中国电信_FTTH基础知识培训

FTTH基础知识内容提纲一．FTTH技术概述（一）宽带接入技术简介（二）PON系统基本原理（三）FTTH在PON系统中的实现FTTH组网结构（四）中国电信FTTH建设思路二．EPON和GPON技术三．PON系统多业务承载四．主流厂商光接入设备介绍（一）宽带接入技术简介目前主流的宽带接入技术主要有基于铜线接入的xDSL技术、LAN接入、无源光网络（主要是EPON、GPON）接入和WLAN接入等xDSL接入技术：以铜芯电话线为传输介质、可同时实现语音和宽带数据传输的宽带接入技术，典型如ADSL、VDSL接入。LAN接入：采用五类或超五类非屏蔽双绞线（UTP）连接到交换机的接入方式，速率可达10Mbit/s、100Mbit/s（FE）甚至于1000Mbit/s（GE）。PON接入：无源光网络（PON）技术是目前最流行的宽带光纤接入技术，主要包括EPON和GPON接入技术。WLAN接入：WLAN采用无线方式提供宽带服务，WLAN的技术标准是IEEE802.11a/b/g/n等，目前802.11g最大速率可达54Mb/s。（二）PON系统基本原理PON（无源光网络）是指OLT（光线路终端）和ONU（光网络单元）之间的ODN（光分配网络）全部采用无源设备的光接入网络PON是一种点对多点（P2MP）的光接入系统，它能够节省光纤资源、ODN无需供电、用户接入方便和支持多业务接入，是运营商目前大力推行的宽带光纤接入技术，主要有EPON和GPON两种技术。1.PON典型网络结构PON系统主要由OLT、ODN和ONU三部分组成，其中ODN不包含有源设备，OLT至ONU之间通过光分路器连接形成P2MP（点到多点）的结构IMS/SS/2G/3GInternet城域网/传输OLT分光器流媒体xDSL监控FTTB10GE/GEIPTVPCPhoneMDUCPEHGIPTVPCPhoneFTTBONTMDUONTEOC合成器EOC终端住户电视PC电话有线电视网CATVFTTH语音数据IPTV监控FTTBFemto/微蜂窝PON系统传输方式—上行方向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TDMA方式PON系统传输方式—下行方向下行方向为广播方式下行数据广播发送，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广播方式2.PON系统组成PON系统的基本组成有：局端的光线路终端（OLT）设备ODN，指用于连接局端OLT设备和远端ONU设备之间的光分配网络，ODN只包含无源器件或设施光网络单元（ONU/ONT）。PassiveOpticalNetwork无源光网络OLTONUOpticalLineTerminal光线路终端OpticalNetworkUnit光网络单元ONUONUPassiveOpticalSplitter无源分光器ODN(光分配网络）（1）OLT设备介绍OLT是PON的核心功能模块，OLT在物理上一般以机架的形式呈现。机架式OLT（大型）采用插板式结构，功能复杂、容量大，实现难度高。包括如下板卡–接口板（或者称为线卡）–主交换板–主控板（主控和主交换板可能合在一个板卡）–上联板（GE/10GE）盒式OLT（小型）：1U高一体化小设备：2－4个PON口，1－2个上联GE口.功能简单，容量小，实现容易上联接口模块（上联板）上联接口模块（上联板）GE/10GE光口GE/10GE光口PON接口模块（接口板）L2SwitchFabric(主交换板)控制模块（主控板）PON接口模块（接口板）PON接口模块（接口板）PON光接口PON光接口PON光接口（2）ONU设备介绍ONU位于用户终端和ODN之间，提供用户接口和多业务接入，ONU上联口（PON口）为光口，用户侧接口有：–以太网接口（FEGE）–POTS接口（RJ11）–E1接口–CATV接口ONU设备框图如图所示，其中PON接口模块是核心部分，语音处理模块以VoIP的方式提供语音业务，CPU负责整个ONU的控制和管理（包括与OLT及网管的通信）。