1、GPON技术交流n 了解GPON的概念及发展背景n 学习GPON的基本原理n 学习GPON的关键技术n 我司GPON产品和解决方案n 了解PON的发展趋势内容提纲内容提纲PON基础知识回顾GPON基本原理GPON关键技术我司GPON产品和解决方案PON发展与小结FTTH技术分类n FTTH是接入网中一类技术的总称，具体的选项很多。PON vs.点到点光纤以太网n点到点以太接入N根光纤，2N个光收发器管理独立n小区交换机接入只需铺设1或2根光纤到小区2N+2个光收发器设备占用局端机房空间小在传输过程中需要有源设备设备分级管理nPONPON的接入方式只需铺设1或2根光纤到小区需N+1个光收发器设备
2、占用局端机房空间最小传输中不需有源设备设备集中管理局端用户局端用户小区交换机以32个结点为例32/64根光纤64个收发器P2PP2P1/2根光纤66个收发器局端用户分光器P2MP1根光纤33个收发器Passive Optical Network 无源光网络OLTONUOptical Line Terminal 光线路终端Optical Network Unit 光网络单元 NGN/IMSInternetCATVONUONUnPON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；nPON由光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（Optical Networ
3、k Unit）和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成；Passive Optical Splitter 无源分光器PON技术结构熔锥型光波导型点对多点光纤接入技术两种常用的无源光分路器（Splitter）：n 器件功能：将一路输入光信号进行光功率分割，分成多路输出（可以等分，也可以按照需要定制功率分配比）n 典型的分路器实现1：2到1：32的分光n 器件特点：无源器件，不需要供电，环境适应能力较强两种常见的分路器熔锥型分路器优点：技术成熟，成本低。分光比可以根据需要制作，可制作不等分分路器。缺点：损耗对光波长敏感。均匀性较差，不能确保均匀分光，可能影响整体传
4、输距离。插入损耗随温度变化变化量大（TDL）多路分路器（如116、132）体积比较大，可靠性也会降低，安装空间受到限制。平面光波导功率分路器（PLC）优点：损耗对传输光波长不敏感。分光均匀。结构紧凑，体积小。单只器件分路通道很多，可以达到32路以上。多路成本低，分路数越多，成本优势越明显。缺点：器件制作工艺复杂，技术门槛较高。相对于熔融拉锥式分路器成本较高，特别在低通道分路器方面更处于劣势。两种分路器的比较ODN的确切含义ODN是IFPON接口之间的所有线路设施的总称，不等同于分路器。11核心层核心层业务层业务层汇聚层汇聚层接入层接入层城域城域骨干网骨干网BRASBRASMAN SRMAN S
5、RSRSR骨干网骨干网宽带宽带接入网接入网核心路由器核心路由器（可级连）（可级连）骨干网骨干网终端城域网城域网FTTHFTTHFTTBFTTB终端PON接入网模型12FTTX组网模式InternetNGN/IMSCOHomeCurbBuildOLTONUNTFTTHFTTB+LANFTTC+DSL光纤光纤光纤光纤光纤光纤五类线五类线双绞线双绞线SNIUNIFiber To The HomeFiber To The BuildLANFiber To The CurbxDSLCATVNTONUONUFTTC+EoC光纤光纤同轴电缆同轴电缆Fiber To The CurbEoCNTONUNTFTT
6、B+WLAN光纤光纤ONUWLANFiber To The BuildPON技术分类国际标准ITU-T G.983.xITU-T G.984.xIEEE 802.3ah国际标准国际标准国际标准尚无标准ITU-T G.982国家标准国家标准国家标准国家标准尚无标准NPONAPON/BPONGPONEPONWDM-PONPON国内FTTX发展历程n FTTX概念兴起,PON产品进入商用化n 在广东、上海、湖北、北京四省市进行首次试点n 初期主要针对别墅小区、公寓的FTTH多业务接入n 业务模式摸索阶段n 主要面向密集小区、商业楼宇的宽窄带接入n 国内电信运营商开始规模推进FTTB建设n EPON、
