FTTX GPON 原理介绍和组网应用

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.考虑到未来许多的宽带应用，越来越多的国家认识到必须尽早突破接入“瓶颈”，而光纤是今为止最好的传输媒介。本文主要分析GPON技术的产生背景、应用、基本概念和特点，以及GPON系统的管理模式和终端的业务发放模式。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage3第1章光接入网概述第2章PON基本概念第3章GPON协议分析第4章GPON关键技术第5章GPON承载的基本业务第6章GPONPKEPONHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage4接入网的现状全球电信运营商处在转型过程中：1、业务竞争力的提升：提供更多业务。2、增加ARPU值：多种业务捆绑，降维护成本。3、提升用户忠诚度：提高用户对网络感受满意度，降低用户离网率。要实现转型目标，宽带提速是前提。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage5ServiceAccessCoreX.25ADSLEthernetPSTNIPATMFRGSM/GPRSCDMACablePDHSDHWirelessVoiceWirelessDataHighSpeedInternetVoiceStreamingDial-upVoIPMessageDSLEth/IP/MPLSAggregationNetworkLocation&PresenceMessageOnlineGamingVoiceDataVideoStorageDirectory接入网的发展趋势－AlloverIPHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage6如何解决“距离与带宽”的矛盾ISDNHDSLADSLADSL2+VDSL2xDSL技术……???xDSL技术很难解决距离与带宽的矛盾问：怎么办？答：“光进铜退”！采用光纤接入网是不错的方案！HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage7光纤接入网的接入方案(a)点到点的网络(b)路边交换网络(c)无源光网络即:PONCurbswitchCOCOCONsubscribersLkmLkmLkmPassiveopticalsplitterNsubscribersHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage8第1章光接入网概述第2章PON基本概念第3章GPON协议分析第4章GPON关键技术第5章GPON承载的基本业务第6章GPONPKEPONHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage9PassiveOpticalNetwork无源光网络OLTONUOpticalLineTerminal光线路终端OpticalNetworkUnit光网络单元PassiveOpticalSplitter无源分光器PSTNInternetCATVONUONUPON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；PON由光线路终端OLT（OpticalLineTerminal）、光网络单元ONU（OpticalNetworkUnit）和光分配网络ODN（OpticalDistributionNetwork）组成；PassiveOpticalSplitter无源分光器什么是PON?HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage10WDMONU/ONTNEWDMOLTNEServicenode分光器T参考点V参考点R/SS/RODNUNISNIIFponIFponONUOpticalNetworkUnit光网络单元ONTOpticalNetworkTerminal光网络终端ODNOpticalDistributionNetwork光分配网络OLTOpticalLineTerminal光线路终端WDMWavelengthDivisionMultiplexModule波分复用模块NENetworkElement网络单元SNIServiceNodeInterface业务节点UNIUserNetworkInterface用户网络接口GPON网络参考模型HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage11APON:ATMPassiveOpticalNetworksEPON:EthernetPassiveOpticalNetworksGE-PON:Giga-bitEthernetPassiveOpticalNetworksGPON:Gigabit-capablePassiveOpticalNetworksEPONGEPONGPONATMAPONBPONEthernetEPONGPON几种PON标准HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage12•GPON（Gigabit-capablePassiveOpticalNetworks）•三大优势：1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM；2、更高的带宽：对每用户下行2.5G/上行1.25G（物理层）；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。•GPON支持Triple－play业务，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，GPON是三网合一的上佳方案。•GPON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1Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+CopperBasedVDSL/ADSL2+CopperBasedPONFiberBased2002200320062010时间带宽互联网视频会议远程控制接入技术业务需求VoD标清电视视频会议Game实况TVVoDHDTV3km2km1km~20km覆盖半径为什么选择GPON?HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage13PONTPONAPON/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尚无标准ITU-TG.982国家标准Q1/1998国家标准Q3/2000国家标准国家标准尚无标准Q4/2004Q3/2004PON技术标准化进展HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage14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；上行数据流采用TDMA技术。1490nm1310nmGPON原理----数据复用HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage15GPON提供以下几种异步传输速率：0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（目前的主流支持速率）2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown支持最大逻辑距离为：60km支持最大物理距离为：20km支持最大距离差为：20km分光比为1：64，可升级为1：128GPON网络基本性能参数ONUOLTONU距离差:20km逻辑距离:60km逻辑分光比:128UNISNIHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage16第1章光接入网概述第2章PON基本概念第3章GPON协议分析第4章GPON关键技术第5章GPON承载的基本业务第6章GPONPKEPONHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage17ITU-TG.984.3•GPONTC层规格要求•GTC复用结构及协议栈介绍•GTC帧结构介绍•ONU注册激活流程•DBA规格要求•告警和性能ITU-TG-984.1/2/3/4产品开发简单产品兼容性强ITU-TG.984.1•GPON网络参数说明•保护倒换组网要求ITU-TG.984.4•OMCI消息结构介绍•OMCI设备管理框架•OMCI实现原理简述ITU-TG.984.2•PMD层规格要求•2.488Gbps下行光接口参数规格要求•1.244Gbps上行光接口参数规格要求•物理层开销分配GPON标准协议HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage18广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过GEMPORTID来区分不同的业务的数据，ONU通过过滤来接收属于自己的数据。GPON原理----下行数据HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage19TDMA方式：GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstreambandwidthmap字段来给每个ONU分配上行时隙，这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。每帧共有9120个时隙。GPON原理----上行数据HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage20GPON协议栈HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage21IFponONUONUONUT-CONTPortT-CONTPortPortT-CONTT-CONTPortPortPortPortPort不同的ONU用ONU-ID标识不同的T-CONT用Alloc-ID标识不同的GEM-PORT用Port-ID标识GPON复用示意图(ATM&GEM)IFponONUONUONUT-CONTPVCT-CONTPVCPVCT-CONTT-CONTPVCPVCPVCPVCPVC不同的ONU用ONU-ID标识不同的T-CONT用Alloc-ID标识不同的PVC用VPI/VCI标识(ATM业务)(GEM业务)HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage22一个OLT与多个ONTONUONUONUT-CONTGEMPortT-CONTGEMPortGEMPortT-CONTT-CONTGEMPortGEMPortGEMPortGEMPortGEMPort不同的ONU用ONU-ID标识不同的T-CONT用Alloc-ID标识不同的GEM-PORT用Port-ID标识PON光口每个GPON端口，支持1：64分光比，即可提供64路ONT接入。每个ONU上可以有多个T-CONT,每个TCONT可以绑多个GEMPORT.T-CONT就相当于一个物理的缓存，只有绑定了DBA模板才能限速。DBA123OLT我司简化做法：AllocID=T-CONTID*25