未來寬帶網(wǎng)PPT課件

1、本節(jié)課目的 1、寬帶接入網(wǎng)概念 2、寬帶接入網(wǎng)現(xiàn)狀 3、未來寬帶接入網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) ADSL EPON原理，關(guān)鍵技術(shù)，技術(shù)特點(diǎn)，應(yīng)用實(shí)例第1頁/共67頁寬帶接入網(wǎng)概念 接入網(wǎng)絡(luò)（NA）是核心網(wǎng)絡(luò)與用戶或用戶駐留網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁。它是本地切換到用戶終端的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。 它是直接為用戶和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，提供視頻和多媒體業(yè)務(wù)完整的傳輸，多路復(fù)用和交叉連接功能，相關(guān)接口是交換機(jī)與用戶終端設(shè)備的聯(lián)接，傳輸介質(zhì)等。第2頁/共67頁寬帶接入網(wǎng)概念 接入網(wǎng)：有線接入、無線接入和綜合接入 有線接入：光纖接入網(wǎng)絡(luò)，混合光纖 / 接入網(wǎng)絡(luò)（HFC）。 無線接入：移動(dòng)無線接入的有線和無線綜合接入第3頁/共67頁寬帶接入網(wǎng)現(xiàn)狀A(yù)DSL

2、 寬帶接入系統(tǒng)光接入網(wǎng)技術(shù)無線接入技術(shù)第4頁/共67頁ADSL 寬帶接入系統(tǒng)以銅雙絞線為基礎(chǔ)的寬帶接入是ADSL 技術(shù)，基于物理層傳輸?shù)?ADSL 技術(shù)，ADSL 固有的上行和下行速率不對(duì)稱，很滿足上網(wǎng)的特點(diǎn)。雙絞線是由兩個(gè)絕緣銅線傳輸介質(zhì)中的一個(gè)。 抗電磁干擾的能力提升。第5頁/共67頁光接入網(wǎng)技術(shù)光接入網(wǎng)絡(luò)（OAN）：有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）和無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）。AON:SDH 的 AON 和 PDH 的 AON。P O N ： AT M - P O N （ A P O N ） 和 以 太 網(wǎng) 的（EPON）。傳輸介質(zhì)是光纖，該光纖是透射光束和軟件通信介質(zhì)，光反射是光接入網(wǎng)的原理。電纜有很多

3、光纖，每一個(gè)都能夠發(fā)送一個(gè)或多個(gè)光信號(hào)。 發(fā)送者第一把數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)化為光脈沖信號(hào)。該接收器接收的 光脈沖信號(hào)，將其恢復(fù)為電信號(hào)。傳送消息由光纖一端指向另一端。第6頁/共67頁無線接入技術(shù)非銅互連傳播，使用無線電波來發(fā)送數(shù)據(jù)到接入。無線網(wǎng)絡(luò)的組合需要無線網(wǎng)卡與網(wǎng)橋。連接到其他網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)橋，具有無線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)可以共享有線網(wǎng)絡(luò)和更廣泛的網(wǎng)絡(luò)資源。不受空間限制，只要信號(hào)范圍寬，用戶可隨時(shí)隨地上網(wǎng)。第7頁/共67頁未來寬帶接入網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)ADSLADSL 技術(shù)很長(zhǎng)一段時(shí)間，仍將是一個(gè)主要的寬帶接入技術(shù)。 ADSL2 / 2 + 技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟。為了提高下行和第一代的ADSL 技術(shù)，對(duì)于ADSL2 和A

4、DSL2 + 技術(shù)，ADSL2+ 技術(shù)有 ADSL2/2 優(yōu)良技術(shù)特性。會(huì)以ADSL2 + 技術(shù)形式開發(fā)EPON / GPON EPON / GPON 光纖接入技術(shù)，有一定的發(fā)展空間。即在全面實(shí)現(xiàn)光纖到戶。成熟的 EPON 技術(shù)高端， 裝備的價(jià)格低，與 EPON 技術(shù)運(yùn)用于住宅和商業(yè)建筑的發(fā)展。盡管啟動(dòng)GPON 支持多種業(yè)務(wù)整合接入，但GPON 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)越來越低。所以本節(jié)課主要帶大家學(xué)習(xí)EPON。第8頁/共67頁ADSLAsymmetric Digital Subscriber Line非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路第9頁/共67頁ADSL ADSL：非對(duì)稱數(shù)字用戶線 各種基于IP的新業(yè)務(wù)層出不窮，如W

