华为公司FTTH(EPONGPON)网络方案交流

华为技术FTTH网络方案－2005年8月2目录•FTTH技术体系•FTTH的现状趋势、部署策略•华为的解决方案•案例分析,投资收益分析3•FTTH–FibertothePremise，光纤到住宅（驻地）FTTP–包含FTTH、FTTB、FTTC、FTTU等–实现最后一公里的最佳技术之一–实现方案：P2MP（PON）和P2P•PON–无源光网络，无室外有源设备，无雷击和EMI–纯介质网络，业务无关–多用户通过带宽控制协议有效共享带宽–TDM/TDMA或TDM/WDMA–三网合一的有效手段–根据协议•TPON：TDMPON，主要指的是窄带PON，未规范•APON：ATMPON，ITU-TG.983.1规范•BPON：BroadbandPON，通过简单WDM增强APON业务能力•EPON：EthernetPON，IEEEEFM规范•GPON：GigabitPON，ITU-TG.984系列协议规范FTTH&PON4FTTH主要包括有源与无源两种技术，当前两种技术的市场份额相当无源光网络PON逐渐成为FTTH的主要技术•P2P以太网–N/2N光纤–2N光收发器•P2PCurb以太网–最少光纤–2N＋2光收发器–区域供电•P2MP以太网（XPON）–最少光纤–N＋1光收发器–无源光分路器P2PP2PCurbP2MPFTTH技术体系5•无源光网络（PON－PassiveOpticalNetworks）技术是为了支持点到多点应用发展起来的光接入技术。•OLT－－OpticalLineTerminal，光线路终端•ONU－－OpticalNetworkUnit，光网络单元•ONT－－OpticalNetworkTerminal，光网络终端•POS－－PassiveOpticalSplitter，无源光分路器/耦合器•ODN－－OpticalDistributionNetworks，光纤分布网ODNPOSOLTONUONUONUONUONT光分路器光分路器语音网数据网视频网局端无源光网络（PON）PON的结构6xPONTPONAPON/BPONGPONEPONWDMPON国际标准ITU-TG.983.xITU-TG.984.xIEEE802.3ah国际标准国际标准国际标准国际标准ITU-TG.982国家标准YD/T1077-2000国家标准YD/T1090-2000国家标准国家标准国家标准•基于WDMPON目前没有标准，应用较少•EPON和GPON是最有希望的技术PON技术标准化状况7EPON下行流•802.3帧广播•数据的导出是由802.3帧的前导码中的LLID来标识•64字节GATE信息来分配带宽8EPON上行流•由MPCP协议完成上行流的控制管理•时隙中含多个802.3的以太网帧•发送64字节的REPORT信息向OLT报告ONU的状态•避免冲突9EPON关键技术•DBA•测距•自动发现•突发•LLID10动态带宽分配（DBA）•EPON上行传输是多个ONU时分复用上行带宽–静态带宽分配(SBA),图A–动态带宽分配(DBA)•动态带宽分配（DynamicBandwidthAssignment）–对带宽采取实时调度方式，–OLT系统按照ONU实时上报的请求统筹安排，动态调整授权给ONU的带宽，同时改善时延等性能。–当各ONUs竞争时，按ONUs的合约带宽大小正比地分配各ONUs带宽；图B–当EPON系统资源有余时，尽量满足各ONUs的需求。图C–配置参数：最小带宽，最大带宽图A图C图B图D11关键技术－测距（Ranging）无测距及控制有测距及控制•测量OLT下行发送到上行接收的数据信号环路时延，并据此进行延时补偿，从而保证上行数据不会发生冲突•测距方式：定时自动、初始测距、自动相位补偿12EPON的原理——测距原理•补偿因ONU距离不同而产生的时延差异：RTT（RoundTripTime）–在注册过程中，ONU对新加入的ONU启动测距过程–OLT使用RTT来调整每个ONU的授权时间–OLT也可以在任何收到MPCPPDU的时候启动测距功能。