中國(guó)電信FTTH基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn).ppt

FTTH基礎(chǔ)知識(shí),內(nèi)容提綱,一FTTH技術(shù)概述 （一）寬帶接入技術(shù)簡(jiǎn)介 （二）PON系統(tǒng)基本原理 （三）FTTH在PON系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn) FTTH 組網(wǎng)結(jié)構(gòu) （四）中國(guó)電信FTTH建設(shè)思路 二 EPON和GPON技術(shù) 三 PON系統(tǒng)多業(yè)務(wù)承載 四主流廠商光接入設(shè)備介紹,（一）寬帶接入技術(shù)簡(jiǎn)介,目前主流的寬帶接入技術(shù)主要有基于銅線接入的xDSL 技術(shù)、LAN 接入、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（主要是EPON、GPON）接入和WLAN接入等 xDSL接入技術(shù)：以銅芯電話線為傳輸介質(zhì)、可同時(shí)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和寬帶數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶拵Ы尤爰夹g(shù) ，典型如ADSL、VDSL接入。 LAN接入：采用五類或超五類非屏蔽雙絞線（UTP）連接到交換機(jī)的接入方式，速率可達(dá)10Mbit/s、100Mbit/s（FE）甚至于1000Mbit/s（GE）。 PON接入：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)是目前最流行的寬帶光纖接入技術(shù)，主要包括EPON和GPON接入技術(shù) 。 WLAN接入：WLAN采用無(wú)線方式提供寬帶服務(wù)，WLAN的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.11a/b/g/n等，目前802.11g最大速率可達(dá)54Mb/s。,（二）PON系統(tǒng)基本原理,PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）是指OLT（光線路終端）和ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）之間的ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）全部采用無(wú)源設(shè)備的光接入網(wǎng)絡(luò) PON是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（P2MP）的光接入系統(tǒng)，它能夠節(jié)省光纖資源、ODN無(wú)需供電、用戶接入方便和支持多業(yè)務(wù)接入，是運(yùn)營(yíng)商目前大力推行的寬帶光纖接入技術(shù)，主要有EPON和GPON兩種技術(shù)。,1. PON典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),PON系統(tǒng)主要由OLT、ODN和ONU三部分組成，其中ODN不包含有源設(shè)備，OLT至ONU之間通過(guò)光分路器 連接形成P2MP（點(diǎn)到多點(diǎn)）的結(jié)構(gòu),IMS/SS /2G/3G,Internet,城域網(wǎng) /傳輸,OLT,分光器,流媒體,xDSL,監(jiān)控,FTTB,10GE/GE,IPTV,PC,Phone,MDU,CPE,HG,IPTV,PC,Phone,FE,FTTB,FE,ONT,MDU,ONT,EOC合成器,有線電視網(wǎng),CATV,FTTH,語(yǔ)音,數(shù)據(jù),IPTV,監(jiān)控,FTTB,Femto /微蜂窩,PON系統(tǒng)傳輸方式上行方向,上行方向?yàn)門DMA方式 各ONU上行數(shù)據(jù)分時(shí)發(fā)送，各ONU的發(fā)送時(shí)間與長(zhǎng)度由OLT集中控制,PON系統(tǒng)傳輸方式下行方向,下行方向?yàn)閺V播方式 下行數(shù)據(jù)廣播發(fā)送，每個(gè)ONU根據(jù)下行數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息接收屬于自己的 數(shù)據(jù)，丟棄其他用戶的數(shù)據(jù),2. PON系統(tǒng)組成,PON系統(tǒng)的基本組成有： 局端的光線路終端（OLT）設(shè)備 ODN，指用于連接局端OLT設(shè)備和遠(yuǎn)端ONU設(shè)備之間的光分配網(wǎng)絡(luò)，ODN只包含無(wú)源器件或設(shè)施 光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU/ONT）。