5、eb瀏覽、遠(yuǎn)程教學(xué)、視頻點(diǎn)播（VOD）和多點(diǎn)視頻會(huì)議等。這些業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是上下行數(shù)據(jù)流量不對(duì)稱。 一種采用頻分復(fù)用（FDM）方式實(shí)現(xiàn)上下行速率不對(duì)稱傳輸?shù)募夹g(shù)非對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL）應(yīng)運(yùn)而生。第10頁/共67頁ADSL基本原理 ADSL技術(shù)利用現(xiàn)有的電話銅線同時(shí)傳輸話音信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。 數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng) ADSL Modem調(diào)制、編碼后經(jīng)電話線傳到局端,經(jīng)信號(hào)分離器將數(shù)據(jù)信號(hào)和話音信號(hào)分離,送到 Internet。 話音信號(hào)直接經(jīng)電話線傳到局端,經(jīng)信號(hào)分離器將話音和數(shù)據(jù)信號(hào)分離出來,再送到電話交換機(jī)。第11頁/共67頁ADSL基本原理 傳統(tǒng)的MODEM的調(diào)制，數(shù)據(jù)信號(hào)是用與電話信號(hào)相同的頻率調(diào)制，

6、并電話線路上傳送。人的話音的頻率變化范圍是300Hz-3400Hz，傳統(tǒng)MODEM就是把數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到這一頻帶并傳送第12頁/共67頁ADSL關(guān)鍵技術(shù)分析 ADSL的調(diào)制和編碼使用了一系列關(guān)鍵技術(shù)。 主要有：復(fù)用技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、編碼技術(shù)。復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用（FDM）技術(shù)回波抑制（EC）技術(shù)調(diào)制技術(shù)正交調(diào)幅技術(shù)QAM(Quadrature Amplitude Modulation)離散多音頻技術(shù)DMT(Discrete MultiTone Modulation)編碼技術(shù)前向糾錯(cuò)FEC(Forwarding Error Correction)交織技術(shù)(Interleaving)第13頁/共67頁AD

7、SL關(guān)鍵技術(shù)分析頻分復(fù)用技術(shù) 頻分復(fù)用（頻分復(fù)用（FDMFDM）技術(shù)）技術(shù)ADSL通過非對(duì)稱傳輸，利用頻分復(fù)用技術(shù)使上、下行信道分開來減小串音的影響，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的高速傳送。在ADSL中，我們把用戶線依頻率劃分為三個(gè)信道電話信道、上行信號(hào)信道、下行信號(hào)信道。電話信道占用4KHz的頻帶。這個(gè)電話信道的存在，可以保證即使ADSL連接失敗的情況下語音通信仍能正常進(jìn)行。上下行信道均可支持復(fù)用。上下行信道的速率是不同的，ADSL中的“非對(duì)稱性”指得就是這一點(diǎn)。一般而言，下行速率可達(dá)1.5-8Mbps，上行速率則在640Kbps左右。第14頁/共67頁ADSL關(guān)鍵技術(shù)分析頻分復(fù)用技術(shù)ADSL頻譜分布：第1

8、5頁/共67頁ADSL關(guān)鍵技術(shù)分析離散多音頻調(diào)制 ADSL DMT(離散多音頻)調(diào)制第16頁/共67頁ADSL關(guān)鍵技術(shù)分析離散多音頻調(diào)制 離散多音頻調(diào)制將整個(gè)信道的可用帶寬劃分成 N個(gè)獨(dú)立的、等寬的子信道。 根據(jù)每個(gè)子信道的傳輸特性的理想程度,分配給它不同的比特?cái)?shù)和傳輸能量,充分利用了每一段頻譜資源,從而達(dá)到接近香農(nóng)極限的傳輸速率。 DMT系統(tǒng)各子信道的基帶信號(hào)實(shí)際上就是簡(jiǎn)單的矩形脈沖,因而其調(diào)制信號(hào)的頻譜旁瓣較大,也就是說任意給定的子信道都與多個(gè)附近的子信道有很大的頻譜重疊。 于是各子信道之間僅在信道不發(fā)生畸變時(shí)才能保證有較好的隔離程度。 一旦波形失真較大,子信道間的正交均衡的原理是通過最小