–测距精度=3.2米•使用注册冲突避让：–在EPON系统中，解决ONU的注册冲突的方案有两种：随机延迟时间法和随机跳过开窗法。RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T213EPON的原理——ONU自动发现•自动发现–不必等序列号登记–认证以后才使能数据通路–软件可设置该操作的频率•OLT定时分配discovery时隙•OLT发出GATE–CDR、AGC•ONU立即响应Register_REQ–MAC地址–光ON/OFF时间–待定的授权数•OLT接收REQ–校验ONU数据有效性–交给OLT处理器鉴定–分配LLID–计算RTT•OLT再次确认，ONU响应确认•若不成功，则下次再进行发现。14动态范围(20dB)快速AGC0#ONU1#ONU0#ONT有快速AGC无快速AGC阈值线恢复出来的数据到达OLT的信号及阈值建立ONT/ONU发出的信号关键技术－突发接收15多LLID与单LLID•QoS是全网的，端到端的–多LLID只能保证在EPON系统中区分业务–使用DBA算法LLID保证最小带宽，不是实时保证–多LLID在标准中不支持，被放弃–多LLID实现的复杂度增加，消耗MAC地址，VLAN不连续–业务的区分本质是内部调度的实现，不是LLID的数目决定–在IP网上承载需要更多的设备支持–ATM与IP的竞争•单LLID–实现简单，与Ethernet兼容性好–国际标准是简单、标准的统一程度和QoS支持的折衷–TOS+VLAN+LLID区分业务，服务等级802.1p–内部完全可以实现多队列管理,8个优先级–支持预留带宽方式–基于“最简单的就是最好的”这一互联网发展的结论16目录•FTTH技术体系•FTTH的现状趋势、部署策略•华为的解决方案•案例分析,投资收益分析17FTTH发展的驱动力全业务运营商面临的问题收入减少用户流失竞争加剧运营维护费用增加网络的老化和自然演进高带宽业务的需求需要政策的推动从电信发展历史看，当网络用户数达到一定规模，各种应用会自然产生，这也是迈特卡夫定律的威力所在。18FTTH的现状•日本于2004年底，突破了200万用户。•美国，构想到2007年全部家庭实现FTTH。•韩国全面开展FTTH。•欧洲的爱尔兰、意大利、瑞典以及北美其他国家也正在积极开展FTTH接入。•台湾，2004年10月正式宣布启动FTTH•非洲，开始实验•国内各地也开始试点，政府推动19部署策略•目前策略–“新部署策略”–“重叠策略”–其中“重叠策略”值得考虑，最好是不动现有的网络，让其独立发展。•中国建设FTTH可以采取以下策略：–经济发达地区的新建筑，尽量采用FTTH；–对于老建筑和经济发展中等地区，要充分利用原有网络资源，可采用ADSL、CableModem、LAN，最终过渡到FTTH，一般过渡时间为4年，–LAN有更长的生存时间，大建筑物可采用光纤到大楼FTTB，楼内可采用LAN和无线接入，甚至于光纤到办公桌FTTD；对有宽带特殊需求的用户和豪华小区可采取FTTH、FTTB、FTTD和光纤局域网。20部署FTTH策略分析•从发展的观点来看，接入网最终解决方案就是FTTH。•通过提供特色优质的服务，可以吸引更多有潜力的大客户加入，从而改变固网运营商的竞争格局。•可以采用逐步推进的方式,不需要一开始就投入巨资。•不但要提供网络的连通性，同时也要支持VoIP、数字电视和数据业务的连接性。•以针对不同的客户群，提供不同的连接方式。–对住宅/普通商业用户，部署XPON网络是比较经济的–对高端商业用户来说，最好是部署“点到点”的网络。