,Passive Optical Network 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò),OLT,ONU,Optical Line Terminal 光線路終端,Optical Network Unit 光網(wǎng)絡(luò)單元,ONU,ONU,Passive Optical Splitter 無(wú)源分光器,ODN(光分配網(wǎng)絡(luò)）,（1）OLT設(shè)備介紹,OLT是PON的核心功能模塊，OLT在物理上一般以機(jī)架的形式呈現(xiàn)。機(jī)架式OLT（大型）采用插板式結(jié)構(gòu)，功能復(fù)雜、容量大，實(shí)現(xiàn)難度高。包括如下板卡 接口板（或者稱為線卡） 主交換板 主控板（主控和主交換板可能合在一個(gè)板卡） 上聯(lián)板（GE/10GE） 盒式OLT（小型）：1U高一體化小設(shè)備：24個(gè)PON口，12個(gè)上聯(lián)GE口.功能簡(jiǎn)單，容量小，實(shí)現(xiàn)容易,（2） ONU設(shè)備介紹,ONU位于用戶終端和ODN之間，提供用戶接口和多業(yè)務(wù)接入，ONU上聯(lián)口（PON口）為光口，用戶側(cè)接口有： 以太網(wǎng)接口（FE GE） POTS接口（RJ11） E1接口 CATV接口 ONU設(shè)備框圖如圖所示，其中PON接口模塊是核心部分，語(yǔ)音處理模塊以VoIP的方式提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，CPU負(fù)責(zé)整個(gè)ONU的控制和管理（包括與OLT及網(wǎng)管的通信）。,FTTH ONU設(shè)備分類,ONU設(shè)備根據(jù)用戶端的應(yīng)用方式不同，可分為下列幾種類型： （1）SFU（單住戶單元）型ONU ：主要用于單獨(dú)家庭用戶，僅支持寬帶接入終端功能，具有1或4個(gè)以太網(wǎng)接口，提供以太網(wǎng)/IP業(yè)務(wù)，可以支持VoIP業(yè)務(wù)（內(nèi)置IAD）或CATV業(yè)務(wù)，主要應(yīng)用于FTTH的場(chǎng)合（可與家庭網(wǎng)關(guān)配合使用，以提供更強(qiáng)的業(yè)務(wù)能力）。 （2）HGU（家庭網(wǎng)關(guān)單元）型ONU：主要用于單獨(dú)家庭用戶，具有家庭網(wǎng)關(guān)功能，相當(dāng)于帶EPON上聯(lián)接口的家庭網(wǎng)關(guān)，具有4個(gè)以太網(wǎng)接口、1個(gè)WLAN接口和至少1個(gè)USB接口，提供以太網(wǎng)/IP業(yè)務(wù)，可以支持VoIP業(yè)務(wù)（內(nèi)置IAD）或CATV業(yè)務(wù)，支持TR-069遠(yuǎn)程管理。主要應(yīng)用于FTTH的場(chǎng)合。 （3）SBU（單商戶單元）型ONU：主要用于單獨(dú)企業(yè)用戶和企業(yè)里的單個(gè)辦公室，支持寬帶接入終端功能，具有以太網(wǎng)接口和E1接口，提供以太網(wǎng)/IP業(yè)務(wù)和TDM業(yè)務(wù)。主要應(yīng)用于FTTO的場(chǎng)合。,（3）ODN簡(jiǎn)介,ODN位于ONU和OLT之間，為OLT與ONU提供光傳輸手段，完成光信號(hào)的傳輸和功率分配任務(wù)。ODN通常呈樹型分支結(jié)構(gòu)，主要包含下列設(shè)備： 局端配線設(shè)施：光配線架等 光分配點(diǎn)設(shè)施：光配線架、光交接箱、光分線盒、光分路器、光分歧接頭盒等 光用戶接入點(diǎn)設(shè)施：光分路器、光分線盒、光分歧接頭盒等 用戶端接設(shè)施：用戶智能終端盒、光纖信息面板 其他基本器材：光纜、光纖連接器、尾纖等,（三）FTTH在PON中的實(shí)現(xiàn),根據(jù)光纖到達(dá)用戶側(cè)的位置不同,寬帶光接入網(wǎng)的應(yīng)用方式（建設(shè)模式）包括以下幾種,這些模式統(tǒng)稱為FTTx，主要包含： （1）FTTN ：Fiber To The Node，光纖到節(jié)點(diǎn) （2）FTTZ ：Fiber To The Zone，光纖到小區(qū) （3）FTTCab：Fiber To The Cabinet，光纖到交接箱 （4）FTTC ：Fiber To The Curb，光纖到路邊 （5）FTTB： Fiber To The Building，光纖到樓 （6）FTTP： Fiber To The Premise，光纖到用戶駐地 （7）FTTH： Fiber To The Home，光纖到戶 （8）FTTO： Fiber To The Office，光纖到辦公室 其中最主要的應(yīng)用方式有FTTH、FTTB/C、FTTCab，F(xiàn)TTH、FTTO、FTTP 以全程光纖的方式實(shí)現(xiàn)最終用戶的接入，是最為理想的寬帶光纖接入方式。