河南网通工程硕士班技术讲座

河南网通工程硕士班技术讲座北京邮电大学网络教育学院当前主要的技术发展概况移动运营商1）3G2）TD-SCDMA的测试情况3）HSDPA和WIMAX应用前景固网运营商NGN网络智能化实现重点需求：a)全面提供了本地、汇接、长途和新业务等业务功能;b)通过NGN技术最大限度地适应网络智能化的要求;c)利用软交换技术覆盖范围广的特性，将各中小本地网整合为偏平结构的虚拟大本地网，大大提高了网络的运营能力;改造后建立的NGN网络可以提供的智能业务有：悦铃、一号通同振和顺振、一机多号、综合预付费、号码携带、混合放号、返向计费和遇忙回叫、语音和视频等多媒体业务。(IMS、SIP）NGN技术把PSTN式的交换网络变换成分布式架构：a)业务层b)控制层C)承载层d)接入层IP是基础，宽带是方向；业务要融合，网络要开放；需求测不准，弹性是上策；基于PON技术的光纤接入网PON（无源光网络）技术：具有高带宽、广覆盖、单纤接入、接口丰富及综合业务接入能力等优点。一根光纤可以提供语音、数据和视频业务。光纤本身的高稳定性，有效地降低运维成本，可以实现接入网建设的”一劳永逸“PON的两个技术标准：a)IEEE802.3ah工作组制定的EthernetPON(EPON)的标准；b)ITU/FSAN制定的Gigabit/sPON(GPON)的标准；GPON是FSAN组织于02年9月提出，ITU-T在础上于03年3月完成了ITU-TG.984.1。和G.984.2的制定。04年2月~6月完成了ITU-TG.984.3的标准，形成了GPON协议族。ONUONUONUONUOLTOLTODNODNAFAF接入网系统管理功能业务接点功能业务接点功能Q3网络侧用户侧接入网链路(PON)(AON)S/RR/SaSNIUNIV5图光接入网的参考配置(G.982)V5EPON与GPON共同的特点：a)高宽带接入。EPON上下行各1.24Gbit/s。GPON下行速度高达2.488Gbit/s，上行速度高1.24Gbit/s。是非对称特性，可以满足现在和未来各种带宽业务需求。b)节省光纤资源。点到多点的树状广播网络拓扑结构，从局端出一根光纤经分路器可分枝到32/64个终端的ONU设备c)设备运维管理成本低。PON接入技术只有局端光线路终端（OLT）和用户侧光网络单元设备（ONU）为有源设备。其中PON光分布网部分是稳定性高、体积小、成本低的无源光分路器等，无须提供电源、空调等。•ODN：光分配网络。它是OLT和ONU之间的无源光传输媒质网络，由无源光器件构成（OpticalDistributionNetwork)•OLT：光网络终端。它是提供OAN网络侧的接口，并且连接一个或多个ODN。(OpticalLineTermination)•ONU：光网络单元。它提供OAN用侧接口，并且连接一个ODN。(OpticalNetworkUnit)•AON：有源光接入网•PON：无源光接入网用户用户端口功能业务部分用户和业务复用功能传输复用功能ODN接口功能供电功能OAM功能公共部分ODN核心功能图ONU功能块ODNODN接口功能ODN接口功能传输复用功能核心功能数字交叉连接功能业务端口功能公共部分OAM功能供电功能去协调设备网络业务部分图OLT功能块OLT作为PON系统的核心功能器件和中心节点，OLT具有集中带宽分配、控制各种ONU、实时监控、运行维护管理整个GPON系统的功能。ONU为接入网提供用户侧的接口，提供语音、数据、视频等多业务与ODN的接入，受OLT的集中控制。ONUONUOLTODNONUUNISNI图GPON参考结构QODN的构成：光纤光缆、光连接器（光接头）、光分路器（OBD）、光衰减器、光隔离器、WDM等。法拉第器件图光隔离器的工作原理偏振器反射90°45°45°0°（不通过）EPON和GPON技术比较a)相对EPON技术，GPON下行速率可达2,488G/S满足未来带宽数据业务需求。提供QoS全业务保障，同时承载ATM信元和GFP帧有很好的服务等级，采用GFP封装技术综合传输效率在93%以上。接入距离更远（大于20KM），针对FTTB开发的GPON系统，OLT和ONU的距离可达60KM。而且，GPON更注重对多业务的支持能力（TDM、IP、CATV)上连业务接口及下连业务接口更为丰富，包括数据业务（Etnernet、IP、MPEG视频流）。PSTN业务包括，（POTS、ISDN、SMT-1）。