EPON产品技术培训(1.1).ppt
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1、华为3Com培训中心华为华为华为华为3Com3Com公司版权所有,未经授权不得使用与传播公司版权所有,未经授权不得使用与传播公司版权所有,未经授权不得使用与传播公司版权所有,未经授权不得使用与传播EPONEPON产品技术培训产品技术培训产品技术培训产品技术培训ISSUE 1.1ISSUE 1.1学习目标学习目标l理解理解EPON关键技术原理关键技术原理l了解了解EPON相关产品相关产品l了解了解EPON产品典型应用产品典型应用l掌握掌握EPON产品典型配置产品典型配置l掌握掌握EPON开局与维护知识开局与维护知识学习完本课程,您应该能够:学习完本课程,您应该能够:课程内容课程内容第一章第一章
2、EPON技术原理技术原理第二章第二章 EPON产品与应用产品与应用第三章第三章 EPON典型配置典型配置第四章第四章 EPON开局与维护开局与维护第一章第一章 EPON技术原理技术原理l l第一节第一节第一节第一节 PON PON技术简介技术简介技术简介技术简介l第二节第二节 EPON关键技术关键技术PON的组成结构的组成结构Passive Optical Network 无源光网络无源光网络lPON是无源光网络(Passive Optical Network)的简称。lPON由光线路终端OLT(Optical Line Terminal)、光网络单元 ONU(Optical Network
3、Unit)和无源分光器POS(Passive Optical Splitter)三部分组成。PSTNInternetCATVOptical Line Terminal 光线路终端光线路终端Passive Optical Splitter 无源分光器无源分光器Optical Network Unit 光网络单元光网络单元PON的优点节约的优点节约lP2P N条光纤2N光收发器lP2P Curb1条光纤2N+2光收发器需要本地电源大量节约光纤lP2MP(PON)1条光纤N+1光收发器大量节约光纤大量节约光收发器PON的优点可靠的优点可靠有源设备都是有源设备都是潜在的故障点潜在的故障点SwitchL
4、anSwitchLanSwitchOLTSplitterSplitter网络可靠性高网络可靠性高无有源设备无有源设备PONPON组网组网组网组网交换机组网交换机组网交换机组网交换机组网l信号在PON传输过程中不经过有源电子器件,大大减少了潜在的故障点。l使用无源设备提高了网络可靠性,大大降低了维护成本,符合运营商的需求。PON的优点长距离的优点长距离lEthernet传输距离约100m,通常只能通过级联交换机延长传输距离,有源设备的增加会导致网络中增加故障点,大大降低网络的可靠性;lxDSL传输距离15km,运营商需要兼顾距离较远的用户,统一计费标准,通常不会开通xDSL所能达到的最高速率,实
5、际接入速率比较低;lPON传输距离1020km,完全克服了以太网和xDSL技术在距离和带宽上的局限性,使接入方案的部署更为灵活;15 KM0.1 KM1020 KMEthernetxDSLPONPON的优点高带宽的优点高带宽PONPONVDSLVDSLADSLADSL接入速率接入速率接入速率接入速率PC ClipPC Clip3 3101015152020 MbpsMbpsHDTVHDTVDVD VideoDVD VideoVCR VideoVCR Video6 61 1PC VideoPC Video3 Mbps MPEG-23 Mbps MPEG-2500 to 800 Kbps MPEG
6、-4500 to 800 Kbps MPEG-4100-400 Kbps Real Player,Quick Time100-400 Kbps Real Player,Quick Time14-19 Mbps MPEG14-19 Mbps MPEG6 Mbps MPEG-26 Mbps MPEG-2DownloadDownload(Best Effort)VODVOD(Near Real Time)Direct ViewingDirect Viewing(Real Time)l PON与其他接入方式相比带宽更高,可以满足未来HDTV实时点播业务需要。PON的优点灵活的优点灵活分光器分光器 1X