9、誤差 e( k)的方法使信道長(zhǎng)度限制在循環(huán)前綴的長(zhǎng)度之內(nèi)。第17頁/共67頁ADSL關(guān)鍵技術(shù)分析交織技術(shù) 交織技術(shù)在許多同時(shí)出現(xiàn)隨機(jī)錯(cuò)誤和突發(fā)錯(cuò)誤的復(fù)合信道上,往往發(fā)生一個(gè)錯(cuò)誤時(shí),會(huì)波及后面一串?dāng)?shù)據(jù), 導(dǎo)致突發(fā)誤碼超過糾錯(cuò)碼的糾錯(cuò)能力,使糾錯(cuò)能力下降。糾錯(cuò)編碼技術(shù)只有與數(shù)字交織技術(shù)相結(jié)合,才能取得良好的效果。 第18頁/共67頁ADSL關(guān)鍵技術(shù)分析交織技術(shù) 實(shí)際使用中,在發(fā)送端糾錯(cuò)編碼器后接數(shù)字交織單元,接收端解調(diào)后接去交織器,通過交織、去交織電路的作用,將突發(fā)錯(cuò)誤信道改造成獨(dú)立的隨機(jī)錯(cuò)誤信道,使突發(fā)錯(cuò)誤散布在糾錯(cuò)編碼器糾錯(cuò)范圍之內(nèi),以提高信道糾錯(cuò)能力。 交織可使突發(fā)錯(cuò)誤分散,使本不可糾的錯(cuò)誤

10、為可糾的錯(cuò)誤。交織技術(shù)之所以具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力 ,在于本可糾 t個(gè)隨機(jī)錯(cuò)誤的 RS碼,經(jīng)交織度 D的交織后,就可糾所有長(zhǎng)度小于等于 Dt的突發(fā)錯(cuò)誤。 ADSL采用卷積交織技術(shù)。卷積交織比矩陣交織簡(jiǎn)單,對(duì)于任意分組碼都能連續(xù)工作。 即使對(duì)循環(huán)碼,卷積交織序列也不具有循環(huán)移位的特性。 它屬于同步交織,每時(shí)刻存入一個(gè)數(shù)據(jù),同時(shí)讀出一個(gè)數(shù)據(jù)。第19頁/共67頁ADSL主要技術(shù)特點(diǎn) 高速傳輸提供上、 下行不對(duì)稱的傳輸帶寬, 下行速度最高達(dá)到 8 Mb /s, 上行速度最高達(dá)到 1 Mb /s。 上網(wǎng)、 打電話互不干擾ADSL數(shù)據(jù)信號(hào)和電話音頻信號(hào)以頻分復(fù)用原理 調(diào)制于各自頻段互不干擾。 您上網(wǎng)的同時(shí)可以

11、撥打或接聽電話, 避免了撥號(hào)上網(wǎng)時(shí)不能使用電話的煩惱。 獨(dú)享帶寬、安全可靠ADSL利用中國(guó)電信深入千家萬戶的電話網(wǎng)絡(luò),先天形成星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造, 骨干網(wǎng)絡(luò)采用中國(guó)電信遍布全國(guó)的光纖傳輸, 各結(jié)點(diǎn)采用 ATM 寬帶交換機(jī)處理交換信息, 信息傳遞快速安全。第20頁/共67頁ADSL主要技術(shù)特點(diǎn) 安裝快捷方便在現(xiàn)有電話線上安裝 ADSL, 只需在用戶側(cè)安裝一臺(tái) ADSL Modem。最重要的是,無需為寬帶上網(wǎng)而重新布設(shè)或變動(dòng)線路。 價(jià)格實(shí)惠ADSL業(yè)務(wù)上網(wǎng)資費(fèi)構(gòu)成為基本月租費(fèi)+ 信息費(fèi), 無需支付上網(wǎng)通信費(fèi) (即電話費(fèi))。第21頁/共67頁ADSL實(shí)例石油測(cè)井系統(tǒng)的應(yīng)用 對(duì)于整個(gè)測(cè)井系統(tǒng)來說，

