GPON原理及相关产品基础知识.pptx





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1、通信工程设计通信工程设计 GPON原理及相关产品原理及相关产品基础知识基础知识交流交流郭郭 武武 2014年年2月月24日日通信工程设计通信工程设计 一一 全业务时代的竞争全业务时代的竞争二二 新时代要求新技术新时代要求新技术三三 GPON GPON网络基本原理及产品介绍网络基本原理及产品介绍 1 1、GPONGPON协议及关键技术协议及关键技术 2 2、GPONGPON产品介绍产品介绍 (1 1)OLTOLT产品概述产品概述 (2 2)ONUONU产品概述产品概述 (3 3)HGHG系列产品概述系列产品概述 附附1 1:GPONGPON网络建设模型网络建设模型附附2 2:GPONGPON网络
2、业务模型网络业务模型附附3 3:企业用户带宽建议分配模型:企业用户带宽建议分配模型附附4 4:家庭用户带宽建议分配模型:家庭用户带宽建议分配模型附附5 5:GPON OLTGPON OLT的部署的部署附附6 6:GPON ODNGPON ODN的部署模型及分析的部署模型及分析提提 纲纲通信工程设计通信工程设计 全业务竞争格局全业务竞争格局联通联通G网网固网移动全业务联通联通C网网铁通铁通固网移动全业务固网移动全业务通信工程设计通信工程设计 运营商全业务竞争能力运营商全业务竞争能力 电信重组后,三家运营商均已具备全业务运营的资质和能力 电信和联通在固话和宽带领域站绝对优势 中国移动在移动市场处于
3、绝对优势,但在固话和宽带方面基础薄弱,全业务服务能力很不均衡通信工程设计通信工程设计 全业务指哪些?全业务指哪些?有线通信方式无线通信方式电话互联网电视在有线和无线领域提供语音、数据和视频服务在有线和无线领域提供语音、数据和视频服务语音数据视频通信工程设计通信工程设计 业务带宽需求业务带宽需求通信工程设计通信工程设计 新的时代要求新的技术新的时代要求新的技术 竞争和需求驱动光纤接入加速建设,机遇和挑战并存 促进了网络的光纤化、IP化和全业务综合运营 基础资源建设和业务创新能力是宽带竞争力的基础通信工程设计通信工程设计 城域核心城域核心IP化化干线干线IP化化网络网络IP化化演进演进应用应用IP
4、化化接入汇聚接入汇聚IP化化竞争竞争发展发展互联网全面挑战业务IP化驱动网络演进的需要网络融合的需要IP技术技术优势优势低成本简洁性可演进宽带化扁平化运营运营需要需要节省投资延长设备生命周期满足新增业务量2G/3G的长期并存简化运维IP引领的网络转型已经进行,不可逆转!引领的网络转型已经进行,不可逆转!接入业务接入业务IP化化传送传送分组化分组化接入接入宽带化宽带化通信工程设计通信工程设计 城城城城 域域域域 传传传传 送送送送 网网网网面向综合业务的接入网面向综合业务的接入网接入业务接入业务接入业务接入业务多样化多样化多样化多样化宽带化宽带化宽带化宽带化IPIP化化化化网络融合网络融合网络融
5、合网络融合迅速接入迅速接入迅速接入迅速接入QoSQoS保证保证保证保证2G/3G企业专网企业专网InternetIPTVTDM核心核心IP化化业务业务IP化化接入宽带化接入宽带化以客户为中心以客户为中心传送分组化传送分组化传送与数据融合传送与数据融合快速接入业务快速接入业务Qos保证保证全业务的接入网全业务的接入网IP业务的承载网业务的承载网通信工程设计通信工程设计 接入层宽带接入技术接入层宽带接入技术无线接入技术基站(GPRS、EDGE、TD-SCDMA等)WLAN接入有线接入技术xDSL电话线接入LAN网线接入FTTx光纤接入有线电视线方式接入都可以采用PON的方式承载FTTx:Fiber
6、-to-the x(光纤接入)FTTC:光纤到小区FTTB:光纤到楼FTTH:光纤到户通信工程设计通信工程设计 PONPON是一种点到多点(是一种点到多点(P2MPP2MP)结构的无源光网络;)结构的无源光网络;PONPON由由光线路终端光线路终端OLTOLT(Optical Line TerminalOptical Line Terminal)、)、光网络单元光网络单元 ONU ONU(Optical Network UnitOptical Network Unit)和无源分光器和无源分光器POSPOS(Passive Optical SplitterPassive Optical Spli
7、tter)组成;组成;没有任何有源电子设备。其典型的拓扑结构没有任何有源电子设备。其典型的拓扑结构为点对多点的星型结构。从为点对多点的星型结构。从PONPON的标准演进,以及产品开发程度来看的标准演进,以及产品开发程度来看。什么是什么是PON?Passive Optical Network 无源光网络无源光网络OLTONUOptical Line Terminal 光线路终端Optical Network Unit 光网络单元 Passive Optical Splitter 无源分光器PSTNInternetCATVONUONUPassive Optical Splitter 无源分光器02
8、0km通信工程设计通信工程设计 APON:ATM Passive Optical Networks(是一种基于信元的传输协议,主要应用于接入网上以提供视频广播、远程教学、以及数据通信等业务)EPON:Ethernet Passive Optical Networks(以太无源光网络,在以太网之上提供多种业务 GE-PON:Giga-bit Ethernet Passive Optical Networks(以太网技术为传输平台)GPON:Gigabit-capable Passive Optical Networks(最新一代宽带无源光综合接入标准,以通用帧结构为传输平台)EPONGEPONG