,FTTH典型組網(wǎng)結(jié)構(gòu),FTTH的典型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖所示，根據(jù)用戶的不同業(yè)務(wù)需求及家庭布線情況，家庭網(wǎng)絡(luò)可采用不同的家庭組網(wǎng)方式，既可采用有線也可采用有線+無(wú)線AP的接入方式，可方便靈活地接入語(yǔ)音、寬帶數(shù)據(jù)、IPTV、WLAN等業(yè)務(wù)。,一FTTH技術(shù)概述 二 EPON和GPON技術(shù) （一）EPON標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范簡(jiǎn)介 （二）EPON技術(shù)指標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù) （三）GPON標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范簡(jiǎn)介 （四）GPON技術(shù)指標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù) （五） ONU遠(yuǎn)程維護(hù)和管理 （六） EPON和GPON技術(shù)比較 （七）新一代PON技術(shù)介紹 三 PON系統(tǒng)多業(yè)務(wù)承載 四主流廠商光接入設(shè)備介紹,（一）EPON標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范簡(jiǎn)介,目前FTTH常用的PON技術(shù)為EPON和GPON,相同的拓?fù)銹2MP光纖,BPON,EPON,GPON,封裝協(xié)議不同,FSAN提出，ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化 ATM封裝 技術(shù)成熟 在北美有一定規(guī)模商用,IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn) 以太網(wǎng)封裝 技術(shù)簡(jiǎn)單、成本低 標(biāo)準(zhǔn)較完善 技術(shù)成熟，已經(jīng)規(guī)模應(yīng)用,FSAN提出，ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化 GEM封裝 技術(shù)復(fù)雜，成本略高 標(biāo)準(zhǔn)仍在完善 已試商用和小規(guī)模部署,EPON技術(shù)簡(jiǎn)介,為了提高以太網(wǎng)在“最后一公里”的應(yīng)用，IEEE EFM工作組2000年開(kāi)始制定了802.3ah標(biāo)準(zhǔn)，其中包括EPON和P2P光纖以太網(wǎng)兩種技術(shù)： 點(diǎn)到點(diǎn)光以太網(wǎng)：定義了速率100Mb/s、傳輸距離10km和速率1000Mb/s、傳輸距離10km兩種點(diǎn)到點(diǎn)單纖雙向光以太網(wǎng)系統(tǒng)。采用WDM方式實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，上、下行分別使用1310nm波長(zhǎng)和1490nm波長(zhǎng)進(jìn)行傳輸 EPON：在保留傳統(tǒng)以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上定義了一種新的應(yīng)用于PON系統(tǒng)的物理層（主要是光接口）規(guī)范、一種新的MAC多點(diǎn)控制層協(xié)議（MPCP），以實(shí)現(xiàn)在點(diǎn)到多點(diǎn)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中的以太網(wǎng)幀的時(shí)分多址接入、一種運(yùn)行維護(hù)和管理（OAM）機(jī)制。 中國(guó)電信EPON標(biāo)準(zhǔn) MPCP補(bǔ)充 Triplechurning加密算法 Ethernet OAM擴(kuò)展 產(chǎn)品的部分特性規(guī)格要求,（二） EPON標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù),OLT與ONU之間信號(hào)傳輸基于IEEE 802.3以太網(wǎng)幀 采用8B/10B的線路編碼（8個(gè)數(shù)據(jù)比特編成10個(gè)線路比特），數(shù)據(jù)速率為上下行對(duì)稱1Gbps,線路比特率為上下行對(duì)稱1.25Gbps 支持1：64的分光比和10或20公里的傳輸距離 采用WDM方式實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，上、下行分別使用1310nm波長(zhǎng)和1490nm波長(zhǎng)進(jìn)行傳輸 