12、系統(tǒng)主機(jī)與各個(gè)模塊以及井下儀器等也構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、傳輸速度快等，因此，采用ADSL技術(shù)來構(gòu)建測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)是一種很好的方式。 LOGIQ測(cè)井系統(tǒng)采用ADSL技術(shù)，對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，該技術(shù) 給每種井下儀器分配一個(gè)IP 地址，使得所有儀器按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式來上傳信號(hào)。 信號(hào)在電纜傳輸?shù)倪^程中會(huì)隨著電纜的長(zhǎng)度和信號(hào)頻率增加而衰減，電纜越長(zhǎng)， 信號(hào)衰減越厲害，而且隨著信號(hào)頻率的增加，信號(hào)嚴(yán)重失真。第22頁/共67頁ADSL實(shí)例石油測(cè)井系統(tǒng)的應(yīng)用衰減變化圖：一般說來，當(dāng)信號(hào)頻率達(dá)到100kHz時(shí)，信號(hào)就會(huì)明顯衰減。第23頁/共67頁ADSL實(shí)例石油測(cè)井系統(tǒng)的應(yīng)用 由于在

13、實(shí)際測(cè)井過程中，上行的數(shù)據(jù)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下行的數(shù)據(jù)量的，因此系統(tǒng)對(duì)于頻帶的分配是不一樣的 數(shù)據(jù)下行通道占用 2 個(gè)，數(shù)據(jù)上行通道占用 56 個(gè)（1 號(hào)通道不用，23 號(hào)通道為數(shù)據(jù)下行通道）47 通道空，起到信號(hào)的保護(hù)作用，主要是為了防止上/下行信號(hào)的串?dāng)_，863 通道為上傳通道，里面的12 頻道不傳輸信號(hào)，它只用于井上和井下的MODEMS間的同步數(shù)據(jù)，64通道為空。 在數(shù)據(jù)傳輸過程中，低頻傳輸?shù)淖謹(jǐn)?shù)多，高頻傳輸?shù)淖謹(jǐn)?shù)少，這是由于QAM調(diào)制會(huì)自動(dòng)根據(jù)不同的信噪比來決定每道傳輸?shù)淖謹(jǐn)?shù)。為了避免頻帶的干擾，按照電纜的實(shí)際特點(diǎn)來進(jìn)行信號(hào)傳輸頻帶設(shè)定，直接分開上下頻帶，采用這種上/下行數(shù)據(jù)傳輸頻帶的分開設(shè)

14、計(jì)，能最大限度地避免信號(hào)串?dāng)_，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的高速傳輸。第24頁/共67頁ADSL實(shí)例石油測(cè)井系統(tǒng)的應(yīng)用 進(jìn)行測(cè)井的時(shí)候，在ADSL之中用QAM的問題在于不同電纜性能的差異性應(yīng)該如何去把握。 QAM 接收器在解碼的時(shí)候，需要使用相同頻譜以及相位特性的信號(hào)。通過自適應(yīng)均衡器，就可以對(duì)信號(hào)的失真進(jìn)行傳輸補(bǔ)償。初始的傳輸信號(hào)有一個(gè)固定時(shí)間長(zhǎng)度。但是按照電纜長(zhǎng)度以及信號(hào)失真的特性，再加上傳輸之中信號(hào)出現(xiàn)的頻率響應(yīng)，接收到的信號(hào)總時(shí)長(zhǎng)可能會(huì)是原始信號(hào)的數(shù)倍， 這就要求進(jìn)行時(shí)間均衡，系統(tǒng)采用的同步幀達(dá)到這個(gè)目的。第25頁/共67頁ADSL實(shí)例石油測(cè)井系統(tǒng)的應(yīng)用 LOGIQ 測(cè)井系統(tǒng)在地面系統(tǒng)測(cè)井軟件中，

15、工程師可以在軟件窗口中檢測(cè)和診斷信號(hào)的傳輸。在軟件窗口可以了解到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包傳輸誤碼率、數(shù)據(jù)包大小以及發(fā)送和接收的增益等信息。 工程師根據(jù)軟件提示的信息，很清楚地了解施工過程中通訊和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)信息，給施工和設(shè)備維護(hù)、維修帶來很多便利。 LOGIQ 測(cè)井系統(tǒng)利用其傳輸速率高、可靠性強(qiáng)、速度快等優(yōu)點(diǎn)，提高了測(cè)井儀器的集成化,大大減小了硬件占據(jù)的空間。采用ADSL技術(shù)后帶來的好處：第26頁/共67頁EPONEthernet Passive Optical Network以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)第27頁/共67頁光纖接入技術(shù)第28頁/共67頁寬帶光接入方式 第29頁/共67頁什么是PON？l PON是以點(diǎn)到