9、PONATMAPONBPONEthernetEPONGPON几种几种PON标准标准通信工程设计通信工程设计 GPON与与EPON的比较的比较通信工程设计通信工程设计 三大优势:三大优势:1 1、更远的传输距离:采用光纤传输,接入层的覆盖半径、更远的传输距离:采用光纤传输,接入层的覆盖半径20KM20KM;2 2、更高的带宽:对每用户下行、更高的带宽:对每用户下行2.5G/2.5G/上行上行1.25G1.25G(物理层);(物理层);3 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。、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。GPONGPON可提供全业务竞
10、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,务的需求,如高清电视、实况转播等,GPONGPON是三网合一的上佳方案。是三网合一的上佳方案。GPONGPON标准完善,综合业务支持好,技术要求高标准完善,综合业务支持好,技术要求高全球大运营商的选择全球大运营商的选择为什么选择为什么选择GPON?GPON?通信工程设计通信工程设计 GPON系统采用WDM技术,实现单纤双向传输(强制)。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
11、据流采用TDMA技术。1490nm1310nmGPON原理原理-数据复用数据复用通信工程设计通信工程设计 GPONGPON提供以下几种异步传输速率:提供以下几种异步传输速率:0.15552 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s down 0.15552 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up,1.24416 G
12、bit/s down0.15552 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down0.15552 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down(目前的主流支持速率)(目前的主流支持速率)2.48832 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down2.48832 G
13、bit/s up,2.48832 Gbit/s down 支持最大物理距离为:支持最大物理距离为:20km20km 支持最大距离差为:支持最大距离差为:20km20km 分光比为分光比为1 1:6464,可升级为,可升级为1 1:128128GPON网络基本性能参数网络基本性能参数通信工程设计通信工程设计 pTDM广播方式广播方式PON下行工作方式下行工作方式p上下行一般采用波分复用技术实现单纤双向的上下行传输,上行使用上下行一般采用波分复用技术实现单纤双向的上下行传输,上行使用1260nm1360nm波长,下行使用波长,下行使用1480nm1500nm波长。此外,波长。此外,GPON系统还可
14、以采用第系统还可以采用第三波长方式(三波长方式(1540nm1560nm波长)实现波长)实现CATV业务的承载。业务的承载。通信工程设计通信工程设计 pTDMA(时分多址接入)方式(时分多址接入)方式PON上行工作方式上行工作方式p上下行一般采用波分复用技术实现单纤双向的上下行传输,上行使用上下行一般采用波分复用技术实现单纤双向的上下行传输,上行使用1260nm1360nm波长,下行使用波长,下行使用1480nm1500nm波长。此外,波长。此外,GPON系统还可以采用第三系统还可以采用第三波长方式(波长方式(1540nm1560nm波长)实现波长)实现CATV业务的承载。业务的承载。通信工程
15、设计通信工程设计 GPON的协议栈的协议栈n物理媒质相关(PMD)层和GPON传输汇聚(GTC)层组成。nGTC层包括两个子层:GTC成帧子层和TC适配子层。nGTC层可分为两种封装模式:ATM模式和GEM模式,目前仅规范GEM模式。nGTC层可为其客户层提供2种类型的接口:GEM客户接口和ONT管理和控制接口(OMCI)。通信工程设计通信工程设计 GEM PayloadHECHEC 13bitsPTI PTI 3bitsPort ID Port ID 12bitsPLI PLI 12bitsGEM FrameEthernet PacketDADASFDSFDPreamblePreambleI
16、nter packet gapInter packet gapSASALengthTypeLengthTypeMAC client dataMAC client dataFECFECEOFEOF5 byteslGPON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。lGEM帧会自动封装头信息。l映射的格式清晰,设备很好实现,兼容性好。以太网业务在以太网业务在GPON中的映射方式中的映射方式通信工程设计通信工程设计 TDMTDMTDM dataPayloadTDM fragmentHECHECPTIPTIPort IDPort IDPLIPLIGEM FrameI