以MAC控制子層的MPCP（multi point control protocol）機(jī)制為基礎(chǔ)，MPCP通過(guò)消息、狀態(tài)機(jī)和定時(shí)器來(lái)控制訪問(wèn)P2MP的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) P2P仿真子層是EPON/MPCP協(xié)議中的關(guān)鍵組件 提供了一種專門的運(yùn)行管理和維護(hù)（OAM）機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈路監(jiān)控、遠(yuǎn)端環(huán)回，并可以進(jìn)行擴(kuò)展以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)層管理功能,EPON系統(tǒng)WDM方式,EPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸。,EPON關(guān)鍵技術(shù)1：突發(fā)模式光收發(fā)器技術(shù),突發(fā)模式光收發(fā)器技術(shù) OLT的接收機(jī)和ONU的發(fā)射器工作在突發(fā)模式 OLT光接收機(jī)的快速功率恢復(fù) 要求OLT在每個(gè)接收時(shí)隙的開(kāi)始處迅速調(diào)整0-1判決門限 ONU光發(fā)射機(jī)的突發(fā)發(fā)射和關(guān)斷 為抑制自發(fā)散射噪聲，要求ONU的激光器能夠快速的冷卻和回暖 OLT光接收機(jī)的突發(fā)同步技術(shù) 上行接收數(shù)據(jù)相位的突變要求OLT的接收機(jī)工作在突發(fā)模式接收狀態(tài) OLT還要進(jìn)行大范圍的自動(dòng)增益調(diào)整（AGC）,EPON關(guān)鍵技術(shù)2：EPON幀結(jié)構(gòu),前導(dǎo)碼 8Bytes,DA 6Bytes,SA 6Bytes,長(zhǎng)度/類型 2Bytes,數(shù)據(jù) 461500Bytes,填充 不定,FCS 4Bytes,傳統(tǒng)以太網(wǎng)MAC幀,EPON MAC幀,第5字節(jié)的第6、第7比特被中國(guó)電信和國(guó)內(nèi)用于攪動(dòng)信息標(biāo)識(shí)字段（Enc）,EPON關(guān)鍵技術(shù)3：動(dòng)態(tài)帶寬分配（DBA）,動(dòng)態(tài)帶寬分配 相對(duì)于靜態(tài)帶寬分配（SBA），DBA是指OLT基于用戶的業(yè)務(wù)等級(jí)協(xié)議（SLA），結(jié)合ONU的本地隊(duì)列狀態(tài)的匯報(bào)或者業(yè)務(wù)預(yù)測(cè),動(dòng)態(tài)的給ONU分配上行帶寬的技術(shù) 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)高效的上行帶寬利用率和保證業(yè)務(wù)的公平性和QoS DBA是采用輪詢ONU的方式，圖示為一種DBA的機(jī)制,（三）EPON系統(tǒng)保護(hù)和數(shù)據(jù)安全,EPON系統(tǒng)中，OLT是關(guān)鍵性的設(shè)備，OLT至光分路器之間的光鏈路也至關(guān)重要，因此在實(shí)際中需要采取保護(hù)措施，系統(tǒng)保護(hù)主要有兩種 OLT的設(shè)備級(jí)保護(hù) OLT至ONU之間的光鏈路保護(hù)。 OLT的設(shè)備級(jí)保護(hù)功能 主控板的11冗余保護(hù)，保護(hù)時(shí)間應(yīng)為秒級(jí)甚至亞秒級(jí) OLT設(shè)備應(yīng)配2個(gè)電源模塊，形成11冗余保護(hù)，并做到業(yè)務(wù)無(wú)中斷的電源切換（業(yè)界普遍采用分布式供電，電源倒換一般對(duì)業(yè)務(wù)無(wú)影響） OLT支持對(duì)板卡和終端配置信息的保護(hù)，能夠在板卡或中端重新上線后的自動(dòng)配置恢復(fù) OLT板卡熱插拔,1. 光鏈路保護(hù)倒換功能,對(duì)商業(yè)客戶而言，OLT到ONU之間的光纖鏈路保護(hù)是其比較重要的需求之一 光鏈路的保護(hù)有賴于光纖的雙路由，主要有四種方式。前兩種只需要主干光纖雙路由，后兩種種需要全程雙路由 光鏈路保護(hù)主要有四種實(shí)現(xiàn)方式：類型a,類型b,類型c和類型d,詳細(xì)定義了4種光鏈路保護(hù)的類型，OLT應(yīng)支持類型a或類型b，應(yīng)支持類型c和類型d。