU的主要区别在于是否支持E1业务 SFU:单住户单元型,主要用于单独家庭用户,仅支持宽带接入终端功能,具有1或4个以太网接口,支持数据、VoIP语音业务 SBU:单商户单元型,主要用于单独企业用户和企业里的单个办公室 ,SBU与SFU的主要区别在于是否支持E
6、1业务 HGU:家庭网关单元型,一般具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少1个USB接口,支持数据、VOIP语音、CATV业务。-12- 光纤/光缆 分光器 光连接器 光缆交接箱 光缆分纤盒/光缆接头盒 楼道综合信息箱/用户综合信息箱/光纤信息面板ODN基本组成-13-PON的定义和组成(续)的定义和组成(续)-14-PON单纤双向传输机制单纤双向传输机制 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。1490nm1310nm-15- 广播方式:下行为广播方式,所有的
7、广播方式:下行为广播方式,所有的ONUONU都能收到相同的数据,都能收到相同的数据,ONU ONU 通过过滤通过过滤来接收属于自己的数据。来接收属于自己的数据。GPON原理-下行数据-16- TDMATDMA方式:方式:GPONGPON的上行是通过的上行是通过TDMATDMA(时分复用)的方式传输数据,上行链路(时分复用)的方式传输数据,上行链路被分成不同的时隙,被分成不同的时隙,ONUONU按照一定的秩序发送自己的数据了,不会产生为了争夺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。时隙而冲突。GPON原理-上行数据-17-GPON关键技术关键技术GPON保护保护光模块光模块突
8、发控制突发控制测距测距上行上行动态带动态带宽分配宽分配GPON技术技术-18-为什么要测距?为什么要测距? 各个ONU和OLT的距离都不一样,光信号在光纤上的传输时间不一样,到达各ONU的时刻不一样。 OLT给每个ONU分配不同的时隙来发送上行的数据,如何保证各ONU能够精确定位时隙? 多个ONU的上行数据如何不冲突,实现帧同步?ONTOLT20 km3km12 kmOLTONU1ONU2ONU3ONU4-19-测距原理测距原理 测距的过程: OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD(Round Trip Delay),计算出每个ONU的物理距离 然后指定合适的均衡延时参数E
9、qD(Equalization Delay) Ranging的过程需要开窗,即Quiet Zone,暂停其他ONU的上行发送通道。OLT开窗通过将BWmap设置为空,不授权任何时隙来实现。 -20-如何测物理距离?如何测物理距离? OLT通过Ranging获取ONU的往返延迟RTD(Round Trip Delay),计算出每个ONU的物理距离RTD1=10us,计算距离1kmRTD2=20us,计算距离2kmRTD3=30us,计算距离3kmONU1ONU2ONU3-21-测距的结果测距的结果通过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
10、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。RTD1EqD1RTD2 EqD2RTD3 EqD3ONU1ONU2ONU3123冲突冲突123-22-ONU的激活进程的激活进程激活进程在OLT控制下工作,ONU应答OLT启动的消息。激活进程的大致步骤为:OLT开窗广播给所有ONUONU上报序列码给OLTOLT分配ONU ID给ONUOLT和ONU进行测距(计算出TRD和EqD)OLT创建OMCI管理通道OLT请求密码(可选)ONU上报密码(可选)注册成功ONU上报上报SN分配分配 ONU_ID 测距请求测距请求 OLT配置配置GEM port上报密码上报密码请求密码请求密码 创建创
11、建OMCI通道通道分配分配EqD测距确认测距确认请求请求SN-23-GPON关键技术关键技术GPON保护保护光模块光模块突发控制突发控制测距测距上行上行动态带动态带宽分配宽分配GPON技术技术-24-0# ONT0# ONU1# ONU0# ONT0# ONU1# ONU光模块突发控制技术突发发射光模块突发控制技术突发发射 快速开启和关断能力快速开启和关断能力 消光比大(消光比大(10dB)上行复用后的数据发送方式ONU在指定时隙发送数据连续发送模块突发发送模块-25-光模块突发控制技术突发接受光模块突发控制技术突发接受OLT恢复出来的数据到达OLT的信号及阈值建立ONT/ONU发出的信号0#
12、 ONU0# ONU1# ONU1# ONU0# ONU0# ONU有快速有快速AGCAGC无快速无快速AGCAGC阈值线阈值线连续接收模块突发接收模块 快速快速AGC Automatic Gain Control (动态范围动态范围 20dB) 快速时钟恢复快速时钟恢复-26-GPON关键技术关键技术GPON保护保护光模块光模块突发控制突发控制测距测距上行上行动态带动态带宽分配宽分配GPON技术技术-27-DBA概念概念 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
13、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-28-DBA的实现过程的实现过程 OLT内部DBA模块不断收集DBA报告信息,进行相关计算,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。DBA算法逻辑算法逻辑DBA报告报告BW MapTime slotT-CONTT-CONTT-CONTONU的调度器的调度器ONUOLT控制平面数据平面-29-GPON关键技术关键技术GPON保护保护光模块光模块突发控制
14、突发控制测距测距上行上行动态带动态带宽分配宽分配GPON技术技术-30-IFponIFponIFpon2:N分光器OLTONU#1ONU#NType B OLT端口备份IFpon IFponIFponIFpon1:N分光器OLTONU#1ONU#N备用光纤Type A 光纤备份 GPON网络保护网络保护Type A/B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
15、仅限于OLT与ODN之间的光纤故障和OLT单板硬件故障-31-IFponIFponIFpon2:N分光器OLTONU#1ONU#NType C 全备份方式IFponIFponIFpon2:N分光器 GPON网络保护网络保护Type COLT和ONT上均有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在1:1模式下。此种保护方式一种全保护光纤倒换方式,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。其中一个端口试种处
16、于空闲状态,造成系统带宽利用率低。 -32-IFponIFponIFpon2:N分光器OLTONU#1ONU#NType D 混和备份方式IFponIFpon2:N分光器1:2分光器1:2分光器GPON网络保护网络保护Type DOLT上有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在11模式下。此种保护方式一种全保护光纤倒换方式,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,包括无源分光器故障,链路都可以自动恢复 。此种网络中支持ONU混合方式,可以是带一个PON口的,也可以是带两个PON口的,根据用户的实际需要选择。实现难度较大,成本较高。-33-PON组网方式-34
17、-星型组网星型组网-35-总线型组网总线型组网-36-树形组网树形组网-37-FTTH-38-FTTB-39-FTTO/C-40-PON技术的优势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2.5
18、Gb/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。-41-提提 纲纲 PON的定义 PON技术分类技术分类 PON的应用和发展趋势-42-PON技术概述技术概述相同的拓扑相同的拓扑P2MP光纤光纤APONEPONGPON封装协议不同封装协议不同lFSAN提出,ITU-T标准化;lATM封装;l目前标准化最完善;l没有得到市场认可。lIEEE EFM工作组标准化,编号802.3ah;l以太网封装;l国内标准已经制定完
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