16、多點(diǎn)為特征的單纖雙向無源光網(wǎng)絡(luò)；l PON包括三個(gè)組件：Optical Line Terminal (OLT), Optical Network Unit (ONU)和 Optical Distribution Network（ODN）；l ODN中的無源光分路器可以是一個(gè)或多個(gè)光分路器的級(jí)聯(lián)。第30頁/共67頁單纖雙向傳輸機(jī)制 EPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸 為了分離同一根光纖上多個(gè)用戶的來去方向的信號(hào)，采用以下兩種復(fù)用技術(shù)： 下行數(shù)據(jù)流采用TDM技術(shù)； 上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。第31頁/共67頁EPON基本原理 EPON 是幾種最佳的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合。 EPON 采用

17、點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，無源光纖傳輸方式 在一個(gè) EPON 中，不需任何復(fù)雜的協(xié)議，光信號(hào)就能精確地傳送到最終用戶，來自最終用戶的數(shù)據(jù)也能被集中傳送到中心網(wǎng)絡(luò)。第32頁/共67頁EPON基本原理 與傳統(tǒng)通信技術(shù)不同的是，EPON 在下行鏈路中采用廣播通信（波長(zhǎng)為 1490nm），而在上行鏈路則采用了時(shí)分多址技術(shù)（波長(zhǎng)為 1310nm），充分發(fā)揮了傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使得一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光纖對(duì)接得已實(shí)現(xiàn)。 OLT放在中心機(jī)房CO，是EPON 網(wǎng)絡(luò)的核心，它對(duì)通信信道起著重要的監(jiān)控、配置和維護(hù)作用。 ONU放在網(wǎng)絡(luò)接口單元NIU附近或與其合為一體，其安裝在用戶側(cè)，它與 OLT 之間通常采用 1：16/1：32

18、/1：64 等分光比進(jìn)行接入。第33頁/共67頁EPON基本原理 OLT 的信息傳輸采用了 IEEE802.3 標(biāo)準(zhǔn)，它與PON 之間的信息傳輸是通過廣播的形式實(shí)現(xiàn)的，信息的長(zhǎng)度可以按需進(jìn)行變化，但信息的格式則是固定不變的。 處于同一節(jié)點(diǎn)的ONU 單元均可接收到 OLT 發(fā)出的信息包，但只有標(biāo)識(shí)位與自身相同時(shí)，ONU 單元才會(huì)作出響應(yīng)。 在 EPON 網(wǎng)絡(luò)中，POS （無源光纖分支器）為OLT 與ONU 的相連提供了鏈路，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)并集中上行數(shù)據(jù)。第34頁/共67頁EPON基本原理OLT 在一個(gè) EPON 系統(tǒng)中，OLT 既是一個(gè)交換機(jī)或路由器，又是一個(gè)多業(yè)務(wù)提供平臺(tái)(MSPP)，

19、它提供面向無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。 根據(jù)以太網(wǎng)向城域和廣域發(fā)展的趨勢(shì)，OLT 上將提供多個(gè) Gbit/s 和 10Gbit/s 的以太接口，支持 WDM 傳輸。為了支持其他流行的協(xié)議，OLT 還支持 ATM、FR等速率的 SONET 的連接。 OLT 除了提供網(wǎng)絡(luò)集中和接入的功能外，還可以針對(duì)用戶的 QoS/SLA 的不同要求進(jìn)行帶寬分配、網(wǎng)絡(luò)安全和管理配置。OLT 根據(jù)需要可以配置多塊 OLC，OLC 與多個(gè) ONU 通過 POS 連接。（POS 是一個(gè)簡(jiǎn)單設(shè)備，它不需要電源，可以置于全天候的環(huán)境中）第35頁/共67頁EPON基本原理OLT OLT功能模塊示意圖 第36頁/共67頁EPON基

20、本原理ONU EPON 中的 ONU 采用了技術(shù)成熟而又經(jīng)濟(jì)的以太網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在中帶寬和高帶寬的 ONU 中實(shí)現(xiàn)了成本低廉的以太網(wǎng)第二層第三層交換功能。 這種類型的ONU 可以通過層疊來為多個(gè)最終用戶提供很高的共享帶寬。因?yàn)槎际褂靡蕴珔f(xié)議，在通信的過程中，就不再需要協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn) ONU 對(duì)用戶數(shù)據(jù)的透明傳送。 ONU 也支持其他傳統(tǒng)的 TDM 協(xié)議，而且不會(huì)增加設(shè)計(jì)和操作的復(fù)雜性。在更高帶寬的 ONU 中，將提供大量的以太接口和多個(gè) T1/E1 接口。當(dāng)然，對(duì)于光纖到家(FTTH)的接入方式，ONU 和 NIU 可以被集成在一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備中，不需要交換功能，從而可以在極低的成本下給終端用戶分配