7、2 分光比分光比 5:95分光器分光器 1X2 分光比分光比 5:95交接箱主干用户侧ABONU分光器分光器 1X8 分光比分光比 50:50lPON支持分光器多级连接,级联分光器合理搭配、组网方式更加灵活。l尤其适用于当用户接入信息点很分散,而且各用户接入信息点间光纤资源比较短缺的场合。OLTPON的优点多用途的优点多用途lPON是天然的广播网络,采用单纤波分复用技术,可以在OLT端将有线电视信号叠加进PON网络中传输,在用户端再通过分离器分离出来,PON既可以传送数据也可以传送有线电视信号。WDMWDM合波器1550nm CATV信号 CATV信号分离器传统电视1490nm 1310nm
8、局端局端用户端用户端Splitter.PSTNInternetCATVPON技术优势小结技术优势小结l节省大量光纤和光收发器,较传统方案建网成本更低l网络中无有源设备,可靠性高,显著降低维护费用l可提供最高20km的远距离高带宽接入,且带宽可动态调整l大容量、广覆盖、少局所的建网模型,更符合运营商网络发展的思路l组网模型不受限制,可以灵活组建树型、星型拓扑网络l应用广泛,不仅仅是运营商宽带接入,也可作为广电视频的传输网络,视频监控的图像传输系统l现阶段十分适合我国FTTB网络的建设以及广电的HFC双向改造,以及运营商的大客户宽带接入PON的主要标准的主要标准lAPON/BPONATM over
9、 PON,即在PON这种物理网络上传输ATM信元,APON的最高速率为622Mbps,2001年底更名为BPON。lGPONGigabit PON,BPON的 升 级 和 扩 展。能 提 供 1.25Gbps和2.5Gbps下行速率和155Mbps、622Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps几种上行速率。lEPONEthernet over PON,即在PON这种物理网络上传输以太网报文。可以支持1.25Gbps对称速率,随着光器件的进一步成熟,将来速率还能升级到10Gbps。PON的标准化进程的标准化进程国际标准国际标准ITU-T G.983.xITU-T G.984.xIEEE 80
10、2.3ah国际标准国际标准国际标准国际标准国际标准国际标准国际标准国际标准ITU-T G.982国家标准国家标准YD/T 1077-2000国家标准国家标准YD/T 1090-2000国家标准国家标准国家标准国家标准国家标准国家标准PON主要标准的比较主要标准的比较lAPON/BPON存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题,未能取得市场上的成功。lGPON在高速率和支持多业务方面有优势,但技术复杂、成本较高,产品的成熟度远逊于EPON。lEPON基于以太网技术,由于以太网产品的普及程度很高,价格方面相比A/BPON,GPON具有明显的优势。l目前从技术上对比GPON、EPON
11、各有优缺点,两者在FTTH 领域各有市场;可见的未来,EPON将会走在GPON的前面。第一章第一章 EPON技术原理技术原理l第一节第一节 PON技术简介技术简介l l第二节第二节第二节第二节 EPON EPON关键技术关键技术关键技术关键技术EPON的信道复用技术的信道复用技术lEPON系统采用WDM技术,实现单纤双向传输。1490nm1310nmOLTONUEPONEPON下行传输方式下行传输方式下行传输方式下行传输方式l下行业务为广播方式 思思考考:OLT向向ONU发发送送数数据据时时,会会在在数数据据的的头头部部加加上上什什么么标标识识,使使得得ONU分辨出这个数据包是发给自己的?又是
12、怎么给分辨出这个数据包是发给自己的?又是怎么给ONU分配标识的?分配标识的?121321323123SplitterOLTONU1ONU2ONU3123送往特定送往特定ONU的分组的分组送往特定送往特定ONU的分组的分组EPON上行传输方式上行传输方式l上行业务为TDMA方式 思思考考:ONU之之间间怎怎么么进进行行时时间间的的同同步步,以以保保证证在在发发送送数数据据时时不不会会与与别别的的ONU发生冲突?实现的方法?发生冲突?实现的方法?11323123SplitterOLTONU1ONU2ONU32特定特定ONU发来发来的分组的分组特定特定ONU发来发来的分组的分组多点多点多点多点MAC