PON接口模块（含光模块）二层交换模块语音处理模块控制模块（CPU）以太网PHYFE/GEPOTS(RJ-11)PON接口FTTHONU设备分类ONU设备根据用户端的应用方式不同，可分为下列几种类型：–（1）SFU（单住户单元）型ONU：主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终端功能，具有1或4个以太网接口，提供以太网/IP业务，可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，主要应用于FTTH的场合（可与家庭网关配合使用，以提供更强的业务能力）。–（2）HGU（家庭网关单元）型ONU：主要用于单独家庭用户，具有家庭网关功能，相当于带EPON上联接口的家庭网关，具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少1个USB接口，提供以太网/IP业务，可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，支持TR-069远程管理。主要应用于FTTH的场合。–（3）SBU（单商户单元）型ONU：主要用于单独企业用户和企业里的单个办公室，支持宽带接入终端功能，具有以太网接口和E1接口，提供以太网/IP业务和TDM业务。主要应用于FTTO的场合。（3）ODN简介ODN位于ONU和OLT之间，为OLT与ONU提供光传输手段，完成光信号的传输和功率分配任务。ODN通常呈树型分支结构，主要包含下列设备：–局端配线设施：光配线架等–光分配点设施：光配线架、光交接箱、光分线盒、光分路器、光分歧接头盒等–光用户接入点设施：光分路器、光分线盒、光分歧接头盒等–用户端接设施：用户智能终端盒、光纤信息面板–其他基本器材：光缆、光纤连接器、尾纤等（三）FTTH在PON中的实现根据光纤到达用户侧的位置不同,宽带光接入网的应用方式（建设模式）包括以下几种,这些模式统称为FTTx，主要包含：–（1）FTTN：FiberToTheNode，光纤到节点–（2）FTTZ：FiberToTheZone，光纤到小区–（3）FTTCab：FiberToTheCabinet，光纤到交接箱–（4）FTTC：FiberToTheCurb，光纤到路边–（5）FTTB：FiberToTheBuilding，光纤到楼–（6）FTTP：FiberToThePremise，光纤到用户驻地–（7）FTTH：FiberToTheHome，光纤到户–（8）FTTO：FiberToTheOffice，光纤到办公室其中最主要的应用方式有FTTH、FTTB/C、FTTCab，FTTH、FTTO、FTTP以全程光纤的方式实现最终用户的接入，是最为理想的宽带光纤接入方式。FTTH典型组网结构FTTH的典型组网结构如图所示，根据用户的不同业务需求及家庭布线情况，家庭网络可采用不同的家庭组网方式，既可采用有线也可采用有线+无线AP的接入方式，可方便灵活地接入语音、宽带数据、IPTV、WLAN等业务。一．FTTH技术概述二．EPON和GPON技术（一）EPON标准和规范简介（二）EPON技术指标及关键技术（三）GPON标准和规范简介（四）GPON技术指标及关键技术（五）ONU远程维护和管理（六）EPON和GPON技术比较（七）新一代PON技术介绍三．PON系统多业务承载四．主流厂商光接入设备介绍（一）EPON标准和规范简介目前FTTH常用的PON技术为EPON和GPON相同的拓扑——P2MP光纤BPONEPONGPON封装协议不同FSAN提出，ITU-T标准化ATM封装技术成熟在北美有一定规模商用IEEE802.3标准以太网封装技术简单、成本低标准较完善技术成熟，已经规模应用FSAN提出，ITU-T标准化GEM封装技术复杂，成本略高标准仍在完善已试商用和小规模部署EPON技术简介为了提高以太网在“最后一公里”的应用，IEEEEFM工作组2000年开始制定了802.3ah标准，其中包括EPON和P2P光纤以太网两种技术：–点到点光以太网：定义了速率100Mb/s、传输距离10km和速率1000Mb/s、传输距离10km两种点到点单纤双向光以太网系统。