21、所需的帶寬。第37頁/共67頁EPON基本原理ONU ONU功能模塊示意圖 第38頁/共67頁EPON工作原理下行數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼前導(dǎo)碼7Bytes幀定界符幀定界符1BytesDA6BytesSA6Bytes長(zhǎng)度長(zhǎng)度/類型類型2Bytes數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)461500Bytes填充填充不定不定FCS4Bytes前導(dǎo)碼前導(dǎo)碼8BytesDA6BytesSA6Bytes長(zhǎng)度長(zhǎng)度/類型類型2Bytes數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)461500Bytes填充填充不定不定FCS4Bytes5555SPD5555LLIDLLID CRC8以太網(wǎng)以太網(wǎng)MACMAC幀幀EPON MACEPON MAC幀幀SPD:SPD指示LLID和CRC位

22、置定義廣播與單播實(shí)現(xiàn)a.廣播： MODE=1 或者 LLID=0 x7FFFb.單播： MODE=0 且 LLID!=0 x7FFFF39第39頁/共67頁EPON工作原理下行 在ONU注冊(cè)成動(dòng)后分配一個(gè)唯一的LLID； 在每一個(gè)分組開始之前添加一個(gè)LLID，替代以太網(wǎng)前導(dǎo)符的最后兩個(gè)字節(jié)； OLT接收數(shù)據(jù)時(shí)比較LLID注冊(cè)列表，ONU接收數(shù)據(jù)時(shí)，僅接收符合自己的LLID的幀或者廣播幀。廣播方式第40頁/共67頁EPON工作原理上行 OLT接收數(shù)據(jù)前比較LLID注冊(cè)列表； 每個(gè)ONU在由局方設(shè)備統(tǒng)一分配的時(shí)隙中發(fā)送數(shù)據(jù)幀； 分配的時(shí)隙補(bǔ)償了各個(gè)ONU距離的差距，避免了各個(gè)ONU之間的碰撞。TD

23、MA方式第41頁/共67頁系統(tǒng)工作過程ONU通過下行控制幀的時(shí)間戳同步于OLT；ONU等待發(fā)現(xiàn)幀（gate）ONU進(jìn)行發(fā)現(xiàn)處理，包括：測(cè)距，指定物理ID和帶寬。ONU等待授權(quán)，ONU只能在授權(quán)時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)間戳消息，用于系統(tǒng) 參考時(shí)間通過MPCP幀指配帶寬進(jìn)行測(cè)距操作控制ONU注冊(cè)42第42頁/共67頁EPON 關(guān)鍵技術(shù) LLID 突發(fā)模式光收發(fā)技術(shù) MPCP協(xié)議 定時(shí)與同步 注冊(cè) 測(cè)距 動(dòng)態(tài)帶寬分配（DBA）機(jī)制 運(yùn)行維護(hù)管理（OAM）功能的實(shí)現(xiàn)第43頁/共67頁 EPON關(guān)鍵技術(shù)LLID LLID邏輯鏈路標(biāo)記 LLID是由網(wǎng)管通過OLT分配的，OLT可以通過LLID辨別幀是由哪個(gè)ONU

24、發(fā)來的，或者通過修改幀中的LLID將幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的ONU處。 于是就可以建立OLT-ONU ONU-OLT通路，完成OLT與ONU之間以及ONU與ONU之間的通信 定義： 廣播： MODE=1或LLID=0 x7FFF 單播：MODE=0且LLID!=0 x7FFFF第44頁/共67頁EPON關(guān)鍵技術(shù)突發(fā)模式光收發(fā)技術(shù) 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

25、的接收機(jī)和ONU的發(fā)射器工作在突發(fā)模式45第45頁/共67頁EPON關(guān)鍵技術(shù)MPCP協(xié)議 是整個(gè)EPON系統(tǒng)正常工作的核心 對(duì)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的重要擴(kuò)展 規(guī)定了OLT和ONU之間的控制機(jī)制 提供ONU控制管理信息 提供ONU帶寬管理信息 提供業(yè)務(wù)監(jiān)控信息控制46第46頁/共67頁 EPON關(guān)鍵技術(shù)MPCP控制幀GATE（OLT）00-02允許接收到GATE幀的ONU立即或者在指定的時(shí)間段發(fā)送數(shù)據(jù)REPORT（ONU）00-03向OLT報(bào)告ONU的狀態(tài)，包括該ONU同步于哪一個(gè)時(shí)間戳、以及是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送。REGISTER_REQ （ONU）00-04在注冊(cè)規(guī)程處理過程中請(qǐng)求注冊(cè)。REG