7、GPON技术选择观望阶段n 国内运营商大力推进光进铜退n FTTB和农村信息化建设需求爆炸式增长n FTTB+LAN/FTTC+DSL成为主流n EPON产业链率先成熟，开始规模应用n 国内PON网络的用户端口数已经突破3000万n EPON，GPON进入规模商用、10GEPON进入商用n FTTB、FTTC仍占据PON建设的90，FTTH开始上量部署2005现场实验阶段 2006年技术选择阶段2008年规模启动阶段2010年大规模商用阶段内容提纲PON基础知识回顾GPON基本原理GPON关键技术我司GPON产品和解决方案PON发展与小结16ITU-T G.984.3GPON TC层规格要求G
8、TC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-T G.984.1GPON网络结构GPON网络参数说明保护倒换组网要求ITU-T G.984.4OMCI消息结构介绍OMCI设备管理框架OMCI实现原理简述ITU-T G.984.2PMD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ITU G.984.5增强波长范围WBF波长过滤器功能GPON国家标准GPON工作原理下行数据n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O
9、NU ID来区分不同的ONU的数据，ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。19GPON工作原理上行数据nTDMA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upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙。协议层模型上层协议OMCI上层协议TC适配子层TC成帧子层PMD层PON媒质PMD 物理媒介相关层Physical Medium Dependent提供在PON媒质上传输信号的手段，G.984.2中的相关规定，包括上下行速率、工作波长、双工方式、线路编码、链路预算等TC 传输汇聚层Transmission Co
10、nvergenceGPON技术的核心，G.984.3中的相关规定，包括帧结构、DBA、ONU激活、OAM功能、安全性等OMCI 管理控制接口ONU Management and control Interface 提供对ONU进行远程控制和管理的手段，在G.984.4和G.988中的相关规定GPON速率n GPON支持不对称线路速率，下行2.488 Gbit/s，上行1.244 Gbit/s。n GPON采用125s定长的帧结构，每秒8千帧。n 下行帧长度为38 880字节，上行帧长度为19 440字节帧频=1/帧时长 8000帧/秒=1/125s速率=帧长x帧频 上行：19440字节x8x8
11、000=1.24416 Gbit/s下行：38880字节x8x8000=2.48832 Gbit/sGPON光接口n 波长划分下行波长范围为14801500nm上行波长范围为12601360nmn 接口规格G.984.2中规定了三种GPON接口规格 Class A 链路预算 520dB Class B 链路预算 1025dB Class C 链路预算 1530dBn 现用规格G.984.2修订1中规定 Class B+1328dB Class C+1732dBn 缩减波段G.984.5中规定上行波长范围为12901330nm1490 nm down1310 nm upONUOLT内容提纲PON
12、基础知识回顾GPON基本原理GPON关键技术我司GPON产品和解决方案PON发展与小结突发模式的光模块概念n在常规的光通信中，光信号是连续的，即是没有数据，也在发送特定的信号模板；在PON中不能这样，每个特定时刻必须只能有一个ONU发送上行数据才能正常通信，所以PON中需要突发光模块。nONU发送端：开关时间要求很短nOLT接收端：适应不同强度的信号（差别很大）突发模式光模块的设计难点示意ONU激活ONU的七种状态nO1 初始状态 Initial StatenO2 待机状态 Standby StatenO3 序列号状态 Serial_Number StatenO4 测距状态 Ranging S
13、tatenO5 运行状态 Operation StatenO6 POPUP状态 POPUP StatenO7 紧急停止状态 Emergency Stop State下行有效帧上行开销帧上行空闲分配帧序列号请求序列号分配序列号请求响应上行空闲分配帧测距请求测距结果序列号响应O1O2O3O4O5O6 处于O5的ONU检测到LOS或LOF告警后进入该状态，当主干光纤中断时，所有ONU进入O6，如果支持保护倒换，则OLT将所有ONU倒换到备用光纤上，此时OLT发送广播POPUP消息通知所有ONU进入O4。测距nOLT与各ONU间的环路时延不同：各 ONU距 OLT的光纤路径不同各ONU元器件的不一致性