采用WDM方式实现单纤双向传输，上、下行分别使用1310nm波长和1490nm波长进行传输–EPON：在保留传统以太网体系结构基础上定义了一种新的应用于PON系统的物理层（主要是光接口）规范、一种新的MAC多点控制层协议（MPCP），以实现在点到多点无源光网络中的以太网帧的时分多址接入、一种运行维护和管理（OAM）机制。中国电信EPON标准–MPCP补充–Triple－churning加密算法–EthernetOAM扩展–产品的部分特性规格要求（二）EPON标准和关键技术OLT与ONU之间信号传输基于IEEE802.3以太网帧采用8B/10B的线路编码（8个数据比特编成10个线路比特），数据速率为上下行对称1Gbps,线路比特率为上下行对称1.25Gbps支持1：64的分光比和10或20公里的传输距离采用WDM方式实现单纤双向传输，上、下行分别使用1310nm波长和1490nm波长进行传输以MAC控制子层的MPCP（multipointcontrolprotocol）机制为基础，MPCP通过消息、状态机和定时器来控制访问P2MP的拓扑结构P2P仿真子层是EPON/MPCP协议中的关键组件提供了一种专门的运行管理和维护（OAM）机制，实现对链路监控、远端环回，并可以进行扩展以实现业务层管理功能EPON系统WDM方式EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。1490nm1310nmEPON关键技术1：突发模式光收发器技术突发模式光收发器技术–OLT的接收机和ONU的发射器工作在突发模式–OLT光接收机的快速功率恢复–要求OLT在每个接收时隙的开始处迅速调整0-1判决门限–ONU光发射机的突发发射和关断–为抑制自发散射噪声，要求ONU的激光器能够快速的冷却和回暖–OLT光接收机的突发同步技术–上行接收数据相位的突变要求OLT的接收机工作在突发模式接收状态–OLT还要进行大范围的自动增益调整（AGC）EPON关键技术2：EPON帧结构前导码7Bytes帧定界符1BytesDA6BytesSA6Bytes长度/类型2Bytes数据46—1500Bytes填充不定FCS4Bytes前导码8BytesDA6BytesSA6Bytes长度/类型2Bytes数据46—1500Bytes填充不定FCS4Bytes5555SLD5555LLIDLLIDCRC8传统以太网MAC帧EPONMAC帧第5字节的第6、第7比特被中国电信和国内用于搅动信息标识字段（Enc）SLD:SLD指示LLID和CRC位置EPON关键技术3：动态带宽分配（DBA）动态带宽分配–相对于静态带宽分配（SBA），DBA是指OLT基于用户的业务等级协议（SLA），结合ONU的本地队列状态的汇报或者业务预测,动态的给ONU分配上行带宽的技术–优点：实现高效的上行带宽利用率和保证业务的公平性和QoS–DBA是采用轮询ONU的方式，图示为一种DBA的机制（三）EPON系统保护和数据安全EPON系统中，OLT是关键性的设备，OLT至光分路器之间的光链路也至关重要，因此在实际中需要采取保护措施，系统保护主要有两种–OLT的设备级保护–OLT至ONU之间的光链路保护。–OLT的设备级保护功能•主控板的1＋1冗余保护，保护时间应为秒级甚至亚秒级•OLT设备应配2个电源模块，形成1＋1冗余保护，并做到业务无中断的电源切换（业界普遍采用分布式供电，电源倒换一般对业务无影响）•OLT支持对板卡和终端配置信息的保护，能够在板卡或中端重新上线后的自动配置恢复•OLT板卡热插拔1.光链路保护倒换功能对商业客户而言，OLT到ONU之间的光纤链路保护是其比较重要的需求之一光链路的保护有赖于光纤的双路由，主要有四种方式。前两种只需要主干光纤双路由，后两种种需要全程双路由