ONU可選支持類型c和類型d,光鏈路保護(hù)功能要求,類型a：業(yè)務(wù)中斷時(shí)間應(yīng)小于150ms,類型b：業(yè)務(wù)中斷時(shí)間應(yīng)小于150ms,類型c：業(yè)務(wù)中斷時(shí)間應(yīng)小于200ms,類型d：業(yè)務(wù)中斷時(shí)間應(yīng)小于50ms,2. PON接口數(shù)據(jù)安全性,下行數(shù)據(jù)安全性 因?yàn)镻ON的多點(diǎn)廣播特性，所有的下行數(shù)據(jù)都會(huì)被廣播到PON系統(tǒng)中所有的ONU上。如果有一個(gè)匿名用戶將它的ONU接收限制功能去掉，那么它就可以監(jiān)聽(tīng)到所有用戶的下行數(shù)據(jù)，這在PON系統(tǒng)中稱為“監(jiān)聽(tīng)威脅” PON網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)特點(diǎn)是，網(wǎng)絡(luò)中ONU不可能監(jiān)測(cè)到其它ONU的上行數(shù)據(jù) 在PON上解決安全性的措施是OLT對(duì)下行信息加密（包括所有的數(shù)據(jù)幀和OAM幀） 系統(tǒng)應(yīng)針對(duì)每個(gè)LLID進(jìn)行攪動(dòng)，每個(gè)LLID有獨(dú)立的密鑰。 加密的核心問(wèn)題包括： 加密算法 密鑰的產(chǎn)生和傳遞 密鑰的更新與同步,PON接口數(shù)據(jù)安全性,下行數(shù)據(jù)安全性 加密算法： AES-128;安全性很高，但不符合國(guó)內(nèi)的商用密碼管理?xiàng)l例 Churning；安全性較低，簡(jiǎn)單 TripleChurning：中國(guó)電信的專利技術(shù)，提高了churning的安全性中國(guó)電信采用Triple Churning算法 密鑰是ONU由上行用戶數(shù)據(jù)中提取的3字節(jié)數(shù)據(jù)與3字節(jié)隨機(jī)數(shù)Exclusive OR (XOR)異或相加的結(jié)果 密鑰由ONU以O(shè)AM消息的方式傳送給OLT，OLT利用這個(gè)密鑰根據(jù)特定的加密算法對(duì)下行數(shù)據(jù)進(jìn)行加密 密鑰更新：密鑰必須周期性更新 密鑰同步：因?yàn)槊荑€需要定期更新，所以需要一個(gè)同步機(jī)制，使ONU能夠知道當(dāng)前使用的哪個(gè)密鑰,3. ONU認(rèn)證方式,由于EPON系統(tǒng)采用點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)難以從物理端口上判斷ONU的合法性。為防止非法ONU接入EPON系統(tǒng)，應(yīng)提供ONU認(rèn)證功能。 主流實(shí)現(xiàn)方式： 基于MAC地址的認(rèn)證 基于ONU的MAC地址對(duì)ONU合法性進(jìn)行認(rèn)證 基于邏輯標(biāo)識(shí)的ONU認(rèn)證 采用ONU的邏輯標(biāo)識(shí)碼（LOIDPassword或者SN）進(jìn)行合法性認(rèn)證 混合認(rèn)證模式 同時(shí)支持基于MAC地址的ONU認(rèn)證方式和基于邏輯標(biāo)識(shí)的ONU認(rèn)證方式,（四）GPON標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范簡(jiǎn)介,GPON (Gigabit-capable Passive Optical Networks,吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)) 是由FSAN (Full Service Access Network Alliance,全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò))組織推動(dòng)并在ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化的一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，2001年發(fā)起制定的PON標(biāo)準(zhǔn)。 ITU-T 于2003年開(kāi)始發(fā)布GPON標(biāo)準(zhǔn)G.984系列標(biāo)準(zhǔn)。