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“宽带中国”FTTX网络技术与工程实践研修班课件材料第部分O技术与标准第一部分－－PON技术与标准沈成彬shencb@sttri.com.cn2011-5宽带业务发展趋势商业用户业务（ICT）商业电话移动业务•3G无线业务居民用户业务固定电话商业电话数据专线（E1、DDN、ATM、以太网）•3G无线业务•Wi-Fi局域接入WiMAX接入固定电话高速因特网接入IPTV（高清/标清）高速因特网接入视频会议&广播•WiMAX接入•高速移动数据传输IPTV（高清/标清）可频电话数据中心千兆比级高速租用线•高品质图片•无线视频互动视频应用远程教育/医疗存储网络和容灾•联机游戏•手机电视网络游戏SOHO中国电信上海研究院3典型宽带业务的带宽需求业务类型所需带宽用户所需下行带宽近期（2008－2009）中期（2010～2012）远期（2013及以后）标清电视2.5M2.5M×1＝2.5M2.5M×2＝5M2.5M×2＝5M高清电视8M8M×1＝8M8M×1＝8M8M×2＝16M高速上网－4M8M10MIP话音200k200k×2＝0.4M200k×2＝0.4M200k×2＝0.4M合计16M20M32M近期接入网络的发展目标为大多数用户提供16Mbps的下行接入能力，中期发展目标是为大多数用户提供20Mbps下行带宽的能力近期上行带宽也需要达展目标是为大多数用户提供20Mbps下行带宽的能力。近期上行带宽也需要达到2－4Mbps（特别是视讯会议、视频监控等业务）宽带接入网的接入能力要求很快就将从目前1Mbps级发展到10Mbps，并在510年内达到100Mbps中国电信上海研究院4－10年内达到100Mbps宽带业务对接入网传输质量的要求业务系统带宽丢包率（单向）时延（单向）抖动（单向）流媒体点播TCP最好为流媒体播放速率的二倍或以上2%140ms50msUDP1%500ms500msIPTV组播UDP1M以上0.1%500ms500ms视讯新视通为会议速率的1.5倍1%200ms50ms视讯WEB会议350kbps1%200ms50ms即时通信(有视频)300kbps3%200ms100msVoIP100kbps1%150ms20msIPVPNN/A1%150ms12ms高速上05%10050中国电信上海研究院5高速上网0.5%100ms50ms总结0.1%90ms12ms目前的主要宽带接入技术比较中国电信上海研究院6目前的主要宽带接入技术比较技术ADSL/ADSL2/ADSL2+VDSL/VDSL2LANFTTHWLANWiMax标准ITU-TG.992.1-5ITU-TG.993.1ITU-TG.993.2IEEE802.3IEEE802.3ahITU-TG.983/4IEEE802.11系列IEEE802.16系ITUTG.993.2ITUTG.983/4列承载媒质双绞铜线双绞铜线5类线光纤微波微波ADSL：VDSL非对称:EPON:802.11a:54M固定:75M传输速率ADSL：8M/864KADSL2+：24M/1.2M52M/6.4MVDSL对称：13~26MVDSL2:50M@500米10M/100M1G/1GGPON:2.5Gbps/155M~2.5G802.11b:11M802.11g:54M/11M固定:75M(20MHzbw)移动:15M(5MHzbw)VDSL2:50M@500米/155M2.5G对称性非对称对称/非对称对称对称/非对称对称对称传输距离与速率传输距离与速100m覆盖距离传输距离与速率成反比：ADSL：3kmADSL2/23k传输距离与速率成反比：不使用U0:≤1.5km使用U0≤4k100m传输距离与速率无关：EPON:10/20kmGPON100m固定:7~10km移动:315k中国电信上海研究院7ADSL2/2+:3km使用U0：≤4kmGPON:20km3~15km关于铜缆和无线技术ADSL2+技术成熟并得到大规模商用－下行速率能够可达16Mb/s－互通性好互通性好－应用广泛（中国约占20%）、成本低（每用户成本$45）VDSL2结合了ADSL2+和VDSL的特点，是DSL技术发展的高级阶段级阶段－速率高：500m的下行速率50Mb/s，800m的距离下可达20Mb/s－以太网架构、功能特性丰富－与ADSL/ADSL2+前向兼容与ADSL/ADSL2前向兼容－成本有待降低、互通性有待完善、缺乏大规模商用实践宽带无线接入（WLAM和WiMAX）适合用于个人用户的便捷接入是未来发展的重要方向；但受载频宽度、传输捷接入，是未来发展的重要方向；但受载频宽度、传输距离等方面的限制，每用户接入带宽有限，难以作为家庭普遍接入的手段，是有线接入的重要补充中国电信上海研究院8内容提纲第一部分PON技术与标准第二部分ODN相关的器材第三部分基于EPON的FTTX工程规划与设计光纤接入及FTTX的概念EPON技术标准化EPON术FTTx基本概念ODN网络简介ODN相关套材工程规划与设计FTTX建设模式分析FTTX光纤网络的规划与设计方法EPON技术EPON系统多业务承载及QoS典型EPON系统ODN相关配套器材FTTX相关光纤光缆无源光分路器光纤冷接子设计方法FTTB/H组网¾PON网络设备与IP城域网的关系（定位、互联方典型EPON系统下一代EPON技术GPON技术简介光纤冷接子网的关系（定位互联方式）¾PON网络设备的业务配置¾业务控制与管理¾业务控制与管理中国电信上海研究院28第一部分：PON技术与标准光纤接入及FTTX的概念光纤接入及的概念EPON技术标准化EPON技术EPON技术EPON系统多业务承载及QoS典型EPON系统下一代EPON技术下代EPON技术GPON技术简介中国电信上海研究院29光纤接入及FTTx的概念两个常用术语：两个常用术语：FTTP（FiberToThePremise），光纤到私人住宅或独有商务楼的应用方式FTTBiz（FiberToTheBusiness），光纤到商业用户。注：FTTP和FTTBiz概念更多的体现的是用户的概念，而FTTH/C/B/N更多体现地理位置的概念中国电信上海研究院30注：FTTP和FTTBiz概念更多的体现的是用户的概念，而FTTH/C/B/N更多体现地理位置的概念光纤接入（FTTX）发展趋势中国电信上海研究院31光纤接入系统功能模型NMIFTTH系统的基本组成：光线路终端（OLT，接入网系统管理功能ONT光线路终端（OLT，局端设备）光分配网（ODN，光业务节点功能OLTODNONT光分配网（ODN，光纤环路系统，包含光分路器、光纤光缆及光缆分线盒光缆交点UNIS/RONTSNIR/S光缆分线盒、光缆交接箱等一系列无源器件）UNISNI光网络单元（ONU，用户端测试）中国电信上海研究院32OLT和ONU的功能模块业务部分核心部分OLTONU业务部分用户端口功能复用/解复交换功能ODN接口核心部分用户解复用功能交换功能接口功能ODN用户端口功能供电公共部分OAM中国电信上海研究院33P2P光纤以太网系统媒体转换器方式是将电信号转换成光信号进行长距离传输的技术实现方式，是对于已有的电的Ethernet设备要加上MC。其中MC是一个单纯的光电/电光转换器，它并不对信号包做加工，因此成本低廉由于其技术架构相当简单便宜而普遍应用的传输技术低廉。由于其技术架构相当简单、便宜而普遍应用的传输技术。优点：点到点系统避免了复杂的上行同步技术和终端自动识别技术。另外上行的全部带宽可被一个终端所用，这非常有利于带宽的扩展，便于在线监测。缺点：随着FTTH用户数量的增加，局端设备和光纤的数量也将会增加，在用缺点：随着FTTH用户数量的增加，局端设备和光纤的数量也将会增加，在用户密度较大的场合综合建设成本相对较高。