21目录•FTTH技术体系•FTTH的现状、趋势•华为的解决方案–华为FTTH的部署–产品规格、路标•案例分析,投资收益分析22FTTH降低运维成本：接入节点、模块局2x3km中心机房：LE中心机房：OLT双绞线光纤xDSL＋POTSFTTH广电网络CABLEPSTNIPCATVPSTNIPCATV现网FTTH网络小区覆盖每户一根光纤提供语音、数据、视频业务OLT能大范围接入覆盖集中统一的管理有源节点少，低的维护成本高带宽适应能力，持续带宽升级能力：无源光分路器机房设施和节点数量众多维护工作量大需要两张网络才能提供全业务23FTTH建设模式24FTTH建设模式2OLT交接箱25FTTH建设模式3OLT低成本过度策略建议预留光纤资源Lanswitch/HUBLanswitch/HUBLanswitch/HUBLanswitch/HUB26FTTH用户带宽升级OLTLanswitch/HUB27华为FTTH接入网络结构三网合一：宽带接入、VOIP、视频（IPTV和CATV）CATV：支持模拟、数字节目，与原有的电视机兼容，可提供200套以上的节目IPTV：1000个频道、收视率统计、预览、在线申请、用户管理、可控组播强大的QoS和流分类能力，对增值业务支持：VoD、HDTV、Game、宝宝在线、、、ONTOFA5920EPON－OLTIPnetworkGENMS(iManagerN2000)PCSTBPhoneIPTVIPVideointernet合波器CATVNGN核心网络FTTH接入网络家庭网络CATVPSTN28FTTH业务应用：客户群EPON和GPON区别：TDM支持能力不同；对IP包，QoS机制和业务能力是一样的住宅用户用EPON和GPON没有本质区别，建议：EPON面向住宅用户GPON面向有TDM需求的企业客户（对于高端用户，需要MSTP设备来接入）企企业业客客户户家家庭庭客客户户个个人人客客户户客户环境客户环境光纤接入网络IP+MPLSEPONGPONMSTPP2P29FTTH业务应用：全业务对于住宅用户，FTTH现阶段要确保能有双绞线提供相似的客户体验：POTS＋宽带＋IPTV“从传统基础网络运营商向现代综合信息服务商的战略转型”，FTTH网络提供的大带宽，有助于运营商建设统一业务平台，做好宽带帐号经营，协助ISP向ICP转型。华为新固网Tel@comFTTH网络对未来新业务的支持：SLA/QoS、业务感知VOICEDATAVIDEOCATV＋IPTVFullPlayFTTH接入设备新业务…30FTTH网络规划：OLT位置放置OLT应该放置在模块局位置，而非小区机房，可以充分发挥PON的优势：兼顾带宽和成本按目前模块局覆盖的地理范围，大城市以3－5km为好的选择，覆盖3万户左右的家庭需要大容量的OLT设备。独户住宅小区机房多层/高层住宅人孔/手孔室外交接箱熔接盒单芯室外光缆光缆接续盒室内交接箱管道、直埋室外光缆加强型单芯室内光缆模块局位置ODFOLT～5km无源光网络ODF小区A3－5km地理范围共享一个OLT机房31FTTH网络规划：设备必须遵循标准借鉴V5接入网、DSLAM成功的经验，不同厂家的OLT和ONT必须保证互通性TDMoverEthernet：PWE3？TDMoverIP？私有协议？TDM话音VSVoIP话音：从标准和NGN发展趋势上，VoIP是更好的选择OpsIFServiceLinkSecurityOAMMAC/MPCPPHYSystemControlEPON系统IEEE802.3ah(EFM)标准成熟，2004年定稿IEEE802.1AE需要更多时间确定技术规范标准规范定义的部分只定义了传输层以下的部分标准规范以外的部分业务发放系统功能•运营系统接口OAM&P,Test,DB-IF…•承载业务•系统的操作系统私有MIB,告警处理•系统配置、故障恢复、供电、散热、、、32中国公寓住宅ONT位置布局光纤走弱电井ONT嵌入墙体内POTS、CATV电缆、以太网线连接到ONT、布线与目前方式相同33ONU与光分路器单元间布放示意图室外光缆进入管光分路器单元光分路跳纤集中输出口贯通上下楼层主通道进户管道，需穿墙、埋管ONU说明：1、光分路器跳纤输出口输出特殊跳纤数量：或32、或16、或8根；2、室外光