26、ISTER （OLT）00-05在注冊(cè)規(guī)程處理過程中通知ONU已經(jīng)識(shí)別了注冊(cè)請(qǐng)求。REGISTER_ACK （ONU）00-06在注冊(cè)規(guī)程處理過程中表示注冊(cè)確認(rèn)。47五種類型的MPCP幀第47頁/共67頁 EPON關(guān)鍵技術(shù)定時(shí)與同步 定時(shí)方法： 所有ONU都與OLT的唯一時(shí)鐘同步； 主要是用時(shí)間戳域來完成的。 時(shí)間戳定義：時(shí)間戳定義： 時(shí)間戳域使用個(gè)字節(jié) 時(shí)間戳所標(biāo)識(shí)的是在MAC控制幀上傳到MAC層時(shí)OLT的計(jì)數(shù)值。 計(jì)數(shù)值寬度為16位或32位，計(jì)數(shù)單位為16ns 定時(shí)過程： OLT以自己本地的計(jì)數(shù)器插入timestamp域中 ONU以本地計(jì)數(shù)值插入timestamp域中 ONU根據(jù)收到的OL

27、T的timestamp更新自己的計(jì)數(shù)器 OLT根據(jù)收到的ONU的timestamp計(jì)算差值（測(cè)距）48第48頁/共67頁EPON關(guān)鍵技術(shù)注冊(cè) 指OLT對(duì)系統(tǒng)中的ONU進(jìn)行注冊(cè) 主要用于系統(tǒng)中增加ONU時(shí)或者ONU重新啟動(dòng)時(shí)。 注冊(cè)過程 ONU的執(zhí)行動(dòng)作： 在 上 電 啟 動(dòng) 或 復(fù) 位 時(shí) ，ONU進(jìn)入Discovery狀態(tài)。等待來自O(shè)LT的“Discovery Gate”消息。 如 果 所 收 到 的 消 息 類 型 為 Discovery，且消息中的邏輯PHY ID與自己相同或?yàn)槿笔≈凳牵蛯?duì)此消息做出應(yīng)答。 OLT的執(zhí)行動(dòng)作： OLT以廣播方式周期性的發(fā)送Discovery檢測(cè)幀。 響應(yīng)

28、ONU的注冊(cè)請(qǐng)求并分配LLID第49頁/共67頁EPON關(guān)鍵技術(shù)測(cè)距 OLT與各ONU間的環(huán)路時(shí)延不同： 各 ONU距 OLT的光纖路徑不同 各ONU元器件的不一致性 環(huán)境溫度的變化和器件老化，環(huán)路延時(shí)也會(huì)發(fā)生不斷的變化 測(cè)距包括靜態(tài)測(cè)距和動(dòng)態(tài)測(cè)距： 測(cè)距要求 補(bǔ)償因ONU距離不同而產(chǎn)生的時(shí)延差異：RTT（Round Trip Time） 在注冊(cè)過程中，ONU對(duì)新加入的ONU啟動(dòng)測(cè)距過程 OLT使用RTT來調(diào)整每個(gè)ONU的授權(quán)時(shí)間 OLT也可以在任何收到MPCP PDU的時(shí)候啟動(dòng)測(cè)距功能。 使用注冊(cè)沖突避讓： 在EPON系統(tǒng)中，解決ONU的注冊(cè)沖突的方案有兩種：隨機(jī)延遲時(shí)間法和隨機(jī)跳過開窗法。

29、第50頁/共67頁EPON關(guān)鍵技術(shù)測(cè)距過程 OLT在T1時(shí)刻發(fā)送 GATE； ONU在T2時(shí)刻接收到GATE ,此時(shí)復(fù)位本地計(jì)數(shù)器，時(shí)間戳置為 T1； ONU在T3時(shí)刻發(fā)送REPORT, 此時(shí)填入的時(shí)間戳為 T4； OLT在T5時(shí)刻接收到REPORT。最后RTT由下面的公式得出： RTT = T2-T1+T5-T3 = T5-T4 其中 ： T3-T2 = T4-T1第51頁/共67頁EPON關(guān)鍵技術(shù)DBA 功能： 相對(duì)于靜態(tài)帶寬分配（SBA），DBA是指實(shí)時(shí)地（ms級(jí)）改變PON中各ONU上行帶寬的機(jī)制 根據(jù)帶寬狀態(tài)和ONU需求動(dòng)態(tài)（合理）分配ONU的上行帶寬 優(yōu)點(diǎn)： 實(shí)現(xiàn)高效的上行帶寬利用