点对点方式：•需要2N个收发模块•光纤总长度为N*(D1+D2)中国电信上海研究院34•光纤总长度为N*(D1+D2)点对多点方式：•需要N+1个收发模块•光纤数量为(D1+N*D2)无源光网络（PON）系统PON是采用无源光分支器的光接入网，一般采用树形-分支拓扑结构。与点到点方式相比，采用PON技术可以节省OLT光接口和光纤，而且PON系统可扩展性好，便于维护管理，是FTTH的主要实现方式。宽带PON技术主要包括基于ATM的宽带无源光网络（BPON/APON）宽带PON技术主要包括基于ATM的宽带无源光网络（BPON/APON）、以太网无源光网络（EPON）、具有Gb/s传送能力的无源光网络（GPON）三类。中国电信上海研究院35无源光网络（PON）系统原理上行方向为TDMA方式－－各ONU上行数据分时发送，各ONU的发送时间与长度由OLT集中控制中国电信上海研究院36无源光网络（PON）系统原理－2(b)PON系统中的下行方向工作原理下行数据广播发送，每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他用户的数据中国电信上海研究院37PONvs.点到点光纤以太网光纤以太无源光网络PON：点到多点的树形-分支结构局端设备和用户端设备之间为全无源结构P2P光纤以太网：点到点结构局端设备和用户端设备之间采用独立的一对或者一根光纤用户独享保密性好无源结构可以节约主干光纤和局端设备的光接口可扩展性好，便于维护管理者一根光纤，用户独享，保密性好，局端和用户端各需要1个光收发器业务透明性好，带宽高，每个用户的上下行带宽都可以达到100Mbit/s甚至1000Mbit/s。可扩展性好，便于维护管理Splitter宽都可以达到/甚至/。消耗较多的主干光纤SplitterCOFiberBusiness/Residence中国电信上海研究院38主流PON技术相同的拓扑——P2MP光纤BPONEPONGPONzFSAN提出，ITU-T标zIEEE802.3标准zFSAN提出，ITU-T标准化；zFSAN提出，ITUT标准化；zATM封装，技术复杂；z目前标准化最完善；标准z以太网封装；z技术简单、成本低z标准较完善zGEM封装；z技术复杂，成本略高z标准仍在完善z目前标准化最完善；z没有得到市场认可。z标准较完善；z技术成熟，已经规模应用。z标准仍在完善；z已开始试商用和小规模部署封装协议不同中国电信上海研究院39光纤接入技术的发展历程上世纪70、80年代，光纤通信技术的成熟催生了FTTH的概念；上世纪90年代中后期，BPON成为一个热点，但由于需求不足、ATM技术本身的衰落，BPON成为了昨日黄花；2000年始EPON和GPON的概念提出并始标准化FTTH技术迎来2000年开始，EPON和GPON的概念提出并开始了标准化，FTTH技术迎来了第三次浪潮，发展迅速，已成为电信领域的热点技术，2004年，点到点光纤以太网标准IEEE802.3ah和G.985也已完成标准化2005年EPON开始规模部署GPON开始试验和试商用：2005年，EPON开始规模部署，GPON开始试验和试商用：2005开始，日本至今已覆盖1200万用户2006年以后，韩国开始EPON规模商用，目前用户数约为500万，计划2015年达到1000万户2006年iSitlAtilt等始GO部和试验2006年，Verizon、Singtel、AT&T、Etisalat等开始GPON部署和试验北美FTTx用户覆盖数已经突破600万户FTTH欧洲委员会新任主席JoeriVanBogaert希望在2012年前欧洲发展800万FTTH用户。用户Lightreading预计：全球光纤到户将起飞，2011年达8600万户台湾省2007年FTTH用户约为50万户（年底100万），香港的FTTH用户普及率世界第一（21.2%）2007年中国大陆开始规模部署EPON