专用线，（T1、E1、E3、ATM、10G、GE、FE等）可以提供FTTH、FTTO、FTTB、FTTC+LAN（DSLAM）的多种接入方式。同时能提供时钟同步以及电信级QoS保证。EPON的TDM支持采用电路仿真实现，QoS以及时间同步方面不如GPON，对传统业务的支持有一定困难可靠性也不是很好。EPON除了难以支持以太网以外业务的同时，传输效率也低。EPON采用的8B/10B的线路编码，引入20%的带宽损失，在加上其他开销可用负荷仅50%左右。而GPON(APON)采用的是NRZ扰码为线路码没有带宽损失。在加上承载层效率，传输汇聚层效率，业务适配等原因，EPON总的传输效率大约仅为GPON的一半。GPON继承了BPON的很多基本特征，两者使用同样的OLT核心技术，使用同样的物理光纤和功率预算。同时GPON采用了一些最新的技术成果如：最重要的GFP（通用成帧协议）和FEC（前向纠错）等技术。ｂ）相对于EPON，GPON的标准更加完善。管理层的互通定义，使得OLT厂商的网络管理系统具有对其他厂商的ONU进行正常认证、配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等完善的OAM功能。ｃ）除传统语音、数据业务外，GPON标准中还定义了第３个波长，在OLT上接入数字电视、IPTV电视信号，在不影响电信业务的情况下，可以传送到末端的ONU设备，并支持RF电接口到用户有线电视分配网，提供三网合一业务。ｄ）EPON技术比较成熟，芯片设计难度较低，产业链比GPON成熟。EPON可以用以太网协议支持所有的IP网络，和现有的设备有很好的兼容性，在数据业务里EPON有独特的优点。GPON相对于EPON出现的比较晚，他的芯片成本较高，但随着GPON量产后成本会降到与EPON相当的水平，甚至用户需求带宽超出30M后，GPON成本优势突出。从应用看，EPON比较适合部署中小规模FTTx，如个人用户。GPON适合部署大规模FTTx，如对技术要求高的企业用户。从长远的发展趋势看可能从宽带点到点以太网光纤系统和EPON开始，最终过渡到GPON阶段。GPON的应用模式a)PON+DSL的方案(Flexlight)；b)移动网络基站互联；c)FTTB/C+LAN&PBX；d)FTTH低成本，丰富的家庭业务接口如GE/FE、POTS、CATV。以及园区网、工业网、开发区、大学城等一步到位；从GPON的应用地区看，首先大规模部署将是北美地区，07年下半年欧洲和亚太地区也将进入大规模部署阶段。，日本06年一季度始到目前FTTH用户已达546万户。据预测，08年后GPON在亚太部署规模主要取决于中国和印度。EPON的应用模式a)多用于网吧接入b)数字监控系统的信号接入c)农村信息化提供接入平台d)运营商在FTTH中的应用PSTNSTM-N视频源EMSONUONUONUONUONUONU管理系统ATM交换机OLT1×N图EPON接入网组成PON关键技术1）测距由于ODN可以下接8~32个ONU，最大可以下接64个ONU所以，不同ONU到达OLT的逻辑距离各不相同。这样信元在ONU和OLT之间的往返时间就不一样，若不进行控制各ONU上发的信元在OLT处就可能发生碰撞（测距精度为±1bit）。测距过程的启动有两种方法：#网运启动测距#OLT周期自动2）上行突发同步OLT在接收上行突发数据流时，必须用突发块中的开头几个比特(必须在8bit内)迅速建立起比特同步，这就是突发同步。建立突发同步比较可行的方法有两种：#门控振荡法#相关同步法3）上行突发光接收由于各ONU到OLT的距离不同，各ONU上发的信息到达OLT时的衰减也不同，因而OLT采用的判决门限也应不一样。既需要使用突发模式的光接收机对每个上行突发块快速建立判决阈值。为了实现这种高速光信号的突发块接收，一般使用快速冲放电的峰值探测器。4）带宽的动态分配为了支持不同的QoS要求和提高信道的利用率，PON必须具有高效的上行接入控制协议（MAC）带宽动态分配算法。共享传输媒体的接入控制协议有三种：#固定接入#随机接入#预约接入ONU为用户提供EPON的接入功能*选择接收OLT发送；*响应OLT发出的测距及功率控制命令并做出相应的调整；*对用户的以太网数据进行缓存并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送；*其它相关的以太网功能；OLT作为EPON的核心,OLT应实现的功能*向ONU以广播方式发送以太网数据；*发起和控制测距过程，并记录测距信息；*发起并控制ONU功;*其它相关的以太网功能;