13、MAC控制协议控制协议控制协议控制协议MPCPMPCPl传统以太网MAC层实体之间是点到点(Point-to-Point)的结构,PON的MAC层实体间是P2MP(Point-to-Multipoint)结构,为了使PON能够融合到Ethernet架构中,802.3ah协议规 定 了 相 应 的 控 制 协 议 多 点 MAC控 制 协 议,MPCP(Multi-point MAC Control Protocol)。lMPCP定义了多点MAC控制子层(Multi-point MAC Control sublayer)来代替802.3协议所定义的MAC控制子层(MAC Control subl
14、ayer),该子层使得上层实体好像是在专有信道上传输一样,在P2MP拓扑的无源光网络上不受干扰地发送和接收数据。802.3802.3定义的定义的定义的定义的MACMAC层层层层802.3ah802.3ah定义的定义的定义的定义的MACMAC层层层层MPCP PDUMPCP PDU格式格式格式格式Mode(1bit)+LLID(15bit)CRC目的目的MAC源源MAC长度长度/类型类型操作码操作码时间戳时间戳数据数据/保留保留/填充填充FCS2166224404l模式(Mode):Broadcast或Unicastl逻辑链路标记(LLID):max num32767l操作码(Opcode):G
15、ATE 0002Report0003Register_Req0004Register 0005Register_Ack 0006l时间戳(Timestamp):在发送MPCP PDU时,利用时间戳传递当前的时间信息,即本地时间寄存器值。MPCPMPCP的控制消息的控制消息的控制消息的控制消息lGATE(OLT发出)OLT控制ONU何时发送数据。lREPORT(ONU发出)ONU定期向OLT报告自己的状态。lREGISTER_REQ(ONU发出)ONU向OLT请求注册。lREGISTER(OLT发出)OLT向ONU确认ONU请求注册成功。lREGISTER_ACK(ONU发出)ONU向OLT确认
16、ONU注册成功。MPCPMPCP定义的定义的定义的定义的处理过程处理过程处理过程处理过程lDiscovery ProcessingOLT可以在网络中发现新的ONU设备,为成功注册的ONU分配LLID,并且将该ONU的MAC地址与相应的LLID绑定。lReport ProcessingOLT根据ONU的Report消息,了解ONU设备的带宽请求和实时状态,实现对各个ONU 的带宽动态分配和实时状态的监控。lGate ProcessingOLT控制ONU在某一时隙发送数据帧或控制帧,避免ONU因为共享上行信道发生数据传输冲突,保证了用TDMA方式实现ONU对上行信道的复用。Discovery Pr
17、ocessing Discovery Processing lOLT周期性地广播GATE消息,GATE消息包括了传输的开始时间及时间窗口的长度。l未 注 册 的 ONU收 到 GATE消 息,就 等 待 这 个 周 期 向 OLT发 送REGISTER_REQ消息。为了避免多个ONU同时接入带来的冲突,每个ONU在传输自己的REGISTER_REQ消息时,会等待一个随机的时间。lOLT会向注册成功的ONU发送一个REGISTER消息,其中包括了ONU的LLID,以及OLT要求的同步时间等。lONU收到REGISTER消息之后,等待OLT发送来的GATE消息,在GATE消息指示的周期内向OLT返
18、回REGISTER_ACK消息,表示确认注册成功,注册过程就完成了。Discovery ProcessingReport ProcessingReport ProcessinglReport Processing的任务是处理网络中REPORT消息的产生和终结。REPORT消息是由更高层产生的,由MAC Client传送给MAC控制子层。REPORT消息报告用来通告带宽需求,也用来重置OLT的看门狗定时器。lREPORT消息必须周期性产生,即使没有带宽请求也会产生。这是保证OLT的看门狗定时器不会超时,而认为ONU已经离线而注销该ONU。正确的机制是应该使OLT周期性地确认ONU的存在。Gate
19、 ProcessingGate ProcessinglMPCP的一个主要的思想就是通过OLT分配授权,能够在多个ONU中决定单个ONU传输。lONU的传输时间窗口是由GATE消息的开始时间与长度决定的。ONU在本地定时器与GATE的开始时间相同时开始传输,在GATE的长度到达前一段时间结束传输,以留有充分的空隙关掉激光器。lOLT一次可以向一个ONU发送多个GATE消息,但保证不能大于ONU注册时提供的最大数。EPON测距与时延补偿测距与时延补偿lEPON上行传输采用TDMA方式,有OLT来决定ONU发送数据的时间,由于每个ONU距离OLT远近不同会产生时延差异,如果没有有效的时延补偿机制仍然