14、环境温度的变化和器件老化，环路延时也会发生不断的变化n测距是保证PON系统内ONU上行方向不发生时隙冲突的基础n测距包括静态测距和动态测距：静态测距：用在新的ONU安装调试阶段、停机的ONU重新投入运行时，通过开窗测距技术获得往返时延，并对时延差异进行补偿动态测距：应用于系统运行过程中，通过检测往返时延的变化对温度、光电器件老化等因素的影响进行补偿n测距要求测距精度高，一般要求在全 12bit内测距过程对运行中的其它ONU的影响最小，保证运行业务的QOS测距范围大，即能提供的均衡延时大动态带宽分配（DBA）机制n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
15、合ONU的本地队列状态的汇报（Report帧中的Queue n Report）或者业务预测动态的给ONU发布上行业务授权n优点：实现高效的上行带宽利用率和服务质量保证nDBA是采用轮询ONU的方式，例如每1ms给该PON下所有ONU各分配一次grant（每个ONU的grant的大小可能是不同的）。Cycle time对上行业务时延有一定影响nDBA的具体要求：业务透明 低时延和低时延抖动 公平带宽分配 健壮性好 实时性强内容提纲PON基础知识回顾GPON基本原理GPON关键技术我司GPON产品和解决方案PON发展与小结系统容量优势：强大背板交换容量976G，背板总线带宽3.25T；支持高密度4
16、/8PON口板；提供万兆高速上联板卡：1*10GE+4*GE,2*10GE+2*GE,6*GE（光、电可选)；支持STM-1/E1专线上行接口、支持最大168GE专线下行接口；1:32/64/128光分路比、支持超长传输距离、支持CLASS B+C+光模块；设计特点：超薄尺寸设计(mm)：480540270；标准19英寸结构支持16业务槽位；全前插板、前出线设计；支持所有板卡、PON光模块热插拔；高可靠性，支持所有核心部件的冗余；系统升级优势：支持G/EPON板卡混插；支持2.5G EPON接口板；预留支持10G EPON WDM PON；AN5516-01 机架式OLT设备业界领先的OLT平
17、台接入层OLT设备小个子、大能量p 设备硬件尺寸：l AN5516-06:480 230 265;l 高度为6U；p 设备功耗：l 单子框满配置功耗仅450W。支持所有PON技术 支持EPON、GPON，10G EPON,可扩展性强，所有板卡都可以混插全面兼容上联盘，PON卡，主控盘和AN5516-01一致，真正全面兼容一体化设计体积小巧，适应各种应用环境，电源1+1保护，可室外机柜安装光纤到居民用户场景GPONAN5506-04-B 4FE 2POTSAN5506-04-A 4FEAN5506-01-A 1GEAN5506-04-C 4FE 2POTS 1CATVAN5516-01Split
18、terANM2000IPTVServerSoftSwitchONUSTBIPTVPhonePCHGUPCFTTHSFU（Single Family Unit）单住户单元型ONUHGU（Home Gateway Unit）家庭网关HG266 4FE 2POTS AP外置HG260 4FE 2POTS 1WLANAN5506-01-B 1FE+1POTSAN5506-04-F 4FE 2POTS 1WIFI光纤到居民用楼场景FTTBONUSTBIPTVPhonePCONUHGUSTBPCPCAN5516-01SplitterANM2000IPTVServerSoftSwitchMDU（Multi-
19、Dwelling Unit）多住户单元型AN5506-09AN5506-07AN5506-10光纤到办公室场景AN5516-01SplitterANM2000IPTVServerSoftSwitchFTTOSBUPCPCServerPCFAXMTUn提供16FE+4E1接口，全前出线，双电源设计n专利TDM盘优化设计，提供稳定高效的专线业务；n 配合OLT上的STM-1上联板接入MSTP网络，提供E1专线、V.35/DDN等专线业务，n 应用场景:企业专线接入、也可用于PBX交换机光纤上联接入。MTU（Multi-Tenant Unit）多商户单元型AN5506-06FTTB/N+DSL接入模