包括：G.984.1、 G.984.2 、G.984.3、G.984.4、G.984.5和G.984.6六個(gè)部分,ITU-T G.984.3 GPON TC層規(guī)格要求 GTC復(fù)用結(jié)構(gòu)及協(xié)議棧介紹 GTC幀結(jié)構(gòu)介紹 ONU注冊(cè)激活流程 DBA規(guī)格要求 告警和性能,主體部分規(guī)范 ITU-T G-984.1/2/3/4,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單 產(chǎn)品兼容性強(qiáng),ITU-T G.984.1 GPON網(wǎng)絡(luò)參數(shù)說(shuō)明 保護(hù)倒換組網(wǎng)要求,GPON標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,ITU-T G.984.4 OMCI消息結(jié)構(gòu)介紹 OMCI設(shè)備管理框架 OMCI實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)述,ITU-T G.984.2 ODN參數(shù)規(guī)格要求 2.488Gbps下行光接口參數(shù)規(guī)格要求 1.244Gbps上行光接口參數(shù)規(guī)格要求 物理層開(kāi)銷分配,GPON標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,G.984.1GPON的總體要求 2003年3月發(fā)布最初版，2008年發(fā)布更新版，其修訂1于2009年10月發(fā)布。千兆比無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)GPON的一般特性 G.984.2 GPON的PMD層要求 2003年3月發(fā)布最初版，2006年2月和2008年3月分別發(fā)布了修訂1和修訂2。千兆比無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)物理媒質(zhì)相關(guān)PMD子層規(guī)范 G.984.3GPON的TC層要求 2004年2月發(fā)布最初版， 2008年3月發(fā)布更新版，2009年2月和11月分別發(fā)布了更新版的修訂1和修訂2。千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的傳輸匯聚子層規(guī)范 G.984.4GPON的OMCI要求 2004年6月發(fā)布最初版， 2008年2月發(fā)布更新版，2009年6月和11月分別發(fā)布了更新版的修訂1和修訂2。千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的終端管理與控制接口規(guī)范 G.984.5GPON增強(qiáng)帶寬 2007年9月發(fā)布最初版，未來(lái)在G-PON系統(tǒng)中利用WDM技術(shù)為新增業(yè)務(wù)信號(hào)提供預(yù)留波長(zhǎng)，為此定義波長(zhǎng)范圍，使光分配網(wǎng)ODN的價(jià)值最大化 G.984.6 GPON距離延伸 2008年3月發(fā)布最初版，概括了利用物理層距離延伸裝置實(shí)現(xiàn)距離延伸的G-PON的體系架構(gòu)和接口參數(shù)，最大距離距離可達(dá)60km，損耗預(yù)算超過(guò)27.5dB,GPON主要技術(shù)指標(biāo),GPON系統(tǒng)的速率包括2.5Gbit/s、上行1.25Gbit/s非對(duì)稱和上下行2.5Gbit/s對(duì)稱兩種，目前的設(shè)備通常實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱速率 GPON物理層傳輸距離20km(10km可選)，可支持1：64的分光比 GPON采用波長(zhǎng)復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，上行波長(zhǎng)范圍為12901330nm(標(biāo)稱波長(zhǎng)1310nm)，下行波長(zhǎng)范圍14801500nm(標(biāo)稱波長(zhǎng)1490nm) G.984.5為GPON的波段擴(kuò)展，提出了3個(gè)擴(kuò)展波段，同時(shí)對(duì)上行波長(zhǎng)范圍提出了增強(qiáng)的要求。G.984.6為GPON擴(kuò)展了傳輸距離：60km GPON采用高效的GEM封裝方法 豐富的ONU管理控制接口（OMCI）功能 多種業(yè)務(wù)類型及其完善的QoS保證架構(gòu),GPON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),GEM（GPON封裝方法）技術(shù) 復(fù)用技術(shù) TC幀結(jié)構(gòu) 基于T-CONT的服務(wù)質(zhì)量控制 OAM&OMCI DBA,GPON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(1),GEM（GPON封裝方法）技術(shù) GEM來(lái)源于通用成幀協(xié)議GFP(ITU-T G.7041)，是一種應(yīng)用于GPON系統(tǒng)的、面向連接的、幀長(zhǎng)可變的封裝方法，支持對(duì)以太網(wǎng)、TDM、SDH、IP、MPLS等多種用戶數(shù)據(jù)幀的封裝，支持對(duì)用戶數(shù)據(jù)幀的分段,GEM,GFP,GPON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(2),復(fù)用技術(shù) 上行方向，采用GEM Port、T-CONT和ONU三級(jí)復(fù)用結(jié)構(gòu)。