30、率和服務(wù)質(zhì)量保證 算法特點(diǎn)： 業(yè)務(wù)透明 低時(shí)延和低時(shí)延抖動(dòng) 公平帶寬分配 健壯性好 實(shí)時(shí)性強(qiáng)52第52頁/共67頁EPON關(guān)鍵技術(shù)OAM管理 功能： 完成ONU的認(rèn)證、配置功能 在線的性能監(jiān)測(cè)、各種故障告警和遠(yuǎn)端故障指示、遠(yuǎn)端近端環(huán)回等 OLT對(duì)ONU進(jìn)行遠(yuǎn)程管理通信協(xié)議，要有一定的開放性和擴(kuò)展性 基本支持功能： 遠(yuǎn)端故障指示 遠(yuǎn)端環(huán)回 鏈路監(jiān)視 擴(kuò)展功能 ONU版本管理 ONU配置管理53第53頁/共67頁EPON技術(shù)特點(diǎn)與MC比較 MC技術(shù)的兩種使用方式 點(diǎn)到點(diǎn)以太接入 N根光纖，2N個(gè)光收發(fā)器 管理獨(dú)立 小區(qū)交換機(jī)接入 只需鋪設(shè)1或2根光纖到小區(qū) 2N+2個(gè)光收發(fā)器 設(shè)備占用局端機(jī)房空間

31、小 在傳輸過程中需要有源設(shè)備 設(shè)備分級(jí)管理 EPON的接入方式 只需鋪設(shè)1或2根光纖到小區(qū) 需N+1個(gè)光收發(fā)器 設(shè)備占用局端機(jī)房空間最小 傳輸中不需有源設(shè)備 設(shè)備集中管理第54頁/共67頁EPON技術(shù)特點(diǎn)與MC比較 網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)方面的比較第55頁/共67頁EPON實(shí)例基于EPON 技術(shù)的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的探討 EPON 技術(shù)可以滿足高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)化、集中存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程多級(jí)調(diào)用的需求。前端攝像機(jī)數(shù)量以及網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)無限擴(kuò)展，大大降低了投資成本。 EPON 技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)：高帶寬、全光纖、成本低、節(jié)約光纖資源、可管理、 可維護(hù)等。正因如此，在高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。例如，“

32、平安城市”、智能交通、電子警察、電信的“全球眼”等項(xiàng)目。 EPON 通過光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸結(jié)構(gòu)采用“一對(duì)多”的方式；一方面，利用 PON 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入；一方面，采用以太網(wǎng)協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。 因此，EPON 技術(shù)是既為監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)提供了高帶寬，又降低了成本。同時(shí)又具有較強(qiáng) 的擴(kuò)展性，且能接入以太網(wǎng)，方便了管理。第56頁/共67頁EPON實(shí)例基于EPON 技術(shù)的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的探討 MEPON 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖第57頁/共67頁EPON實(shí)例基于EPON 技術(shù)的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的探討 EPON 網(wǎng)絡(luò)采用了波分復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單芯雙向傳輸 ，并通過光分配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過時(shí)分多址方式實(shí)現(xiàn)OUN 向OLT進(jìn)行上行數(shù)據(jù)傳輸；通過廣播方式實(shí)現(xiàn)OLT向所有ONU 進(jìn)行下行數(shù)據(jù)傳輸。 ONU僅接收自己的數(shù)據(jù)幀。OLT 放在數(shù)據(jù)終端處，ONU 放在前端監(jiān)控?cái)z像機(jī)處，為監(jiān)控圖像傳輸提供網(wǎng)絡(luò)接口。ODN 為 OLT 和 ONU 提供了連接“橋梁”。第58頁/共67頁EPON實(shí)例基于EPON 技術(shù)的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的探討59基于 EPON 技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)傳輸部分可分為核心層、匯聚層和接入層三部分。以某高校高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)為例。一般地，在監(jiān)控