GPON基础知识.ppt
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GPON基础知识2010年4月目录目录PON原理原理GPON与与EPONGPON相关标准相关标准GPON协议分析协议分析GPON关键技术关键技术GPONONU业务模型业务模型应用场景及相关概念应用场景及相关概念内部公开什么是什么是PON?
nPPassiveOOpticalNNetwork无源光网络无源光网络OLTONUOpticalLineTerminal光线路终端OpticalNetworkUnit光网络单元PSTNInternetONUONUPONPON由由光线路终端光线路终端OLTOLT(OpticalLineTerminalOpticalLineTerminal)、)、光网络单元光网络单元ONUONU(OpticalNetworkUnitOpticalNetworkUnit)和)和无源分光器无源分光器POSPOS(PassiveOpticalSplitterPassiveOpticalSplitter)组成;)组成;PassiveOpticalSplitter无源分光器ONUOpticalNetworkUnit光网光网络单元元ONTOpticalNetworkTerminal光网光网络终端端ODNOpticalDistributionNetwork光分配网光分配网络OLTOpticalLineTerminal光光线路路终端端WDMWavelengthDivisionMultiplexModule波分复用模波分复用模块接口接口内部公开PON原理原理-数据复用数据复用nPON系统采用系统采用WDM技术,实现单纤双向传输(强制)。
技术,实现单纤双向传输(强制)。
1490nm1310nm内部公开ODN波长波长nG.652标准单模光纤n下行(OLT到ONU)波长1490nm,承载语音和数据信号n上行(ONU到OLT)波长1310nm,承载语音和数据信号n下行还可以使用1550nm的波长,用于承载CATV视频信号n上下行是否可以采用相同波长?
内部公开ODN波长波长n上下行采用相同波长时,需要考虑的问题lONU和OLT侧的光模块,需要一个1:
2的分光器,接收和发送都衰减了3dB;l发射器前面需要加隔离器,防止接收波长的影响;内部公开ODN光纤光纤n多模光纤l中心玻璃芯较粗,可传多种模式的光。
l模间色散较大,传输距离比较近。
l一般用橙色(橘红色)表示,也有的用灰色表示。
n单模光纤l中心玻璃芯很细,只能传一种模式的光。
l其模间色散很小,传输距离较长。
l一般用黄色表示内部公开ODN光纤连接器光纤连接器nFClFerruleConnectorl螺丝紧固型。
l用于公共通信线路,局域网,CATV,测量仪器等(如光功率计、可调衰减器)。
nSClSubscriberConnector/StandardConnectorl推压型,可以很容易地装卸。
l是最普通的连接器。
重量轻,体积小,便于操作。
l用于OLT和ONU的PON口。
nLClLucentConnector/LocalConnectorl为推压型,可以很容易地装卸。
l是超小型光连接器,可以进行高密度装配。
l用于OLT上连接口内部公开ODN光纤连接器光纤连接器nPClPhysicalContactl微球面研磨抛光。
l回波损耗40dB,常用于电信网络,传输数据和语音信号。
l蓝色接头。
nAPClAngledPhysicalContact。
l呈8度角并做微球面研磨抛光。
l回波损耗60dB,常用于有线电视网络,传输CATV信号。
l绿色接头。
内部公开PON原理原理-数据复用数据复用n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:
技术:
l下行数据流采用广播技术下行数据流采用广播技术;l上行数据流采用上行数据流采用TDMA技术技术。
内部公开PON组网保护方式组网保护方式n主干光纤出现故障时,系统会自动切换到备用系统,实现了对骨干光纤的保护主干光纤出现故障时,系统会自动切换到备用系统,实现了对骨干光纤的保护n保护保护OLTOLT与与ODNODN之间的光纤故障和之间的光纤故障和OLTOLT单板硬件故障单板硬件故障n上行采用上行采用1+11+1负荷分担方式负荷分担方式OLT分光器分光器PON端口端口APON端口端口B上行端口上行端口A上行端口上行端口B下行下行1:
1上行上行11目录目录PON原理原理GPON与与EPONGPON相关标准相关标准GPON协议分析协议分析GPON关键技术关键技术GPONONU业务模型业务模型应用场景及相关概念应用场景及相关概念内部公开PONTPONAPON/BPONGPONEPON国际标准国际标准ITU-TG.983.xITU-TG.984.xIEEE802.3ah国际标准国际标准国际标准国际标准国际标准国际标准ITU-TG.982国家标准国家标准YD/T1077-2000国家标准国家标准YD/T1090-2000国家标准国家标准国家标准国家标准PON技术标准化情况技术标准化情况内部公开GPON/EPON发展史发展史内部公开GPON和EPONEPONGPONTCP+UDPetc.IPEthernetLayer2Layer3Layer4Layer5ormoreLayer1PON-PHYTDME1话音音视频数据数据VoIPAES(Optional)AAL1/AAL2AAL5GEMFramePON-PHYTDME1话音音视频数据数据VoIPAES(Optional)窄带PONA/BPONGPONNG-PONEPON10GEPONITU-T/FSANIEEE802.3过去将来nITU和和IEEE两标准组织定位的不同导致两标准组织定位的不同导致GPON和和EPON在技术理念存在较大差异:
在技术理念存在较大差异:
lITU-T/FSAN是以国家/企业会员身份参与的具有官方性质的通信行业标准化组织,制定的标准更关注运营商的业务需求如何得到实现与满足。