每個(gè)ONU可包含一個(gè)或多個(gè)T-CONT，每個(gè)可由一個(gè)或多個(gè)GEM Port構(gòu)成 下行方向，采用GEM Port和ONU兩級(jí)復(fù)用結(jié)構(gòu)。OLT將數(shù)據(jù)流封裝到不同的GEMPort中，ONU根據(jù)GEMPort接收屬于自己的數(shù)據(jù)流,GPON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(3),GPON下行TC幀結(jié)構(gòu) 幀頭，下行物理控制塊PCDd GTC凈荷,下行物理控制塊,物理同步（Psync）域來(lái)確定幀起始位置,Ident域用于指示更大的幀結(jié)構(gòu),攜帶的比特間插奇偶校驗(yàn)信息覆蓋了所有傳輸字節(jié),下行凈荷長(zhǎng)度域指定BWmap的長(zhǎng)度,數(shù)組中的每個(gè)入口代表分配給某個(gè)特定T-CONT的一個(gè)帶寬,傳遞OUN和OLT間OAM功能信息,GPON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(3),GPON上行TC幀結(jié)構(gòu) 開(kāi)銷 物理層上行開(kāi)銷（PLOu，the Physical layer overhead upstream） 物理層上行OAM（PLOAM） 上行功率電平序列（PLSu，the power levelling sequence upstream） 上行動(dòng)態(tài)帶寬報(bào)告 (DBRu) GTC凈荷 由GEM幀組成,GPON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(3),GPON上行TC幀開(kāi)銷 物理層上行開(kāi)銷（PLOu，the Physical layer overhead upstream） 前導(dǎo)碼、定界符、ONU-ID、BIP、Ind 物理層上行OAM（PLOAM） 承載上行PLOAM信息 上行功率電平序列（PLSu，the power levelling sequence upstream） ONU用來(lái)功率控制測(cè)量 上行動(dòng)態(tài)帶寬報(bào)告 (DBRu) DBRu包含與T-CONT實(shí)體相關(guān)的信息,GPON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(4),GPON DBA GPON系統(tǒng)采用SBA+DBA的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)帶寬的有效利用 TDM業(yè)務(wù)通過(guò)SBA指配帶寬以保證其高QoS 其他一些業(yè)務(wù)可以通過(guò)DBA來(lái)動(dòng)態(tài)分配帶寬 DBA的實(shí)現(xiàn)與QoS的保障機(jī)制有密切關(guān)系 GPON通過(guò)狀態(tài)的上報(bào)以及OLT業(yè)務(wù)監(jiān)視(非狀態(tài)上報(bào))支持動(dòng)態(tài)帶寬分配 GPON的狀態(tài)上報(bào)DBA存在3種機(jī)制 PLOu-State Ind DBA DBRu-Piggy-back DBA Payload DBA DBA功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)制主要包括： OLT或ONU進(jìn)行擁塞檢測(cè) 向OLT報(bào)告擁塞狀態(tài) 按照指定參數(shù)更新OLT分配帶寬 OLT按照新分配的帶寬和T-CONT類型發(fā)送授權(quán) DBA操作的管理,GPON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(5),T-CONT帶寬 T-CONTs(Transmission Containers)：動(dòng)態(tài)接收OLT下發(fā)的授權(quán) ，用于管 理PON系統(tǒng)傳輸匯聚層的上行帶寬分配，改善PON系統(tǒng)中的上行帶寬。 T-CONT的帶寬類型分為FB,AB,NAB,BE。 T-CONT的5種類型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5,GPON系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(5),T-CONT類型和帶寬類型之間的關(guān)系 Type1類型的T-CONT為固定帶寬型，主要針對(duì)延時(shí)敏感的業(yè)務(wù)和優(yōu)先級(jí)高的業(yè)務(wù)，如語(yǔ)音業(yè)務(wù)。 