17、ngress bufferTDM BufferlTDM业务先导入缓存中进行排队,并且按照固定的字节数复用到GEM帧中进行传输。l这种方式不对具体的TDM业务进行感知,只进行透传处理。TDM业务在业务在GPON中的映射方式中的映射方式通信工程设计通信工程设计 什么是DBA?-DBA,Dynamically Bandwidth Assignment(-DBA,Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽分配动态带宽分配)-DBA -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配的机制为什
18、么需要DBA?-可以提高可以提高PONPON端口的上行线路带宽利用率端口的上行线路带宽利用率 -可以在可以在PONPON口上增加更多的用户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务GPON关键技术关键技术DBA通信工程设计通信工程设计 分光器衰减计算分光器的插入损耗(1dB):(Power_input)-(Power_output of all branch)InputOutput1:2 分光器分光器2:N 分光器分光器 10 log(0.5)=-3.01 10 log(0.5)=-3.01
19、1:2 1:2 分光器衰减为分光器衰减为3.01 dB 3.01 dB 1:161:16分光器衰减为分光器衰减为12.04 dB 12.04 dB 1:641:64分光器衰减为分光器衰减为18.06 dB18.06 dB最好不要超过最好不要超过23dB23dB光功率衰减光功率衰减通信工程设计通信工程设计 光纤衰减和长度有关光纤熔接点的衰减值一般小于0.2dB其他方面,如光纤弯曲等也可能造成衰减About 0.35 dB per kmAbout 0.35 dB per kmfor 1310,1490nmfor 1310,1490nmHuaweis OLT and ONUHuaweis OLT a
20、nd ONU28 dB(Class B+)28 dB(Class B+)光纤衰减和光功率预算光纤衰减和光功率预算通信工程设计通信工程设计 IFponIFponIFpon1:N分光器OLTONU#1ONU#N备用光纤Type A 光纤备份IFponIFponIFpon2:N分光器OLTONU#1ONU#NType B OLT端口备份IFpon l设备没有任何备份措施.l主干光纤故障后,由人工切换至备用光纤.l业务肯定中断,中断时间取决于线路恢复时间.l如果到用户的线路故障,业务就会中断,无法备份。lOLT设备上有两个GPON接口.l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,
21、实现了对骨干光纤的保护。l保护对象仅限于OLT与ODN之间的光纤故障和OLT单板硬件故障,对其他类型的故障没有涉及,可能存在严重安全隐患,无法满足客户需求。l无法定位故障。GPONGPON网络保护方式网络保护方式通信工程设计通信工程设计 IFponIFponIFpon2:N分光器OLTONU#1ONU#NType C 全备份方式IFponIFponIFpon2:N分光器lOLT和ONT上均有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在1:1模式下。l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。l当ONU的主用PON口或用户线路故障时
22、,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。l实现难度较大,成本较高。l其中一个端口试种处于空闲状态,造成系统带宽利用率低。GPON网络保护方式网络保护方式通信工程设计通信工程设计 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lOLT上有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在11模式下。l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
23、复。l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。l实现难度较大,成本较高。GPONGPON网络保护方式网络保护方式通信工程设计通信工程设计 目前运营商目前运营商PON的业务保护的业务保护方式方式主干光纤保护主干光纤保护全光纤保护全光纤保护针对主干光纤线路较长的线路保护;针对主干光纤线路较长的线路保护;ONU采用常规单光口设备,分路器采用采用常规单光口设备,分路器采用 2:n分路器;分路器;OLT侧配置冗余光口;侧配置冗余光口;成本较低;成本较低;倒换后需要重新测距,测距期间业务中倒换后需要重新测距,测距期间业务中断时间较长;断时间较
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