20、式AN5516-01SplitterANM2000AN5516-01SplitterAN5006-20AN5006-20FTTNPhonePCPhoneIPTVIPTVHGUn 2U高度插板式产品,支持GPON/EPON/10GEPON上行接口n 提供双路电源、双上联PON口、最大支持256线的接入能力n 插卡类型：16路FE/4路E1/32路ADSL2+/24路VDSL2/32路POTS/64路POTSn 设备密集度高，业务配置灵活，低热量、低功耗、低噪音。AN5006-20POE与视频监控AN5506-04AWAN5516-01SplitterANM2000APAPPOEn室外型ONU 铸
21、铝外壳、出线接口均采取防水设计；能在室外恶劣的环境下长期可靠工作；电源和以太网接口采用优化防雷电路；温度适应范围：-40+75 n一体化POE解决方案 针对WLAN覆盖、视频监控等取电困难场景，开发专用POE型ONU，并在网管上可配置可管理，免去POE交换机或POE模块带来的维护和管理不便n端口模式灵活配置端口使能、供电模式切换、供电阈值控制、供电优先级管理等n网管查询以及监控端口当前状态、分级信息、端口功率、整机功耗nPOE告警信息端口短路、端口状态变化、端口过载等内容提纲PON基础知识回顾GPON基本原理GPON关键技术我司GPON产品和解决方案PON发展与小结总体对比PON技术要求宽松标
22、准规范灵活使用成熟器件降低设备成本唯美简单光模块封装 调度OAM技术要求严谨标准规范详尽注重OAM注重Qos清晰严谨光模块封装 调度OAMTDM PONODNEPON与GPON技术比较39PON的技术发展趋势PON（无源光网络）（无源光网络）TDM PON（时分无源光网络）（时分无源光网络）FSAN/ITU-TGPON（G.984.1/2/3/4/5）NG-PON1NG-PON2IEEEEPON（IEEE802.3ah）10G EPON（IEEE802.3av）WDM PON（波分无源光网络）（波分无源光网络）1490nm1310nm过去将来EPON10G EPONIEEE 802.3以太网万
23、兆以太网A/BPONGPONNG-PONITU-T/FSANATM?千兆以太网 PON技术发展趋势n 高速率 2.5G EPON/10G EPON/XG-PON，对光器件的要求增加n 长距离 从20km到60100km，扩大了覆盖范围n 大分路比 从1：32到1：64甚至1：128，增大了覆盖用户数目n 多波长 WDMPON：容量大（16-40波）、扩展性强、安全性好1021Line Rate（GB/s）20020622Mb/sBPON20041.25Gb/sEPON200820102015WDM-TDMPON2.5Gb/sGPON10Gb/sGPON10Gb/sEPONWDM PONPON技
24、术演进路线下一代PON技术EPONGPON共存共存10G EPON对称/非对称ODN兼容NG-PON1对称/非对称ODN兼容全新体制全新体制WDM-TDM PON将是发展方向NG-PON2技术方向不限，不考虑现有的ODN20042010201120151G时代10G时代后10G时代下一代PON：WDM PONCO光分路器TimeDivision23 413241TDMA-PON(EPON,GPON,10G EPON,XG-PON)WDM-PONCOl无热AWGOLTONU/ONTRN WDM-TDM PONl无热AWG光分路器OLTONU/ONTONU/ONTOLTCO 更高速率 更多传输波长
25、 更广覆盖范围WDM PON国内进展烽火通信获得了“低成本的多波长以太网综合接入系统”课题的独家承担资格(课题编号2008AA01A331)。该课题的成功获得，进一步凸现了烽火通信在光接入领域的强大实力，使烽火通信成为唯一一家获得所有光接入863课题（BPON、EPON和WDM-TDM PON）的项目承担单位。目前该项目已经完成内场测试，2011年将进入正式商用。节约主干光纤和OSP费用：单纤3240波长,可扩展至80波对速率、业务完全透明：无需任何封装协议，各波长相互独立工作更具安全性：同一PON口下所有ONU物理隔离，不会产生相互影响更易维护：避免OTDR由于高插入损耗对光纤线路测量等的限制更长的传输距离更简单、更易于扩展成本更低WDMPON和WDMTDM PON技术的研究和开发是2007年11月发布的国家863重大项目“新一代高可信网络”中重点攻关的课题。WDM-TDM PON 的技术优势WDM PON进展2010年7月，已经完成国家863项目在国家宽带接入实验室的内场测试。实验网采用WDM-TDM PON，支持单纤32波，单波支持1.25G/2.5G EPON，支持1：32/64光分路比。今年内，将在上海建设3000 户的试点工程。谢谢！