20、会造成上行数据传输冲突。lEPON测距和时延补偿技术是上行信道复用的关键。在Discovery Processing,OLT对新注册的ONU启动测距过程,计算出每个ONU的RTT(Round Trip Time)值。OLT使用RTT来调整每个ONU的授权时间。OLT也可以在收到MPCP PDU的时候启动测距功能。EPONEPON测距与时延补偿测距与时延补偿测距与时延补偿测距与时延补偿RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2lGATE消息中含有“时间戳”,ONU用接收的时间戳刷新本地时间寄存器。OLT可以通过收到的REPORT消息计算出
21、RTT,通过Gate Processing就可以控制ONU的数据帧发送。lRTT的计算:ONUTxRxRxTxT1T1T1T2T1T3(T3-T1)(T2-T1)T2T2GATEGATEREPORTREPORTOLTEPONEPON动态带宽分配(动态带宽分配(动态带宽分配(动态带宽分配(DBADBA)固定固定时时隙的上行隙的上行帧帧时时隙隙动态动态分配的上行分配的上行帧帧l固定时隙和动态时隙比较:123456712345671234567123 456712 34567 12 34567固定时隙固定时隙动态时隙动态时隙EPONEPON动态带宽分配(动态带宽分配(动态带宽分配(动态带宽分配(DB
22、ADBA)l在周期n-1中,ONU发送REPORT消息给OLT,REPORT消息中包含ONU每个队列的数据流量情况。l在周期n中,DBA算法产生GATE消息,给每个ONU分配授权时隙。l在周期n+1中,ONU根据OLT分配的指定时隙进行数据传送。l动态带宽分配的过程:ONU1 R23RRONU1 R23RRProcessingGGGCycle n-1Cycle nCycle n+1Collection StageCalculation StageActivation StageEPONEPON动态带宽分配(动态带宽分配(动态带宽分配(动态带宽分配(DBADBA)l在周期n中,DBA对前一个周期
23、中收集的信息进行处理,先对用户配置的最小带宽进行预留,最小带宽之和不能超过1G,如果最大带宽之和大于1G,则按最大带宽的加权比例进行平均分配,在n+1周期中正确执行。ONU1 R23RRONU1 R23RRProcessingGGGCycle n-1Cycle nCycle n+1ProcessingGGGProcessingGGGONU1 R23RR本章小结本章小结本章介绍了PON技术相比传统接入方式在节约光纤、高带宽、长距离等多方面的优势,比较了目前主流的几种PON技术标准。本章还介绍了EPON的关键技术:信道复用技术、测距与时延补偿技术、动态带宽分配(DBA)技术。通过这些关键技术,EP
24、ON将PON和Ethernet两种技术标准的很好的结合在一起;EPON既天然继承了PON技术的诸多优点,又融合了Ethernet技术兼容性和成本上的优势,可以预见EPON在未来宽带接入市场会有很广阔的发展空间。课程内容课程内容第一章第一章 EPON技术原理技术原理第二章第二章 EPON产品与应用产品与应用第三章第三章 EPON典型配置典型配置第四章第四章 EPON开局与维护开局与维护第二章第二章 EPON产品与应用产品与应用l l第一节第一节第一节第一节 EPON EPON产品简介产品简介产品简介产品简介l第二节第二节 EPON典型应用典型应用EPON设备组成(设备组成(OLT设备)设备)lO
25、LT设备设备S7502/S7503/S7506/S7506RS7502S7503S7506S7506REPON设备组成(设备组成(OLT业务板)业务板)lOLT业务板业务板LS8M1PT8GA/LS8M1PT4GA(10km)LS8M1PT8GB0/LS8M1PT4GB0(20km)LS8M1PT4GALS8M1PT8GAOLT业务板特性概述业务板特性概述单板板类型型LS81PT8GA(B0)LS81PT4GA(B0)PON接口接口类型型SC/PCSC/PC接口数量接口数量84发送中心波送中心波长1480 1500nm1480 1500nm光功率接收光功率接收动态范范围15dB15dB接口接口
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