lIEEE是以工程师个人身份参与的电子/电器行业化标准组织,更关注技术的创新和实现,但缺乏对运营商实际需求的理解与分析。
PON:
PassiveOpticalNetwork无源光网络内部公开GPON具有更高带宽和更大分光比具有更高带宽和更大分光比有效带宽开销GPONGPON业务承载更高效,下行的有效带宽是业务承载更高效,下行的有效带宽是EPONEPON的的2.552.55倍,上行是倍,上行是1.371.37倍。
倍。
GPONGPON的分光能力是的分光能力是EPONEPON的的22倍,覆盖倍,覆盖相同用户时可相同用户时可节省一半的主干光纤节省一半的主干光纤。
n采用采用GPONGPON技术进行光接入网络建设,可节省线路成本和局端设备投资技术进行光接入网络建设,可节省线路成本和局端设备投资5050。
EPONEPON1:
321:
32GPONGPON1:
641281:
64128内部公开GPON支持更精细的业务模型支持更精细的业务模型EPONEPON只定义了两种业务模型:
只定义了两种业务模型:
固定带宽固定带宽(带宽独享)(带宽独享)、尽力而为、尽力而为(带宽共享,不保证服务质量)(带宽共享,不保证服务质量),只能开展,只能开展只有两种业务优先级的综合业务。
只有两种业务优先级的综合业务。
GPONGPON增加增加“保障带宽保障带宽”(不用时共享,用时优先保证)(不用时共享,用时优先保证)业务模型的定义,业务模型的定义,可组合开展多种优先级的综合业务。
可组合开展多种优先级的综合业务。
企业用户家庭用户EPONEPON:
企业用户带宽和家庭用户带宽无法共享上行带宽。
GPONGPON:
在保证服务质量的同时可以实现家庭用户和企业用户上行带宽的共享。
家庭监控(2M)可视电话(0.4M)宽带业务EPONEPON:
每用户分配3M带宽,其中2.4M独享,带宽共享率20%。
GPONGPON:
每用户分配3M带宽,其中0.4M独享,带宽共享率为86.7%。
内部公开GPON具备具备SDH的线路时钟传送能力的线路时钟传送能力OLTSplitterSDHONTONTONT城域网城域网ONTOLT线路路时钟同步同步FemtoCellFemtoCellGPONGPON是同步系统,采用定长帧结构,具备天然的线路时钟传送能力,能够提供和是同步系统,采用定长帧结构,具备天然的线路时钟传送能力,能够提供和SDHSDH一一样精度的线路时钟,可作为微基站的接入手段。
样精度的线路时钟,可作为微基站的接入手段。
EPONEPON本质是以太网,是异步系统,承载线路时钟能力有限。
本质是以太网,是异步系统,承载线路时钟能力有限。
时钟源内部公开GPON具备更好的光纤线路管理能力具备更好的光纤线路管理能力EPONEPON:
人工维护光纤网络和排障人工维护光纤网络和排障收发光功率偏置电流温度n由于EPON标准已停止发展,在线路检测机制上缺乏统一标准,光纤线路发生故障后,只靠人工进行故障定位。
(不排除通过专利技术来实现)nGPON标准制定了光纤测试系统OLS,能够动态监测信号的质量,再通过专家系统预测系统的寿命和定位故障位置、变被动维护为主动防护。
OLTOLTONUONUONUONUONUONU光纤线路诊断系统光纤线路诊断系统OLS(光纤链路在线实时检测)GPONGPON:
自动进行光纤网络的维护和诊断自动进行光纤网络的维护和诊断ONUONUONUONUONUONUOLTOLT内部公开更高的更高的QoS和时钟同步能力和时钟同步能力GPON是全同步系统,传输窄带业务时延小,时钟精度非常高GPON的QoS带宽分配机制更灵活保护倒换和维护管理等标准定义清晰完善先进完善的技术标准,是先进完善的技术标准,是保障产品商用成功的关键保障产品商用成功的关键支持更好的光纤线路管理能力支持更好的光纤线路管理能力支持OLS光纤线路检测功能,及时排障和事前预警GPONGPON比比比比EPONEPON的优势总结的优势总结的优势总结的优势总结更高更高带宽带宽,更大分光比,更高发射功率,更大分光比,更高发射功率GPON下行有效带宽是EPON的2.5倍倍,上行有效带宽是EPON的1.3倍倍,业务体验更好EPON最大1:
32;GPON1:
64大大节省线路成本GPON覆盖范围覆盖范围在同等比分光下高于EPON支持更精细的多业务模型支持更精细的多业务模型支持“保障带宽”模型,带宽利用效率更高可组合开展多种优先级的综合业务内部公开GPON/EPON主要技术指标对比主要技术指标对比GPON(ITU-TG.984)EPON(IEEE802.3ah)下行速率下行速率2500Mbps1250Mbps上行速率上行速率1250Mbps1250Mbps分光比分光比1:
64,可扩展为可扩展为1:
1281:
32下行效率下行效率92%,采用:
,采用:
NRZ扰码(无编码),扰码(无编码),开销开销(8%)72%,采用:
,采用:
8B/10B编码编码(20%),开销,开销及前同步码及前同步码(8%)上行效率上行效率89%,采用:
,采用:
NRZ扰码(无编码),扰码(无编码),开销开销(11%)68%,采用:
,采用:
8B/10B编码编码(20%),开销,开销(12%)实际下行带宽实际下行带宽2300Mbps900Mbps实际上行带宽实际上行带宽1110Mbps850Mbps每用户实际下行带宽每用户实际下行带宽72Mbps(1:
32),36Mbps(1:
64)28Mbps(1:
32)运营、维护运营、维护(OAM&P)OMCI必选。
必选。
对对ONT进行全套进行全套FCAPS(故障、配置、计费、性能、安全性)管(故障、配置、计费、性能、安全性)管理理OAM可选且最低限度地支持:
可选且最低限度地支持:
ONT的故障的故障指示、环回和链路监测指示、环回和链路监测网络保护网络保护50ms主干光纤保护倒换主干光纤保护倒换未规定未
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