Type2，type3類型的T-CONT為保證帶寬型，主要針對(duì)視頻和優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 Type4為盡力而為類型，主要對(duì)Internet，email等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，優(yōu)先級(jí)比較低，此類業(yè)務(wù)對(duì)帶寬需求不大。 Type5為綜合型的T-CONT類型，包括所有的帶寬類型，可以承載所有業(yè)務(wù)。,（五）ONU遠(yuǎn)程管理和維護(hù),PON系統(tǒng)中，OLT設(shè)備一般放置在局端機(jī)房，ONU放置在靠近用戶側(cè)的地方，如何實(shí)現(xiàn)ONU與OLT之間的運(yùn)行管理和維護(hù)功能是非常重要的。特別是OLT對(duì)ONU的遠(yuǎn)程管理。 OLT對(duì)ONU的遠(yuǎn)程管理。 EPON的OAM協(xié)議提供了OAM實(shí)體之間的運(yùn)行、管理和維護(hù)信息的交互，OAM功能由OAM協(xié)議數(shù)據(jù)單元在OLT和ONU之間承載。就OAM功能而言，OLT與ONU是主從關(guān)系：OLT處于Active模式，ONU處于Passive模式。 OAM協(xié)議定義了事件通告（Critical link Event、link event）、loopback、機(jī)構(gòu)擴(kuò)展等機(jī)制，OAM能力也需要一個(gè)發(fā)現(xiàn)機(jī)制：OAM發(fā)現(xiàn)提供了 一個(gè)OLT和ONU雙方互相探測(cè)對(duì)方OAM子層是否存在的機(jī)制。 OAM是一個(gè)slow protocol，每對(duì)實(shí)體間每秒最多發(fā)送10幀；OAM也有一個(gè)keepalive機(jī)制（每秒最少向?qū)Φ葘?shí)體發(fā)送一個(gè)OAM幀），如果5s沒(méi)有收到對(duì)等實(shí)體的OAM幀，則認(rèn)為OAM鏈路中斷，重新開(kāi)始OAM發(fā)現(xiàn)過(guò)程。,（六）EPON和GPON技術(shù)比較,EPON和GPON作為當(dāng)前主流的兩種PON技術(shù)，在運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建寬帶光纖接入網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。 下圖展示了EPON和GPON技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向、各自的協(xié)議棧及支持的業(yè)務(wù)類型。,GPON和EPON的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比,（七）下一代PON技術(shù),下一代EPON技術(shù)（10G-EPON） IEEE 802.3 av 規(guī)定了10Gb/s 下行、1Gb / s 上行的非對(duì)稱模式(10/1GBASE -PRX )和10Gb/s 上下行對(duì)稱模式(10 GBASE - PR ) 兩種速率模式,10G-EPON技術(shù)(1),10G-EPON標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.3av，2009.9發(fā)布 在1G EPON標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增補(bǔ) 主要改進(jìn) 定義了新的PMD子層（光接口） 對(duì)MPCP協(xié)議進(jìn)行增補(bǔ)，擴(kuò)展了ONU的發(fā)現(xiàn)方式，支持不同速率ONU的共存 采用了新的編碼方式和FEC,10G-EPON技術(shù)(2),10G-EPON工作波長(zhǎng) 10Gb/s下行：15751580nm（1577nm） 10Gb/s上行：12601280nm（1270nm） 1Gb/s上行： 12601360nm（1310nm）,10G-EPON PON技術(shù)(3),不同速率信號(hào)的共存（物理層） 下行：10G與1G信號(hào)以WDM方式共存 上行： 10G與1G信號(hào)以TDM方式共存,多點(diǎn)控制協(xié)議增補(bǔ)（數(shù)據(jù)鏈路層） OLT為不同類型的ONU打開(kāi)不同的發(fā)現(xiàn)窗口 10G、1G注冊(cè)采用不同的廣播LLID,XG-PON技術(shù)（1）,XG-PON技術(shù)特點(diǎn)之一 作為下一代的GPON技術(shù)，XG-PON（10-Gigabit Passive Optical Network）系統(tǒng)采用了更高速率的傳輸技術(shù) XG-PON1的速率為10Gbit/s下行、2.5Gbit/s上行 X